高中化学必修一 专题2.1.2 碳酸钠和碳酸氢钠

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第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物 第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠 【学习任务一】温故知新，发现问题 在初中我们就已经知道了碳酸钠，俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打。此外，我们也知道了他们的一些用途。你还记得都有哪些用途吗？ 【思考】性质决定用途，你知道碳酸钠和碳酸氢钠有哪些性质吗？上述用途分别利用了碳酸钠和碳酸氢钠的哪些性质呢？ 碳酸氢钠可以和盐酸反应，所以碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多。 【思考】碳酸钠也可以和盐酸反应，为何不用碳酸钠来治疗胃酸过多？ 【实验2-4】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填.入下表。【学习任务二】实验探究，分析解决问题 白色粉末细小白色粉末加几滴水后，结块变成晶体;温度上升加几滴水后，少部分溶解;温度略有下降振荡后可溶解固体量有所减少溶液变红(较深)溶液微红加水先变成含结晶水的晶体，溶于水放热，溶液碱性比NaHCO3的强加水少量溶解，溶于水吸热，溶液碱性比Na2CO3的弱【问题解决】碳酸钠也可以和盐酸反应，为何不用碳酸钠来治疗胃酸过多？ Na2CO3碱性较强，不适宜做胃药。 【思考】写出碳酸钠、碳酸氢钠和盐酸的反应，请根据反应思考能不能用该反应鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑【知识拓展】仅看产物，我们会发现两者都生成了二氧化碳，所以实验现象似乎完全一样。但如果我们加入的是同质量的碳酸钠和碳酸氢钠，则后者产生的二氧化碳更多。利用该反应，结合以下实验（视频），则可区分两者。 现象对比与微观解析 通过该实验，我们还发现碳酸氢钠与盐酸反应更快，用它做胃药，见效也更快。 【思考】初中的时候，我们已经知道碳酸钠可以和澄清石灰水反应，写出该反应方程式。类比碳酸钠，你认为碳酸氢钠能与澄清石灰水反应吗？该如何验证？【补充实验】向盛有少量碳酸氢钠溶液的试管里滴入澄清石灰水，观察现象，并用方程式进行解析。现象：有白色沉淀生成。 2NaHCO3+Ca(OH)2=Na2CO3+CaCO3↓+2H2O或：NaHCO3+Ca(OH)2=NaOH+CaCO3↓+H2O 【学习任务三】对比学习，分析解决问题 【知识拓展】上述反应能不能用于鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？是否有其他试剂可以用于 鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？不能 。可以用氯化钙或氯化钡代替氢氧化钙来鉴别。 碳酸氢钠与氯化钡不反应。 【思考】碳酸钙受热会分解，碳酸钠和碳酸氢钠呢？ 【实验2-5】如图2-7所示，分别加热Na2CO3和NaHCO3，观察现象，比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。现象:加热碳酸钠,澄清石灰水不变浑浊;加热碳酸氢钠，试管口有小液滴出现，澄清石灰水变浑浊。【评价任务一】 阅读下图2-1，在170~180 0C，约经过____________ min,碳酸氢钠即全部分解为碳酸钠。 35 【评价任务二】 下图装置为本实验的改进装置“套管实验”，碳酸钠和碳酸氢钠可以对调吗？ 不可以 。 1.碳酸氢钠干粉灭火剂不能用来灭钠起火。为什么？2.碳酸氢钠是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一，我们发现，加入发酵粉的面团加热焙烤后体积比原来大了好多。你知道原因是什么吗？请用化学方程式解析。 【评价任务三】 碳酸氢钠干粉灭火剂是利用受热分解得到的二氧化碳灭火，而钠或钠的燃烧产物过氧化钠都可以和二氧化碳反应。所以碳酸氢钠干粉灭火剂不能用来灭钠起火。【知识拓展】实验过程中，若通入二氧化碳时间较长，发现澄清的石灰水先变浑浊然后又变清，你知道为什么吗？ 【类比】若将澄清石灰水换成饱和碳酸钠，会有什么现象呢？ 现象：溶液变浑浊或有晶体析出Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3生成的碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小，所以会析出碳酸氢钠晶体 【化学观念构建】 通过钠的学习，我们发现条件不同，产物就会不同，如钠和氧气反应；通过碳酸钠和碳酸氢钠的对比学习，我们发现反应物用量配比不同，产物也会不同，如二氧化碳与澄清石灰水的反应，碳酸氢钠和澄清石灰水的反应。由此可见 ，我们可根据生产生活的需要，对反应条件进行控制。【评价任务四】 根据上述小结，请用在下列图示的箭头上下方填上合适的试剂，以实现两者的转化。并写出相关的化学反应方程式。 【评价任务五】 1.如何除去以下情境中的杂质？ (1)如何除去Na2CO3粉末中少量的NaHCO3？(2)如何除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3？(3)如何除去NaHCO3 溶液中少量的Na2CO3 ？(4) CO2中含有HCl气体？加热加适量的NaOH 通入足量CO2将混合气通过饱和NaHCO3溶液洗气 2.请设计实验区别Na2CO3和NaHCO3 3. 若某溶液中既有Na2CO3又有NaHCO3，如何检验？【评价任务六】 A【学习任务四】模型构建，形成知识体系 从元素合价和物质类别两个角度研究物质的性质，是一种行之有效的方法。元素的价-类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。请把钠及其常见化合物填入下图。画出它们之间的转化关系，并写出相关的化学方程式或离子方程式。（课后完成） 【思考】我们发现目前介绍到的钠及其化合物的用途大多与其化学性质有关。哪些用途与它们的物理性质有关呢？ 【实验2-6】把焊在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧，至与原来的火焰颜色相同时为止。用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，再蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。Na（黄色）K（紫色、透过蓝色钴玻璃）【新概念】焰色试验：根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。(1)因酒精灯火焰略带黄色（因为玻璃中含钠元素），因此本实验中火源最好用酒精喷灯或煤气灯，它们的火焰无色（不是所有的金属都能发生焰色反应如Fe、Pt，所以本实验采用铂丝，也可采用铁丝，用酒精喷灯理由也是如此）。【知识拓展】 (2)做钾元素的焰色试验时，要透过蓝色钴玻璃片进行观察。因为蓝色钴玻璃能吸收黄光，排除钠及其化合物的焰色干扰。(3)焰色试验属于物理变化。 焰色试验的应用：(1) 焰火（烟花）节日燃放的五彩缤纷的烟花，就是锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽色彩。(2) 检验金属元素由于钠盐、钾盐易溶于水，在溶液中又无色，无法通过其他反应进行检验Na+和K+ ，所以常常利用焰色试验来检验。【评价任务七】 焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝，这种试剂是（ ） A．Na2CO3溶液 B．K2CO3溶液 C．稀盐酸 D．硫酸C【研究目的】纯碱是一种重要的化工原料，具有广泛的用途。通过查阅资料，了解纯碱的生产历史，感受化学工业发展过程中技术进步的重要性，以及建设生态文明的意义。【研究任务】(1)查阅资料，了解路布兰制碱法、索尔维制碱法、侯氏制碱法的原理。(2)根据所查阅的资料，分析后一种制碱法与前一种制碱法相比所具有的优势。(3)从生态文明建设的角度，思考侯氏制碱法的意义。【结果与讨论】(1)从科学家对纯碱生产的研究中，你得到什么启示?(2)以纯碱的生产为线索，完成研究报告，并与同学讨论。【研究与实践】了解纯碱的生产历史