苏教版化学课件专题3第二单元第2课时碳酸钠碳酸氢钠

第2课时碳酸钠碳酸氢钠专题32021内容索引0102课前篇素养初探课堂篇素养提升素养目标1.了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质及应用。2.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别方法,培养学生科学探究素养。3.了解Na2CO3与NaHCO3的相互转化。4.了解侯氏制碱原理。课前篇素养初探【知识铺垫】1.实验室制取CO2气体的反应原理为CaCO3+2HCl

===CaCl2+CO2↑+H2O,不用碳酸钠的原因是碳酸钠能溶于水,与盐酸反应过快。2.纯碱成分是碳酸钠,烧碱的成分是氢氧化钠。【必备知识】1.碳酸钠的性质及应用(1)物理性质:碳酸钠的化学式为Na2CO3,俗称纯碱或苏打,白色粉末,易溶于水。(2)化学性质①与盐(CaCl2)溶液反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2

===CaCO3↓+2NaCl。②与碱[Ca(OH)2]溶液反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2

===CaCO3↓+2NaOH。③与酸(足量盐酸)反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl

===2NaCl+H2O+CO2↑。④用pH试纸测Na2CO3溶液的pH,可知Na2CO3溶液呈碱性,因而Na2CO3被称为纯碱。⑤Na2CO3溶液中充入CO2,反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O

===2NaHCO3;饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2时反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓。(3)应用:①Na2CO3作为重要的化工原料,在制取玻璃、肥皂、合成洗涤剂及造纸、纺织、石油加工等方面有广泛应用;②Na2CO3溶液可以除去炊具表面的油污。2.碳酸氢钠的性质及应用(1)物理性质:碳酸氢钠的化学式为NaHCO3,俗称小苏打,是一种酸式盐;白色晶体,易溶于水。(2)化学性质:①与NaOH溶液反应的化学方程式为NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。②与盐酸(HCl)反应的化学方程式为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。③受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。④NaHCO3溶液呈碱性。3.检验溶液中含碳酸根离子的方法:溶液中加氯化钙溶液,若有沉淀,过滤,在沉淀中滴加稀盐酸,若生成无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊,说明溶液中含碳酸根离子。4.侯氏制碱原理:在氯化钠饱和溶液中先通入氨气,再通入CO2,过滤出生成的沉淀,加热分解可制得纯碱。反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。【正误判断】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)碳酸钠、碳酸氢钠都属于钠盐、碳酸盐。(

)(2)碳酸氢钠可以作为治疗胃酸过多的药物。(

)(3)等浓度的盐酸滴加到浓度相等的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中反应现象相同。(

)(4)鉴别碳酸钠、碳酸氢钠固体,可用焰色反应或加稀盐酸。(

)(5)除去碳酸钠溶液中的碳酸氢钠可加稍过量的氢氧化钠溶液。(

)(6)侯氏制碱过程中需先在饱和氯化钠溶液中通入氨气氨化,然后通入CO2。(

)(7)纯碱、烧碱都是氢氧化钠的俗名。(

)√√×××√×课堂篇素养提升探究碳酸钠、碳酸氢钠的性质与应用【问题探究】1.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较按要求完成实验:在两支试管中分别加入3mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。观察到什么实验现象?为什么?提示

加入碳酸氢钠的试管上方的气球很快变大,另一支试管中仅生成少量气体。碳酸钠粉末倒入稀盐酸中,反应分步进行,反应的化学方程式依次是Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,反应分两步进行,反应速率较慢;碳酸氢钠可直接与盐酸反应生成气体:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,反应速率较快;计算可知M(Na2CO3)>M(NaHCO3),所以等质量的Na2CO3和NaHCO3粉末,n(NaHCO3)>n(Na2CO3),由Na2CO3~CO2,NaHCO3~CO2可知,等质量的Na2CO3和NaHCO3粉末,NaHCO3放出的气体更多,气球体积更大。2.利用如下图所示的“套管实验”,可以比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。

小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A中有少量气泡冒出。该实验可得出什么结论?提示

Na2CO3受热不分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。A中有少量气泡冒出是由于大试管内空气受热膨胀,压强增大,气体逸出,与Na2CO3无关。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。3.向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,有何现象发生?为什么?提示

向饱和碳酸钠溶液中通入CO2气体会发生如下反应:Na2CO3+CO2+H2O

===2NaHCO3↓,一定温度时,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,反应中用掉一部分水,所以溶解度较小的NaHCO3就会从溶液中析出,有晶体析出。另外,反应后生成的碳酸氢钠的质量也大于原碳酸钠溶质的质量,也是形成碳酸氢钠沉淀的原因之一。4.如何鉴别0.1mol·L-1的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液?提示

用pH试纸分别测pH,pH大的为Na2CO3溶液;逐滴加入同浓度的盐酸,开始就有气泡产生的为NaHCO3

溶液;分别加入CaCl2溶液,有沉淀产生的为Na2CO3溶液。5.如何鉴别Na2CO3和NaHCO3固体?如何除去NaHCO3溶液中的Na2CO3?提示

鉴别方法,分别加热,有使澄清石灰水变浑浊的气体生成的为NaHCO3;向溶液中通入过量CO2气体可除去NaHCO3溶液中的Na2CO3。6.发酵粉中往往含有什么成分?提示

碳酸氢钠。【深化拓展】1.碳酸钠、碳酸氢钠的比较名称碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱、苏打小苏打物理性质颜色状态白色晶体细小白色晶体溶液碱性水溶液碱性较强溶液碱性比同物质的量浓度的碳酸钠溶液弱水溶性碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠稳定性稳定不稳定名称碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)化学性质滴加盐酸开始无气泡,后来有气泡立即有气泡碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应快与澄清石灰水反应Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOHNaHCO3+Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓+H2O+NaOH2NaHCO3(过量)+Ca(OH)2===2H2O+CaCO3↓+Na2CO3不可用澄清石灰水鉴别与CaCl2溶液CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl不反应主要用途制玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵粉、医药、灭火器相互转化Na2CO3

NaHCO3(1)溶解性不同:Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度;(2)热稳定性不同,NaHCO3受热易分解,Na2CO3稳定;(3)与同等浓度的酸反应放出气体的快慢不同:NaHCO3的反应更快;(4)与Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液反应都会生成沉淀。2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别(1)加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。(2)沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加BaCl2、CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。(3)测气体体积法:取相同质量的固体于试管中,加入足量盐酸,产生气体较多的是NaHCO3。(4)测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,用pH试纸测pH,pH较大的是Na2CO3溶液。(5)观察生成气体快慢:各取少量固体于试管中,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后来有气体产生的是Na2CO3。3.除杂

混合物(括号内为杂质)除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液4.不用其他试剂鉴别碳酸钠溶液和稀盐酸Na2CO3溶液与盐酸互滴,根据出现的不同现象可鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸。向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应分两步进行:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,开始无现象(理论上反应生成NaHCO3),后来有气泡产生(NaHCO3转化为CO2);将Na2CO3溶液逐滴滴入盐酸中,将会立即产生气泡。【素能应用】典例有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有四位同学为鉴别它们采用以下不同方法,其中不可行的是(

)A.分别将它们配制成溶液,再加入澄清石灰水B.分别将它们配制成溶液,再逐滴加入等浓度的稀盐酸C.分别将它们配制成溶液,再加入CaCl2溶液D.分别加热,再用澄清石灰水检验是否有CO2产生答案

A解析

A项中发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2

===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项,Na2CO3溶液中滴加盐酸,开始无现象,后来产生气体,而NaHCO3溶液中滴入盐酸立即产生气体,现象不同;C项,Na2CO3溶液与CaCl2溶液发生反应:Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应,可以鉴别;D项将固体物质分别加热后,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊,Na2CO3受热不分解;故选A。变式训练

下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的叙述中,正确的是(

)A.二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度B.二者热稳定性不同,碳酸氢钠的热稳定性强于碳酸钠的热稳定性C.二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的足量盐酸反应产生气体的量和反应快慢均不同D.二者在一定的条件下可以相互转化答案

D解析

相同条件下,Na2CO3在水中的溶解度比NaHCO3大,A项不正确;Na2CO3受热不分解,NaHCO3受热易分解,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强,B项不正确;等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应生成气体的物质的量相等,但NaHCO3反应更快,C项不正确;一定条件下,二者可以相互转化,D项正确。

素养脉络

随堂检测1.我国著名化学家侯德榜在20世纪40年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球,其中的“碱”指的是(

)A.氢氧化钠 B.碳酸氢钠C.碳酸钠 D.碳酸钾答案

C解析

侯氏制碱法是向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳析出晶体,将晶体加热分解得到碳酸钠;“侯氏制碱法”中的碱是碳酸钠(Na2CO3