新苏教版高中化学必修1教学设计2：3.2.2 碳酸钠和碳酸氢钠

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1专题3从海水中获得的化学物质第二单元金属钠及钠的化合物第2课时碳酸钠和碳酸氢钠教学目标1．掌握碳酸钠的化学性质，掌握碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化，并能通过实验设计方案区别碳酸钠和碳酸氢钠。2．了解碳酸钠的工业制法和生产原理，了解碳酸钠在生产和生活中应用。教学重点Na2CO3和NaHCO3的主要性质，学习方法的引导。教学难点对实验现象的观察和分析；良好实验素养的养成；探究能力的养成。教学用品实验药品：Na2CO3（固体、溶液）、NaHCO3（固体、溶液）、浓盐酸、澄清石灰水、CaCl2溶液、铜片等。实验仪器药匙、试管、试管夹、酒精灯、胶头滴管、培养皿、洗瓶等。教学过程【情景】中国化学工业的先驱在中国化学工业史上，有一位杰出科学家，他为祖国的化学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。

侯德榜一生在化工技术上有三大贡献。第一，揭开了苏尔维法的秘密；第二，创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法；第三，就是他为发展小化肥工业所做的贡献。

1921年，他在哥伦比亚大学获博士学位后，怀着工业救国的远大抱负，毅然放弃自己热爱的制革专业，回到祖国。

为了实现中国人自己制碱的梦想，揭开苏尔维法生产的秘密，打破洋人的封锁，侯德榜把全部身心都投入到研究和改进制碱工艺上，经过5年艰苦的摸索，终于在1926年生产出合格的纯碱。

其后不久，被命名为“红三角”牌的中国纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得了金质奖章，并被誉为“中国工业进步的象征”，在1930年瑞士举办的国际商品展览会上，“红三角”再获金奖，享誉欧、亚、美。

1937年，抗日战争爆发，永利碱厂被迫迁往四川，由于当时内地盐价昂贵，用传统的苏尔维法制碱成本太高，无法维持生产，为寻找适应内地条件的制碱工艺，永利公司准备向德国购买新的工艺——察安法的专利。

但德国与日本暗中勾结，除了向侯德榜一行高价勒索外，还提出了种种对中国人来说是丧权辱国的条件，为了维护民族尊严，范旭东毅然决定不再与德国人谈判。侯德榜与永利的工程技术人员一道，认真剖析了察安法流程，终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺，1941年，这种新工艺被命名为“侯氏制碱法”。

1957年，为发展小化肥工业，侯德榜倡议用碳化法制取碳酸氢铵，他亲自带队到上海化工研究院，与技术人员一道，使碳化法氮肥生产新流程获得成功，侯德榜是首席发明人。当时的这种小氮肥厂，曾对我国农业生产做出不可磨灭的贡献。

侯德榜一生勤奋好学，虽工作繁忙却还著书立说。

《纯碱制造》一书于1933年在纽约列入美国化学会丛书出版。这部化工巨著第一次彻底公开了苏尔维法制碱的秘密，被世界各国化工界公认为制碱工业的权威专著，同时被相继译成多种文字出版，对世界制碱工业的发展起了重要作用。美国的威尔逊教授称这本书是“中国化学家对世界文明所作的重大贡献”。

《制碱工学》是侯德榜晚年的著作，也是他从事制碱工业40年经验的总结。全书在科学水平上较《纯碱制造》一书有较大提高。该书将“侯氏碱法”系统地奉献给读者，在国内外学术界引起强烈反响。【板书】碳酸钠的性质与应用【探究实验1】（1）在2支试管里分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠固体，观察二者外观上的细小差别，然后向试管内加入约3~4毫升水(约试管的1/4)，用力振荡，有什么现象？（2）用玻璃棒的一端蘸取上述两溶液浸湿放在表面皿上的pH试纸，测定pH。比较两者碱性的强弱。【学生活动】根据以上实验，总结Na2CO3和NaHCO3物理性质。【板书】一、物理性质碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱小苏打晶体颜色白色粉末细小晶粒溶解性易溶溶解度小水溶液碱性较强较弱【设问】Na2CO3和Na2CO3·10H2O是否为同一物质？【分析】是两种不同的纯净物。Na2CO3溶液结晶生成Na2CO3·10H2O：Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O在空气中易发生风化变成Na2CO3粉末：Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O（失水）。【探究实验2】在两支洁净的试管中分别加入2~3毫升澄清石灰水和氯化钙溶液，再分别向上述两支试管中滴加碳酸钠溶液，振荡，观察实验现象，并完成反应方程式。【提示】与CaCl2反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl。【思考】若把上述实验碳酸钠溶液改用碳酸氢钠溶液结果如何呢？讨论如何鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液？【提示】NaHCO3与氯化钙溶液不反应。【板书】二、化学性质1.与氯化钙反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl；NaHCO3与氯化钙溶液不反应。2.与碱反应：（1）与氢氧化钠反应：Na2CO3不与NaOH反应；NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。（2）与澄清石灰水反应：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。【探究实验3】碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应，同学观察老师的演示，比较反应的剧烈程度。写出碳酸钠、碳酸氢钠和盐酸反应的化学方程式。【板书】3.与盐酸反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。【探究实验4】碳酸钠的热稳定性实验。同学观察老师的演示，比较放出二氧化碳的快慢。写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式。2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 【板书】4.热稳定性【结论】碳酸和碳酸盐的热稳定性一般规律：H2CO3<MHCO3<M2CO3(M为碱金属)。【学生活动】综合以上探究实验，体会课本P52页表2－4：（如下）性质Na2CO3NaHCO3性质比较水溶性易溶易溶相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3溶液的酸碱性碱性碱性物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的pH值比NaHCO3溶液的大，即碱性强热稳定性稳定不稳定NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O与酸反应反应反应都放出CO2气体，但NaHCO3与酸反应更剧烈【探究实验5】在一只烧杯中加入50mL0.5mol/L碳酸钠溶液，用酒精灯将碳酸钠溶液加热至接近沸腾。将一块有油污的铜片浸入碳酸钠溶液中，静置约2分钟。用镊子将铜片从溶液中取出后，用水冲洗干净。比较浸入碳酸钠溶液前后铜片表面的情况。【学生活动】阅读课本73页，小结碳酸钠和碳酸氢钠的用途。【板书】三、用途1.纯碱是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。在日常生活和生产中常用热的碳酸钠溶液来除去物品表面的油污。2.碳酸氢钠：发酵粉、胃酸中和剂。【思考】1.如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？方法一：等质量的Na2CO3和NaHCO3加足量等浓度的盐酸，比较反应的快慢。方法二：加热Na2CO3和NaHCO3固体，比较澄清石灰水是否变浑浊。方法三：Na2CO3和NaHCO3配成稀溶液，加入CaCl2或BaCl2溶液,比较是否有沉淀。2.如何鉴别Na2CO3、NaHCO3、NaCl三种固体物质？方法一：取三种固体少许，分别滴加稀HClNaCl——无明显现象。NaHCO3——立即有无色气体逸出，且产生气体速度快。Na2CO3——开始时无明显现象，后来才有无色气体逸出。方法二：取三种固体少许配成溶液，分别滴加BaCl2，有沉淀生成则原固体为Na2CO3，剩下两种溶液中分别滴加稀HCl，有气体产生则原固体为NaHCO3。方法三：加热，产生使澄清石灰水变混浊的气体的为NaHCO3，余下二物分别加HCl，有气体产生则为Na2CO3。板书设计碳酸钠和碳酸氢钠一、物理性质碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱小苏打晶体颜色白色粉末细小晶粒溶解性易溶溶解度小水溶液碱性较强较弱二、化学性质1.与氯化钙反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl；NaHCO3与氯化钙溶液不反应。2.与碱反应：（1）与氢氧化钠反应：Na2CO3不与NaOH反应；NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。（2）与澄清石灰水反应：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。3.与盐酸反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。4.热稳定性2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 三、用途学习小结区别碳酸钠和碳酸氢钠的实验方法1：用等量的水溶解碳酸钠和碳酸氢钠固体，能溶解较多的是碳酸钠。方法2：将氯化钙溶液分别加入碳酸钠和碳酸氢钠溶液中，能产生浑浊的是碳酸钠。方法3：用pH试纸检验饱和碳酸钠和碳酸氢钠溶液的酸碱性，碱性较强的是碳酸钠。方法4：将碳酸钠和碳酸氢钠固体分别置于试管中进行加热，能发生分解，试管上部有水气凝结且生成能使澄清石灰水产生浑浊的气体的是碳酸氢钠。方法5：将等质量碳酸钠和碳酸氢钠固体分别置于具支试管中，试管口塞上带滴液漏斗（装有等量等浓度的稀盐酸）的橡皮塞，支管口套上气球，将稀盐酸同时滴入试管，小气球膨胀更快、更大的是碳酸氢钠。当堂检测1．可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是（）A．加热时有气体放出B．滴加盐酸时有气泡放出C．溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成D．溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成【解答】碳酸氢钠受热易分解，而碳酸钠不分解，不能利用加热判断是否混有碳酸钠，故A错误；二者均与盐酸反应生成气体，与盐酸反应不能判断是否混有碳酸钠，故B错误；碳酸氢钠与氯化钡不反应，而碳酸钠与氯化钡反应生成白色沉淀，则溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成，可判断存在碳酸钠，故C正确；二者均与石灰水反应生成白色沉淀，则溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成，不能判断是否混有碳酸钠，故D错误。【答案】C2．下列钠的化合物及其性质或用途不相符的是（）A．Na2O2为淡黄色固体，可用做漂白剂B．Na2O为白色固体，性质不稳定C．NaHCO3受热易分解，可用做发酵粉D．Na2CO3性质稳定，可治疗胃酸过多【解答】Na2O2为淡黄色固体，具有强氧化性，可用作漂白剂，故A正确；Na2O为白色固体，可与氧气反应生成过氧化钠，与水、二氧化碳等反应，性质不稳定，故B正确；NaHCO3俗称小苏打，可用于治疗胃酸，可与酸反应生成二氧化碳，用作发酵粉，且不稳定，加热易分解，故C正确；Na2CO3俗称纯碱、苏打，具有