資源簡介

3.2 第2課時　碳酸鈉　碳酸氫鈉
【學習目標】
1.通過實驗探究、對比分析理解碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。
2.掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的相互轉化和鑒別方法。
3.了解碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產、生活中的應用,贊賞化學對社會發展的重大貢獻。
4.通過對侯氏制堿法的學習,培養民族自豪感和科學嚴謹的實驗態度、創新精神。
【合作探究】
【學習情境】
蘇打水是碳酸氫鈉的水溶液,呈弱堿性,可調節人體酸堿平衡。在面粉發酵或油條制作時常常用到純堿或小蘇打,查閱資料知:碳酸鈉、碳酸氫鈉均是白色固體,20℃時S(Na2CO3)=21.5g,S(NaHCO3)=9.60g。
任務　探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質
【新知生成】
一、探究碳酸鈉的性質
實驗 實驗現象 結論(或化學方程式)
將澄清石灰水加入碳酸鈉溶液中 產生　　　
將氯化鈣溶液加入碳酸鈉溶液中 產生　　　
測碳酸鈉溶液的pH pH　　　　7 碳酸鈉溶液呈　　　
將沾有油污的銅片放入熱的碳酸鈉溶液中 銅片表面變　　　　　　,油污　　　　 熱的純堿溶液可以　　　
二、探究碳酸氫鈉的性質
1.碳酸氫鈉是　　　　固體,俗稱　　　　,常溫下溶解度　　　　碳酸鈉,水溶液呈　　　　。
2.化學性質:(1)受熱易分解,化學方程式為　 ;
(2)與酸反應:　　　　　　　　　　　　。(與Na2CO3相比,反應　　　　)
【答案】一、白色沉淀　Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH　白色沉淀　CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl　>　堿性　光亮　消失　去油污
二、1.白色　小蘇打　小于　堿性　2.(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　(2)NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O　更劇烈
【核心突破】
典例1　用如圖“套管實驗”裝置,小試管內塞有沾有白色無水硫酸銅粉末的棉花球。點燃酒精燈加熱,敘述觀察到的實驗現象,據此你能得到什么結論 寫出反應的化學方程式。
【答案】現象:小試管中的棉花球變藍色,B燒杯中澄清石灰水變渾濁,A中有少量氣泡冒出。結論:Na2CO3受熱不分解,NaHCO3受熱易分解,生成物中含有CO2和H2O,由此可知,Na2CO3的熱穩定性比NaHCO3強;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。
典例2　1943年,我國科學家侯德榜發明了“侯氏制堿法”,成為世界上生產純堿的重要方法。該方法可連續生產,原料利用率高,成本低,產品純凈,質量好。原理是將二氧化碳通入氨的氯化鈉飽和溶液中,使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出,過濾得到碳酸氫鈉晶體,碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。
(1)寫出反應的化學方程式。
(2)“侯氏制堿法”應用了NaHCO3的什么性質
(3)氨氣、二氧化碳兩種氣體,氨氣先通入氯化鈉溶液中,為什么
【答案】(1)NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑?！?2)NaHCO3的溶解度較小,受熱易分解生成Na2CO3。
(3)氨氣在水中的溶解度遠遠大于二氧化碳,有利于生成更多的產物。
歸納總結
1.Na2CO3和NaHCO3的性質比較
名稱 碳酸鈉(純堿或蘇打) 碳酸氫鈉(小蘇打)
顏色、狀態 白色固體 白色晶體
溶解性 易溶 易溶,同溫下溶解度比Na2CO3小
水溶液的 酸堿性 堿性 堿性,物質的量濃度相同時,Na2CO3溶液的堿性強于NaHCO3溶液
與酸反應 能反應,有氣體產生 劇烈反應,有氣體產生
與堿反應 能與Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液反應 與堿溶液都能反應
熱穩定性 穩定,受熱不易分解 不穩定,受熱易分解
2.碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別
(1)加熱法:利用NaHCO3固體受熱易分解,Na2CO3不易分解,將固體置于試管中加熱,能產生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3。
(2)測氣體體積法:取相同質量的固體于試管中,加入足量鹽酸,產生氣體較多的是NaHCO3。
(3)測pH法:相同物質的量濃度的兩種溶液,pH較大的是Na2CO3。
(4)測生成氣體快慢法:各取少量固體于試管,加適量水溶解,分別滴加稀鹽酸,立刻有氣體產生的是NaHCO3,開始無現象,后有氣體產生的是Na2CO3。
訓練　下列敘述中不正確的是(　　)。
A.小蘇打是面包發酵粉的主要成分之一
B.侯氏制堿法的工藝過程中應用了物質溶解度的差異
C.用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液
D.NaHCO3和Na2CO3不能相互轉化
【答案】D
【解析】小蘇打的主要用途之一是制作發酵粉,A項正確;侯氏制堿法利用了NaHCO3溶解度小的性質,B項正確;食鹽、純堿溶液分別顯中性、堿性,C項正確;NaHCO3和Na2CO3在一定條件下可以相互轉化,D項錯誤。
課堂小結
【隨堂檢測】
1.下列有關Na2CO3和NaHCO3的性質敘述中錯誤的是(　　)。
A.Na2CO3和NaHCO3都是鹽,都能與酸反應
B.常溫時水溶性:Na2CO3>NaHCO3
C.等物質的量的Na2CO3和NaHCO3分別與相同濃度的鹽酸充分反應時,消耗酸的體積之比是 2∶1
D.將澄清的石灰水分別加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液中時,前者產生沉淀,后者不產生沉淀
【答案】D
【解析】由Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑知,等物質的量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量鹽酸反應時消耗等濃度鹽酸的體積之比為2∶1,C項正確;兩者都產生沉淀,D項錯誤。
2.純堿和小蘇打是廚房中兩種常見的用品,且它們都是白色固體。下列區分這兩種物質的方法中,正確的是(　　)。
A.分別用砂鍋加熱兩種樣品,全部分解揮發,沒有殘留物的是小蘇打
B.用潔凈鐵絲蘸取兩種樣品在酒精燈火焰上灼燒,火焰顏色為黃色的是小蘇打
C.在兩個小玻璃杯中分別加入少量的兩種樣品,再加入等量的白醋,產生氣泡快的是小蘇打
D.先將兩種樣品配成溶液,然后分別加入等量的澄清石灰水,無白色沉淀生成的是小蘇打
【答案】C
【解析】NaHCO3受熱分解生成的Na2CO3不會再分解或揮發,A項錯誤;純堿和小蘇打都是鈉鹽,焰色都呈黃色,B項錯誤;兩者分別和同體積、同濃度的白醋反應時,NaHCO3產生氣泡更快且多,C項正確;Na2CO3和NaHCO3均能和石灰水反應生成CaCO3沉淀,D項錯誤。
3.為除去括號內的雜質,所選用的試劑或方法錯誤的是(　　)。
A.CO2氣體(HCl),飽和NaHCO3溶液
B.Na2CO3固體(NaHCO3),加熱至不再產生氣體
C.Na2O2粉末(Na2O),將混合物在氧氣中加熱
D.NaCl溶液(Na2CO3),加入適量Ca(OH)2溶液,過濾
【答案】D
【解析】A項,CO2難溶于飽和碳酸氫鈉溶液,可用飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2中混有的HCl,正確;B項,NaHCO3加熱分解生成Na2CO3,將混合物加熱至不再產生氣體,可除去Na2CO3固體中混有的NaHCO3,正確;C項,將混合物在氧氣中加熱,可將Na2O轉化為Na2O2,能夠達到除雜目的,正確;D項,加入適量Ca(OH)2溶液后,Na2CO3與Ca(OH)2反應生成CaCO3沉淀和NaOH,產生了新的雜質NaOH,錯誤。
4.①0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液、②0.5 mol·L-1 NaHCO3溶液和③0.1 mol·L-1 CaCl2溶液。
(1)①③混合產生了白色沉淀,反應的化學方程式為　 。
(2)②③混合產生了白色沉淀和無色氣體,反應的化學方程式為　 。
【答案】(1)CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
(2)NaHCO3+CaCl2CaCO3↓+H2O+CO2↑+2NaCl
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