高中 化学 必修 第一册 第二章 海水中的重要元素 钠和氯《第一节 第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验》教学设计.docx

第3课时碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验

[学习目标]1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解Na2CO3、NaHCO3的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。2.了解焰色试验的操作与应用。

任务一碳酸钠和碳酸氢钠

1．主要用途

(1)碳酸钠：用于纺织、制皂、造纸、制玻璃、制药、食用碱、工业用碱等。

(2)碳酸氢钠：可用于发酵粉、胃酸中和剂、食用碱、工业用碱等。

2．物理性质实验探究

在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1g)，实验现象如下：

盐

Na2CO3

NaHCO3

①观察碳酸钠、碳酸氢钠的外观

白色粉末

细小的白色晶体

②加几滴水并将温度计伸入其中

结块变为晶体，温度计示数升高

部分溶解，温度计示数降低

③继续向②的试管中分别加5mL水，用力振荡

全部溶解

固体量减少

④分别向③所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液

溶液显碱性

溶液显碱性

实验结论

俗名纯碱，为白色粉末，易溶于水，溶解时放出热量，水溶液呈碱性，遇少量水变成晶体(水合碳酸钠，化学式为Na2CO3·xH2O)

俗名小苏打，为细小的白色晶体，易溶于水，溶解时吸收热量，水溶液呈碱性，比碳酸钠溶解度小

[交流研讨1](1)已知Na2CO3粉末遇水生成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)，碳酸钠晶体在干燥空气中失去结晶水变成碳酸钠粉末。请思考：钠长期露置在空气中，先后发生了哪些变化？用流程图表示。

提示：Naeq\o(――→,\s\up7(O2),\s\do5(氧化))Na2Oeq\o(――→,\s\up7(H2O))NaOHeq\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(潮解))NaOH溶液eq\o(――→,\s\up7(CO2))Na2CO3·xH2Oeq\o(――→,\s\up7(风化))Na2CO3。

(2)已知反应Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2，预测会产生什么现象？说出你预测的依据。

提示：有晶体析出。CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，所得NaHCO3的质量比参加反应的Na2CO3的质量大，又由于常温下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，且反应过程中消耗了水，故会有NaHCO3晶体从溶液中析出。

3．化学性质实验探究

(1)热稳定性实验探究

实验操作

实验现象

加热碳酸氢钠时澄清石灰水变浑浊

加热碳酸钠时澄清石灰水不变浑浊

实验结论

①NaHCO3不稳定，受热易分解，化学方程式：2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O

②Na2CO3很稳定，受热不易分解

[交流研讨2]用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球，实验装置如图。

①实验时小试管中应放，实验结果更具有说服力。

②通过什么现象说明稳定性Na2CO3大于NaHCO3。

提示：①NaHCO3②小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变为蓝色，烧杯B中澄清石灰水变浑浊，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊。

(2)与酸反应的实验探究

实验

步骤

在两个试管中分别加入3mL同一浓度稀盐酸，将两个分别装有0.3gNa2CO3和0.3gNaHCO3固体的小气球套在两支试管口，将气球内固体同时倒入试管中，观察现象

实验

操作

实验

现象

两支试管中都产生气泡，气球膨胀，加入碳酸氢钠的试管中产生气泡更快，气球膨胀得更大

实验

结论

①反应离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O、HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O；

②相同条件下，碳酸氢钠与酸反应产生CO2的速率更快

[交流研讨3]某课外小组在实验中，将盐酸滴加到碳酸钠溶液中，开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。试分析其原因。

提示：Na2CO3和盐酸反应先后分两步进行：①COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)；②HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。故开始无明显现象，后来产生气泡。

(3)与CaCl2、Ca(OH)2溶液反应的实验探究

CaCl2

Ca(OH)2

实验

操作

实验

现象

加入稀Na2CO3溶液，立即产生白色沉淀，加入少量稀NaHCO3溶液，无明显现象

两支试管中都产生白色沉淀

续表

CaCl2

Ca(OH)2

实验

结论

①Na2CO3溶液与CaCl2、Ca(OH)2溶液均反应，离子方程式均为Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)===CaCO3↓；

②NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应；与Ca(OH)2溶液反应，其离子方程式为HCOeq