专题3 第2单元 第2课时 碳酸钠 碳酸氢钠（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（苏教版2019）

专题3 从海水中获得的化学物质 第2课时　碳酸钠　碳酸氢钠 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养 　　1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。 　　1.宏观辨识与微观探析：能列举、描述、辨识碳酸钠和碳酸氢钠的重要物理和化学性质及实验现象。能根据实验现象归纳碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其反应的类型。 2．变化观念与平衡思想：能分析影响化学变化的因素，初步学会运用控制变量的方法研究碳酸钠和碳酸氢钠的反应。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 课程标准 核心素养 2．结合实例认识钠的化合物的多样性，了解通过化学反应可以探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质、实现碳酸钠和碳酸氢钠的转化。 　3．科学态度与社会责任：能针对侯氏制碱法的相关原理分析化学工艺设计存在的各种问题，提出处理或解决问题的具体方案。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质 物质 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 ________ __________ 俗名 __________ ______ 颜色、状态 白色固体 白色固体 水溶性 易溶于水 易溶于水，但比Na2CO3的溶解度__ Na2CO3 NaHCO3 纯碱或苏打 小苏打 小 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2.碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质 (1)Na2CO3 写出上述序号所表示反应的化学方程式： ①______________________________________； ② ______________________________________ ； ③ ______________________________________ 。 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaCO3↓ Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (2)NaHCO3 写出上述序号所表示反应的化学方程式： ①________________________________________； ②少量Ca(OH)2： _______________________________________________ ；　 NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 过量Ca(OH)2： ___________________________________________ ；　 ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O； ④ ________________________________________ 。 Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋H2O＋NaOH 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．碳酸钠和碳酸氢钠的用途 Na2CO3：①日常生活中，常用热的纯碱溶液去除物品表面的油污。 ②工业上用于纺织、造纸、制皂、玻璃生产等。 NaHCO3：医疗上用于治疗胃酸过多，作发酵粉等。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4．侯氏制碱法 (1)主要反应________________________________________________； NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (2)制法原理 ①NH3通入饱和NaCl溶液中，形成氨化的NaCl饱和溶液，然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后，可以增大CO2在溶液中的溶解度，生成更多的NaHCO3。 ②因为NaHCO3的溶解度____NH4Cl的溶解度，所以是NaHCO3先从溶液中结晶析出。 ③在制碱工业上，所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的，所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到_________________等产品。 小于 Na2CO3和NH4Cl 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质及应用 利用如图装置如何鉴别两种白色固体呢？ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)从分类的角度分析，碳酸钠和碳酸氢钠在性质上有何联系和区别？ 提示：均属于盐类物质，具有盐的通性，与酸、碱、盐反应； 碳酸钠属于正盐，碳酸氢钠属于酸式盐，性质也有差别。 (2)如何区分碳酸钠和碳酸氢钠？ 提示：根据两种盐的化学性质不同进行区分。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法 (1)利用热稳定性不同 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下) 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (3)利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合时的现象不同 (4)利用两溶液的碱性不同 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．Na2CO3和NaHCO3间的相互转化 (1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液 Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。 (2)NaHCO3→Na2CO3 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂 混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂 Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重 NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2 Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例1】 某化学小组的同学利用如图所示装置探究Na2CO3与NaHCO3相关性质。将装置a加热一段时间后，装置b中溶液颜色变浅，并有少量沉淀产生。下列说法错误的是(　　) A 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S A．装置b中沉淀为Na2CO3 B．稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 C．装置a溶液中溶质质量减小 D．装置b溶液中Na＋的物质的量减小 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 饱和碳酸氢钠分解生成二氧化碳，通入饱和碳酸钠溶液中生成碳酸氢钠晶体析出，溶液中的Na＋的物质的量减小。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【深度思考】 装置b中溶液为何析出碳酸氢钠？ 提示：装置b中溶液中发生反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，溶剂减少，溶质的质量增大，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，因此析出晶体。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．(2023·福建福州高一期末)下列是某兴趣小组的同学根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图实验装置并分析实验原理，判断下列说法错误的是(　　) B 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S A．甲为小苏打，乙为纯碱 B．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3 C．要证明物质受热能产生水，可在两支试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球 D．整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水不变浑浊 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 用酒精灯加热时，外管温度高，内管温度低，NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不易分解，故将Na2CO3放在外管中，温度高却未分解，NaHCO3放在内管中，温度低却分解，证明Na2CO3热稳定性强于NaHCO3，NaHCO3受热分解产生CO2，可使澄清石灰水变浑浊。甲为小苏打(NaHCO3)，乙为纯碱(Na2CO3)，A正确，B错误；NaHCO3分解产生的水可以使无水硫酸铜变蓝色，C正确；Na2CO3不会分解产生CO2，故不能使丙中澄清石灰水变浑浊，D正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究二 侯氏制碱法 邮票中，新中国人物题材邮票一直受到社会各阶层群众的广泛喜爱和广大集邮爱好者热烈追捧。其中我国重化学工业的开拓者、著名化工专家侯德榜先生秉承民建的光荣传统，以自己超凡的聪明才智为我国革命、建设事业竭诚奋斗，作出了重要贡献，从而成为第一位荣登“国家的名片”的民建人，在集邮领域和社会上受到尊敬，享有盛誉。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (3)侯氏制碱法的优点是什么？ 提示：保留了索尔维法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，代替了索尔维法中利用CaCO3制CO2这一工序。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例2】 (2024·宿迁高一质检)下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是　(　　) C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S A．由a通入CO2，然后由b通入NH3、c中放碱石灰 B．由b通入NH3，然后由a通入CO2，c中放碱石灰 C. 由a通入NH3，然后由b通入CO2，c中放置沾稀硫酸的脱脂棉 D．由b通入CO2，然后由a通入NH3，c中放置沾稀硫酸的脱脂棉 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： “侯氏制碱法”的原理是向饱和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大，所以先通NH3，但为了防倒吸，导管不能通入液面下，然后由b通入CO2，考虑NH3的尾气处理，所以选择放置沾稀硫酸的脱脂棉，C正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜独立发明的，它将制碱技术发展到一个新的水平。某化学小组的同学模拟侯氏制碱法，以如图所示装置制取NaHCO3，反应的化学方程式为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，然后再将NaHCO3制成Na2CO3。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (1)装置乙的作用是____________________________________________。 (2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有________、洗涤、灼烧。NaHCO3制取Na2CO3反应的化学方程式是_________________________________________________________________ ____________________________________________________。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (3)用侯氏制碱法制取NaHCO3时，应先通NH3，后通CO2，目的是_______________________________________________________________。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是(　　) A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，加入适量的NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入过量的CO2 C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热 D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤 D 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 碳酸氢钠溶液与适量的氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，则加入适量的氢氧化钠溶液能除去碳酸钠溶液中混有的碳酸氢钠溶液，A正确；碳酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠，则通入过量的二氧化碳能除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠溶液，B正确；氧化钠能与氧气共热反应生成过氧化钠，则将混合物在氧气中加热可以将过氧化钠粉末中混有的氧化钠转化为过氧化钠，C正确；碳酸钠溶液、硫酸钠溶液均能与氢氧化钡溶液反应生成沉淀，则加入适量的氢氧化钡溶液不能除去碳酸钠溶液中混有的硫酸钠溶液，D错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是(　　) A．加热时有无气体放出 B．滴加盐酸时有无气泡放出 C．溶于水后滴加澄清石灰水，有白色沉淀生成　 D．溶于水后滴加稀BaCl2稀溶液，有白色沉淀生成 D 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 下列说法不正确的是(　　) A．必须在②③间添加吸收HCl的装置 B．④的作用是防止空气中的CO2影响实验的精确度 C．通入空气的作用是保证②中产生的CO2完全转移到③中 D．称取样品和③中产生的沉淀的质量能求算Na2CO3固体的纯度 A 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： Ba(OH)2足量，挥发出的HCl能被吸收，不会影响BaCO3沉淀的生成和测定，无须单独添加吸收HCl的装置，A错误；碱石灰可与CO2反应，吸收水分，可防止空气中的CO2影响实验的精确度，B正确；根据③中沉淀的质量计算Na2CO3的纯度，故需要通入除CO2后的空气，保证②中产生的CO2完全转移到③中，被充分吸收，以减小实验误差，C正确；③中产生的沉淀为BaCO3，③中根据BaCO3的质量可计算生成CO2的质量，②中根据生成CO2的质量计算样品中Na2CO3的质量，然后根据称得的样品的质量即可求算Na2CO3固体的纯度，D正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4．“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组的同学模拟“侯氏制碱法”的工艺流程如图： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 下列说法正确的是(　　) A．气体A是NH3，气体B是CO2 B．第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2O C．第Ⅳ步操作用到的主要仪器是酒精灯、蒸发皿、玻璃棒 D．在整个流程中可循环利用的物质只有NH3 A 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故先通入氨气得碱性溶液，再向碱性溶液中通入二氧化碳，可以达到实验目的，A正确；因为碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小，故第Ⅲ步得到的晶体是NaHCO3，B错误；第Ⅳ步为碳酸氢钠晶体的受热分解，用到的主要仪器是酒精灯、坩埚、玻璃棒，C错误；碳酸氢钠受热分解产生的CO2也可循环使用，D错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (1)以上过程中没有涉及的基本反应类型是______________，纯碱属于________(填“酸”“碱”或“盐”)。 (2)有人认为“联合制碱法”有以下优点，你认为正确的是________(填标号)。 A．生产过程中部分产物可作为原料使用 B．副产品是一种氮肥 C．反应均不需要加热，可节约能源 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (3)第2步反应中需加入磨细的食盐粉，将食盐磨细的目的是 ____________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)将第2步反应的滤液(氯化铵)与剩余氯化钠的混合 溶液降温，氯化铵晶体大量析出，而大部分氯化钠仍留 在溶液中，据图分析氯化铵能大量结晶析出的原因是 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 答案：(1)置换反应　盐 (2)AB (3)增大反应速率，并使食盐反应充分 (4)氯化铵溶解度受温度影响比氯化钠大 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 谢谢观看！ 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 ①2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体物质)； ②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O(溶液中)。 [问题探究] (1)侯氏制碱法怎样降低溶液中NH、Cl－的浓度？添加食盐的目的是什么？ 提示：侯氏制碱法利用氯化铵溶解度随温度变化大的特点，降温“冷析”，使氯化铵沉淀析出而脱离体系。添加食盐进行“盐析”，可使更多的氯化铵析出，同时补充母液中的Na＋，有利于碳酸氢钠析出。 (2)原料二氧化碳的来源及反应原理是什么？ 提示：合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气中含有CO2。其化学反应原理是C＋H2O(g)CO＋H2、CO＋H2O(g)CO2＋H2。 答案：(1)吸收HCl (2)过滤　2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ (3)增大二氧化碳的溶解度 5．我国著名化学家侯德榜发明的“联合制碱法”的反应原理用化学方程式可简要表示为 第1步：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3； 第2步：NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl； 第3步：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 (1)反应NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3是多种物质反应生成一种物质，属于化合反应，反应NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl属于复分解反应，反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑是一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，即以上反应不涉及置换反应；纯碱的化学式为Na2CO3，是由金属阳离子和酸根阴离子构成的，属于盐。 (2)由以上三个反应可知，水和二氧化碳等物质可以循环使用，制取纯碱的同时生成NH4Cl，NH4Cl是一种氮肥，而反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑是需要加热的，选AB。(3)因增大反应物的接触面积可以增大反应速率，反应中加入磨细的食盐粉，能使其充分反应且增大反应速率。(4)根据溶解度曲线可知，氯化铵的溶解度受温度影响大，降低温度溶解度变小且变化趋势大，而氯化钠的溶解度受温度影响不大，降低温度时溶解度变化很小，则氯化铵与剩余氯化钠的混合溶液降温，氯化铵晶体大量析出。 $$