2.1.3碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 导学案 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

2.1.3碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验 【课程目标】　 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。 【夯基提能】 知识点一　碳酸钠和碳酸氢钠 【知识衔接】　 (1)碳酸钠(Na2CO3)俗名纯碱、苏打；碳酸氢钠(NaHCO3)俗名小苏打，二者都属于盐。 (2)Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应生成NaCl、CO2和H2O，反应的化学方程式分别为Na2CO3＋2HCl(足量)===2NaCl＋CO2↑＋H2O、NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。 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1 g)，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向以上两支试管中分别加几滴水并将温度计分别伸入其中 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5 mL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 二者状态不同　 【实验结论】 (1)碳酸钠：俗名纯碱，为白色粉末，易溶于水，溶解时________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)。 (2)碳酸氢钠：俗名________，为细小的白色晶体，易溶于水，溶解时________热量，水溶液呈碱性，比碳酸钠溶解度________。 【师说·助学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易失去结晶水变成碳酸钠粉末。 钠长期露置在空气中，先后发生了哪些变化？用流程图表示。 【师说·助学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。 　化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，注意沉淀符号。 3．化学性质 (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，化学方程式为________________________________________。 ②Na2CO3很稳定，受热不易分解。 【师说·助学3】　用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，实验装置如图。其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。 ①实验时小试管中应放________________(填化学式)，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? (2)与酸的反应 【实验探究】 实验步骤及操作 在两支试管中分别加入3 mL同一稀盐酸，将两个分别装有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3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 控制反应条件相同：所用盐酸完全相同，所用Na2CO3、NaHCO3的质量相同。 【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：________________________、________________________。 ②相同条件下，________与酸反应产生CO2的速率更快。 (3)与CaCl2、Ca(OH)2溶液的反应 【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 【实验结论】 ①Na2CO3溶液与CaCl2、Ca(OH)2溶液均反应，离子方程式均为________________________。 ②NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应，与Ca(OH)2溶液反应。其与Ca(OH)2反应的离子方程式为________________________________。 【师说·助学4】　试写出过量的NaHCO3溶液和溶液反应的离子方程式。 【即学即练】 1．碳酸钠的化学性质如图所示，试写出反应①～③的化学方程式。 2．碳酸氢钠的化学性质如图所示，试写出反应①～④的化学方程式。 【归纳总结】　(1)NaHCO3既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，表示为 (2)Na2CO3与NaHCO3的相互转化关系表示如下。 知识点二　焰色试验 1．定义 根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的________元素，这样的定性分析操作称为焰色试验。 2．操作(教材实验2－6) (1)洗：用________洗净铂丝(或光洁无锈的铁丝)。本身在灼烧时不产生特征焰色 (2)烧：将洗净的铂丝(或光洁无锈的铁丝)在火焰上灼烧至与__________相同。 (3)蘸：蘸取试样。可以是单质或化合物，可以是固体或溶液 (4)烧：在无色的外焰上灼烧，并观察____________。　因为外焰颜色浅且温度高 3．几种常见元素的焰色　　　　　　　 钠：______色，钾：______色(透过　　　　　观察)，钡：______色，钙：______色，铜：______色。避免钠的黄色光干扰　 【师说·助学】　为什么用盐酸洗涤铂丝而不用硫酸洗涤铂丝？为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验，而不采用铜丝？ 【即学即练】 1．正误判断，错误的说明原因。 (1)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2SO4溶液：________________________________。 (2)若某无色溶液的焰色试验观察到焰色为黄色，说明该溶液只含Na＋无K＋：________________________________。 (3)焰色试验是金属元素的化学性质：________________________________。 2．对焰色试验实验操作注意事项的下列说法，正确的是(　　) ①钾的火焰颜色，要透过蓝色钴玻璃观察 ②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸被检物质 ③每次实验后，要用盐酸把铂丝洗净 ④实验时最好选用本身颜色较浅的火焰 ⑤没有铂丝，也可以用光洁无锈的铁丝代替 A.仅有③不正确 B．仅有④不正确 C.仅有⑤不正确 D．全对 【素养落实】　 题型 Na2CO3与NaHCO3的鉴别 例1 (1)某课外小组在实验中，将盐酸逐滴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。 (2)若将碳酸钠溶液逐滴滴加到盐酸中，会观察到什么现象？写出发生反应的离子方程式。 例2 现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，用下列试剂或方法能将两者区分的是(　　) ①Ca(OH)2　②盐酸　③CaCl2　④NaOH　⑤加热 A.①③ B．①④ C．②③ D．②⑤ 状元随笔　鉴别Na2CO3和NaHCO3的三种方法 【变式演练】 有两试管分别装有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是(　　) 方案 操作 判断 A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3 B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3 C 分别加入CaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3 D 逐滴加入等浓度的盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3 夯基提能·一遍过 知识点一 2．(1)放出　(2)小苏打　吸收　小 [师说·助学1]　提示： [师说·助学2]　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．(1)①2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ [师说·助学3]　提示：①NaHCO3　②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。 ＋2H＋===CO2↑＋H2O　＋H＋===CO2↑＋H2O ②碳酸氢钠 (3)①===CaCO3↓ ②＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O ［师说·助学4］　提示：+2OH－＋Ca2＋===＋CaCO3↓＋2H2O。 即学即练 1．答案：①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ ②Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH ③Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl 2．答案：①NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ ②2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O ④2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 知识点二 1．金属 2．(1)盐酸　(2)原火焰颜色　(4)火焰的颜色 3．黄　紫　蓝色钴玻璃　黄绿　砖红　绿 [师说·助学]　提示：盐酸沸点比硫酸低，加热时易挥发无残留。铂丝或铁丝做焰色试验时没有颜色，而铜在灼烧时有绿色的焰色。 即学即练 1．答案：(1)正确。 (2)错误。说明溶液含Na＋或者同时含有Na＋和K＋。 (3)错误。焰色试验属于金属元素的物理性质。 2．解析：焰色试验是靠观察火焰颜色来鉴别物质的，成功与否的关键是避免杂质和其他颜色的干扰。①是为了滤去黄光；②、③是为了除去铂丝上的杂质；④本身颜色越浅的火焰，焰色试验时干扰越小，被检物质的火焰颜色越明显；⑤焰色试验可用铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替。 答案：D 素养落实·重拓展 例1　答案：(1)Na2CO3和盐酸反应先后分两步进行①＋H＋===，②＋H＋===CO2↑＋H2O。故开始无明显现象，后来产生气泡。 (2)开始就有气泡产生　＋2H＋===CO2↑＋H2O。 例2　解析：①④都是碱，加入Na2CO3、NaHCO3中，现象相同(①都有沉淀、④都无明显现象)，所以①④不能区分。向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中加②盐酸，产生气泡速率快的是NaHCO3溶液，产生气泡速率慢的是Na2CO3溶液，可以区分。加入③CaCl2时，Na2CO3溶液中有沉淀生成，而NaHCO3溶液中无沉淀生成，可以区分。⑤加热法，因两者都是溶液，加热都不分解，故无法区分。 答案：C 变式演练 解析：有关反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。两者产生白色沉淀现象相同，A不正确；滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈，B不正确；Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C正确；逐滴加入盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无明显现象，后有无色气体放出，D不正确。 答案：C 学科网（北京）股份有限公司 $$