2.1.3碳酸钠、碳酸氢钠、焰色试验 课件 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

课时3 碳酸钠、碳酸氢钠、焰色试验 情境导入 碳酸氢钠 碳酸钠 俗称： 纯碱 苏打 小苏打 Na2CO3与NaHCO3的外观与俗称 【实验2-4】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1g) 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 Na2CO3+xH2O = Na2CO3·xH2O(密封保存) 4 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 步骤 Na2CO3 NaHCO3 ①加入几滴水 ②加5 mL水 ③加酚酞溶液 白色粉末，加H2O结块成晶体，放热 细小白色晶体，加H2O部分溶解，吸热 振荡长时间后可溶解 振荡长时间后，仍有固体残余 【实验2-4】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1g): 溶液变红 微红 Na2CO3+xH2O = Na2CO3·xH2O(密封保存) 5 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 1.均易溶于水。 相同温度下溶解性：Na2CO3＞NaHCO3 Na2CO3 ：溶解放热 NaHCO3：溶解吸热 结论： 2.水溶液均显碱性。 碱性：Na2CO3＞NaHCO3 Na2CO3+xH2O = Na2CO3·xH2O(密封保存) 6 Na2CO3粉末遇H2O生成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)，且在干燥空气中失去结晶水变成Na2CO3粉末，那么Na露置在空气中，最终会完全转变成什么？ 风化（失去结晶水）是化学变化 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 Na2CO3+xH2O = Na2CO3·xH2O(密封保存) 7 【实验2-5】分别加热Na2CO3、NaHCO3固体，观察现象，比较二者稳定性 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 Na2CO3+xH2O = Na2CO3·xH2O(密封保存) 8 实验操作 实验现象 实验结论     刚加热时，石灰水中有气泡，之后无气泡，澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定， 受热不易分解 石灰水中有气泡，澄清石灰水变浑浊， 试管口小液滴出现。 NaHCO3不稳定， 受热易分解 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 结论3：热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 应用：鉴别碳酸钠和碳酸氢钠； 除去碳酸钠中的碳酸氢钠 原理：2NaHCO3 = Na2CO3＋CO2↑＋H2O △ 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。 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 Na2CO3+xH2O = Na2CO3·xH2O(密封保存) 11 (1)实验时，小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明NaHCO3受热分解生成了 ，烧杯B中澄清石灰水变浑浊，说明NaHCO3受热分解生成了 。 (2)实验时，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，而烧杯B中澄清石灰水变浑浊，由此可得热稳定性： Na2CO3______(填“>”或“<”)NaHCO3。 (3)为什么把NaHCO3放在小试管里？放在大试管里可以吗？ H2O CO2 > 一 、Na2CO3、NaHCO3性质 Na2CO3+xH2O = Na2CO3·xH2O(密封保存) 12 实验拓展：Na2CO3、NaHCO3与稀HCl反应 实验现象及结论： Na2CO3+HCl(少)=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑ Na2CO3+2HCl(过)=2NaCl+H2O+CO2 ↑ Na2CO3现象：反应较剧烈，过一小段时间才产生气泡，速率较慢。 NaHCO3现象：反应剧烈，立即产生气泡，速率较快。 ②Ca(OH)2 ③CaCl2 溶液 Na2CO3 ①NaOH 一 、Na2CO3、NaHCO3性质(3) 不反应 生成白色沉淀； Na2CO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋2NaOH 产生白色沉淀 Na2CO3＋CaCl2 = CaCO3↓＋2NaCl 【知识拓展】实验过程中，若通入CO2时间较长，发现澄清石灰水先变浑浊然后又变清，你知道为什么吗？ 【类比】若将澄清石灰水换成饱和碳酸钠，会有什么现象呢？ 现象：溶液变浑浊或有晶体析出 NaHCO3溶解度比Na2CO3小，所以会析出碳酸氢钠晶体 。Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 14 ②Ca(OH)2 少量： 过量： ③CaCl2 溶液 NaHCO3 ①NaOH 一 、Na2CO3、NaHCO3性质(3) NaHCO3＋NaOH= Na2CO3＋H2O 2NaHCO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O NaHCO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋NaOH＋H2O 不反应 【知识拓展】实验过程中，若通入CO2时间较长，发现澄清石灰水先变浑浊然后又变清，你知道为什么吗？ 【类比】若将澄清石灰水换成饱和碳酸钠，会有什么现象呢？ 现象：溶液变浑浊或有晶体析出 NaHCO3溶解度比Na2CO3小，所以会析出碳酸氢钠晶体 。Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 15 小结 Na2CO3 NaHCO3 ①CO2 + H2O ②NaOH ②HCl(少量) ① Na2CO3和NaHCO3相互转化 (1)碳酸钠：纺织、制皂、造纸、制玻璃、食用碱或工业用碱等。 (2)碳酸氢钠：发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。 纺织 制皂 造纸 制玻璃 Na2CO3 NaHCO3 制药 培制糕点 二 、Na2CO3、NaHCO3的用途 【思考】为何不用Na2CO3来治疗胃酸过多，而是采用NaHCO3？ Na2CO3碱性较强，反应速率较慢，不适宜做胃药。 NaHCO3碱性较强，反应速率快，可以治疗用于治疗胃酸过多。 温馨提示： 胃痛类型很多，胃溃疡不能吃含有 小苏打的药物进行治疗，反而会加重病情！ 二 、Na2CO3、NaHCO3的用途 三、Na2CO3、NaHCO3的鉴别与除杂 1. 有哪些方法鉴别Na2CO3与NaHCO3？ (1)逐滴加酸——反应速率差异 (2)加热固体并通入澄清石灰水——热稳定性差异 (3)加酚酞——碱性差异 (4)加CaCl2溶液(BaCl2溶液)——生成物差异 三、Na2CO3、NaHCO3的鉴别与除杂 加热 通入足量CO2气体 滴加适量NaOH溶液 混合物 除杂方法及试剂 Na2CO3固体(NaHCO3) NaHCO3溶液(Na2CO3) Na2CO3溶液(NaHCO3) 2. Na2CO3与NaHCO3的除杂： 【材料阅读】1.路布兰制碱法(1791年) 原料：NaCl、H2SO4、C、CaCO3 反应： 缺点：路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸做原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。 【研究目的】 纯碱是一种重要的化工原料，具有广泛的用途。通过查阅资料，了解纯碱的生产历史，感受化学工业发展过程中技术进步的重要性，以及建设生态文明的意义。 四、了解纯碱的生产历史与侯氏制碱法 四、了解纯碱的生产历史与侯氏制碱法 【材料阅读】2.索尔维法(氨碱法，1861年) 1861年比利时工程师索尔维发明的纯碱制法，是以食盐(NaCl)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。 原料：NaCl、NH3、CaCO3 优点：此法食盐利用率比路布兰制碱法高，产品较纯净，成本低。 缺点：原料中一半成分未能转化为产品。 四、了解纯碱的生产历史与侯氏制碱法 原料：NaCl、NH3、CO2；产品：纯碱和氯化铵 ①NH3＋H2O＋CO2 = NH4HCO3 NH4HCO3＋NaCl = NH4Cl＋NaHCO3↓ ②2NaHCO3 = Na2CO3＋CO2↑＋H2O △ 四、了解纯碱的生产历史与侯氏制碱法 四、了解纯碱的生产历史与侯氏制碱法 侯氏制碱法中，能否改变向饱和食盐水中通NH3和CO2的顺序？ 答：不能。 先通NH3，可使溶液呈现碱性，以便溶解更多的CO2； 再通CO2，这样可增大HCO3-的浓度，利于析出更多的NaHCO3。 NH3＋H2O＋CO2 = NH4HCO3 粗盐水 （含MgCl2、CaCl2） 沉 淀 过量Ca(OH)2 过量Na2CO3 操作a 流程Ⅰ 氨化 碳酸化 过滤 NH3 CO2 流程Ⅱ 煅烧碳酸氢钠 CO2和H2O 纯碱 Mg(OH)2、CaCO3 四、了解纯碱的生产历史与侯氏制碱法 四、了解纯碱的生产历史与侯氏制碱法 【交流研讨4】1.根据所阅读资料，分析后一种制碱法与前一种制碱法相比 所具有的优势是什么？ 氨碱法(索尔维制碱法)相比于路布兰制碱法的优点是原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。 侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。 焰色试验 焰色试验 1 2 3 4 金属及化合物的焰色反应 1．每次试验完后，为什么都要用盐酸洗净铂，并灼烧至无色？ 2．除金属的化合物之外，单质能不能有同样的现象呢？ 答：因为盐酸易挥发。 答：能，因为焰色反应是金属元素的性质，无论化合物还是单质， 只要含有某种金属元素，就具有这种金属元素的焰色反应。 3．焰色试验的主要作用是什么？ 答：由于一般钠盐、钾盐易溶于水，在溶液中又无颜色，无法通 1 过其他反应进行检验“Na+”、“K+”，所以常常用焰色反 1 应来检验。 焰色试验几问 4．焰色试验是物质的物理性质还是化学性质？ 答：物理性质，属元素性质。 5．进行钾的焰色试验时，为什么要透过蓝色钴玻璃去观察？ 答： 因化合物中可能混有钠元素，而钠的黄色火焰能掩盖钾的浅紫 1 色火焰，而蓝色钴玻璃能滤去黄色的光，这样可以避免钾与钾1 的化合物中混有钠元素所造成的干扰。 焰色试验几问 $$