专题3第二单元 金属钠及钠的化合物(第2课时)-2024-2025学年高一化学同步教学课件（苏教版2019必修一）

第二单元 金属钠及钠的化合物 苏教版高中化学（必修一）同步教学课件 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 　 1.通过实验探究方法对比研究了解碳酸钠、碳酸氢钠的性质，并知道它们在生产生活中的用途。　 2.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化和鉴别方法。能建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。 3.通过对侯氏制碱法的学习，培养科学态度与社会责任等核心素养。 复习回顾 情景导入 1.碳酸钠和碳酸钙都是重 要的碳酸盐。在初中我们 已经学习过碳酸钙的性质，你能据此推测碳酸钠可能具有哪些性质吗? 2.碳酸钠为什么被称为纯碱?它和小苏打有什么关系呢? 一. 碳酸钠和碳酸氢钠 1.碳酸钠(Na2CO3) 碳酸钠是 固体，俗称 或 ， 溶于水 白色 纯碱 苏打 易 Na2CO3 Na+ CO32- 与酸反应生成CO2 生成难溶性碳酸盐 【实验1】在两支结晶的试管中分别加入2~3ml澄清石灰水和氯化钙溶液，再分别向上述 两支试管中滴加碳酸钠溶液， 振荡，观察实验现象。 【实验现象】 都生成白色沉淀 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl 【结论】 【实验现象】 【实验2】用pH试纸测定碳酸钠溶液的pH。 pH>7，溶液呈碱性 【结论】 pH>7 溶液呈碱性 【实验现象】 【实验3】在一只烧杯中加入50ml 0.5ml·L-1碳酸钠溶液，用酒精灯将其加热至接近沸腾。将一块沾有油污的铜片浸入碳酸钠溶液中，静置约2min。用镊子将铜片从溶液中取出后，用水冲洗干净。比较浸入碳酸钠溶液前后铜片表面的情况。 浸入Na2CO3溶液的铜片上油污被去除 【结论】 热的碳酸钠溶液能去油污（碱性） 碳酸钠能与酸反应，也能与某些碱和盐反应。 Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀 Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3 +CO2 +H2O====2NaHCO3 冒气泡 有白色沉淀 【与碱反应】 【与盐反应】 【与酸反应】 向碳酸钠溶液中通入二氧化碳可以生成碳酸氢钠。 2.碳酸氢钠(NaHCO3) 碳酸氢钠是 固体，俗称 ，常温下溶解度 碳酸钠，水溶液呈 性， 白色 小苏打 小于 碱 NaHCO3 Na+ HCO3- 与酸反应生成CO2 固态时加热分解为CO2和H2O 性质 Na2CO3 NaHCO3 性质比较 水溶性 _____ _____ Na2CO3的溶解度 NaHCO3 溶液的酸碱性 性 性 物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的pH____ 易溶 可溶 大于 碱 碱 大 二. 碳酸钠（Na2CO3)与碳酸氢钠（NaHCO3)物理性质对比 实验操作 实验现象 实验结论   澄清石灰水 _________ _______________________________   澄清石灰水 _______ _______________________________________ 化学方程式： ________________________________________ 不变浑浊 Na2CO3很稳定， 受热不易发生分解 变浑浊 NaHCO3不稳定，受热容易分解 2NaHCO3====Na2CO3＋CO2↑＋H2O 加热 三. 碳酸钠（Na2CO3)与碳酸氢钠（NaHCO3)化学性质对比 1.热稳定性 装置 步骤 ①在两个试管中加入约50ml同浓度的盐酸；②在气球中加入等质量（约2克）Na2CO3、NaHCO3固体；③同时提起气球，让球中固体全部落入试管中；④将气球中的气体分别通入澄清石灰水中。 物质 Na2CO3 NaHCO3 现象 原理 结论 ①立即发生反应产生气泡； ②反应剧烈，气球胀大。 ①立即发生反应产生气泡； ②反应更剧烈，气球膨胀更大。 CO32-＋2H+ = H2O＋CO2↑ HCO3-＋H+ = H2O＋CO2↑ ①碳酸钠与碳酸氢钠均能与盐酸反应，产生CO2气体；②相同条件下，碳酸氢钠与盐酸的反应比碳酸钠的反应剧烈；③相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸完全反应，NaHCO3产生的气体更多。 2.与酸(足量盐酸)反应 问题探究：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与稀盐酸互滴，现象各有何不同？请分析其中的原理。 ①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)：立即产生大量的气泡，反应为Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O。 离子方程式：CO32-+2H+= H2O+CO2↑。 ②盐酸逐滴加入到NaHCO3溶液和NaHCO3溶液逐滴加入到稀盐酸中，现象相同，均会立即有无色气体放出。 离子方程式：HCO3-+H+=H2O+CO2↑。 即时理解 ③向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)：刚开始无气泡产生，盐酸滴 加到一定量后，有气泡产生。反应为Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O。离子方程式：CO32-+H+=HCO3-(无明显现象)、HCO3-+H+=H2O+CO2↑ (无色气体放出) ④因此，可以用互滴法鉴别盐酸和碳酸钠两种无色溶液。 3.区别碳酸钠和碳酸氢钠固体的试验方案。 方法依据 原理 结论 热稳定性 CaCl2、BaCl2的反应 CO32-＋Ca2＋==CaCO3↓，CO＋Ba2＋== BaCO3↓；HCO3-与Ca2＋、Ba2＋不反应 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3受热不易分解 加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3 有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3 方法依据 原理 结论 盐酸反应的剧烈程度 盐酸逐滴加入时的现象 Na2CO3＋2HCl==2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl==NaCl＋H2O＋CO2↑ CO32-＋H＋==HCO3-； HCO3-＋H＋==CO2↑＋H2O 生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3 逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3 4. 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法： 方法一：将固体溶于水，测温度的变化，升高的是碳酸钠、降低的是碳酸氢钠； 方法二：将等质量的固体溶于等体积的水中，溶解度大的是碳酸钠、小的是碳酸氢钠； 方法三：将固体分别置于试管加热，如有水珠生成的是碳酸氢钠或加热后固体质量未变的是碳酸钠、质量减小的是碳酸氢钠。 5. 碳酸钠和碳酸氢钠的常见三种除杂方法： 混合物 除杂方法 原理 Na2CO3固体(NaHCO3) NaHCO3溶液(Na2CO3) Na2CO3溶液(NaHCO3) 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O； 加热 通入足量 CO2气体 加入适量NaOH溶液 CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3 NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O 四. 碳酸钠与碳酸氢钠的用途 五. 侯氏制碱法 中国化学工业的先驱——侯德榜 在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化工事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。 侯德榜发明的侯氏制碱法的原理是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出。 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。 在过滤后的母液中加入NaCl粉末，通入NH3，搅拌，经降温后结晶出副产品NH4Cl， NH4Cl可用作化肥。 2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2 ↑ △ 1．反应原理 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2 ↑ △ 2.NH3通入到饱和NaCl溶液中，形成氨水的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。　 3.理解： (1)利用侯氏制碱法制取NaHCO3时，在饱和NaCl溶液中应先通入NH3，后通入CO2。 (2)NaHCO3在水中的溶解度小于NH4HCO3和NH4Cl、NaCl。 (3) “联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。　 经典例题 例1下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是(　　 ) A．热稳定性：NaHCO3＞Na2CO3 B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3>Na2CO3 C．相同温度时，在水中的溶解度：NaHCO3<Na2CO3 D．等物质的量与足量盐酸反应产生CO2的物质的量：NaHCO3<Na2CO3. 【解析】A项，碳酸氢钠受热分解，碳酸钠不易分解，错误；B项，碳酸氢钠和盐酸反应更剧烈，正确；C项，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，正确；D项，两者与足量盐酸反应产生CO2的物质的量相等，错误。 AD 例2.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方 法是(　　 ) A．通入二氧化碳气体 B．加入氢氧化钡溶液 C．加入澄清石灰水 D．加入稀盐酸 A 【解析】除杂方法要操作简便、效果好、不引入新的杂质、保留非杂质成分。可采取这样的方法：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。 例3.有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是(　　 ) 【解析】A项，都产生白色沉淀；B项，Na2CO3溶液中红色深；D项，Na2CO3溶液中开始时无气泡产生(发生反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3)。 C 选项 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2滴酚酞 红色较浅者为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 例4.研究结果显示：用2%的小苏打溶液漱口能有效预防口腔粘膜溃疡的发生。小苏打属于(　　) A．盐　 　B．酸　 　C．碱　 　D．氧化物 【解析】小苏打即NaHCO3，在水溶液中电离出金属阳离子Na＋和酸根离子HCO－3，属于盐。 A 例5.某同学拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3，他设计了如下实验步骤： ①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解； ②小火煮沸溶液1～2 min； ③在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。 (1)他能否制得较纯净的Na2CO3溶液?__。理由是____________________________。 (2)按他的设计，第①步实验装置如图所示。装 置A中使用的试剂是石灰石和稀盐酸。装置B使 用的试剂_____，作用是_______________。 (3)有人认为实验步骤②③的顺序对调，即先混合再煮沸更合理，你认为对吗？为什么？____________________________________________________。 【答案】(1)能　用一半NaOH溶液生成NaHCO3，另一半NaOH和NaHCO3 1∶1反应正好生成Na2CO3 (2)饱和NaHCO3溶液　除去CO2气体中的HCl气体 (3)不对；多余的CO2不除去会有NaHCO3生成 【解析】用NaOH溶液与CO2气体制备Na2CO3溶液，不能直接通过吸收CO2气体来制备，因为若CO2气体过量则混有NaHCO3杂质；若CO2气体不足，则有部分NaOH不能转化为Na2CO3。因而应当将一半NaOH与过量CO2气体反应生成NaHCO3，再与另一半NaOH恰好反应，全部生成Na2CO3。 1.通过实验探究方法对比研究了解碳酸钠、碳酸氢钠的性质，并知道它们在生产生活中的用途。　 2.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化和鉴别方法。能建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。 3.通过对侯氏制碱法的学习，培养科学态度与社会责任等核心素养。 课堂小结 随堂练习 1.下列说法中正确的是(　　 ) A．发酵粉中主要含有氢氧化钠，能使焙制出的糕点疏松多孔 B．碘盐中的碘可以直接用淀粉检验 C．碳酸氢钠可以用于治疗胃酸过多 D．硫酸氢钠属于盐类，其水溶液显中性 【解析】发酵粉的主要成分是小苏打，A错误；碘盐中的碘以碘酸钾形式存在，而不是碘单质，B错误；硫酸氢钠的水溶液呈酸性，D错误。 C 2.下列有关碳酸钠与碳酸氢钠的说法中不正确的是(　　 ) A．在通常状况下，都是白色固体 B．它们都易溶于水 C．在通常状况下，受热都易分解 D．都可以和盐酸反应并生成CO2气体 【解析】碳酸钠与碳酸氢钠一个显著的区别是热稳定性，碳酸氢钠受热易分解，而碳酸钠受热难分解。 C 3.为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列实验及判断中正确的是(　　 ) A．加热，观察是否有气体放出 B．溶于水后加BaCl2溶液，看有无沉淀 C．溶于水后加石灰水，看有无沉淀 D．取固体试样加盐酸，看是否有气泡产生 【解析】对上述物质加热有气体放出，只能证明有NaHCO3，而不能证明含有Na2CO3；NaHCO3与Na2CO3都能与石灰水反应产生沉淀，都能与盐酸反应产生气泡而无法鉴别。 B 4.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中正确的是(　　) A．二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度 B．二者热稳定性不同，碳酸氢钠的热稳定性大于碳酸钠的热稳定性 C．二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的盐酸反应产生气体的量和反应快慢不同 D．二者在一定的条件下可以相互转化 【解析】NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，A错误；Na2CO3比NaHCO3稳定，B错误；等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与过量同浓度盐酸反应时，反应较快的是NaHCO3，但产生气体的量相同，C错误；二者在一定条件下可以相互转化，如2NaHCO3===Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，D项正确。 D 5.下列各组内的两种物质发生反应时，其产物不随反应物用量比的改变而发生变化的是(　　) A．CO2和澄清石灰水 B．NaOH溶液和CO2 C．Na2CO3溶液和盐酸 D．NaHCO3溶液和盐酸 【解析】A项，CO2不足量，生成CaCO3，CO2过量，生成Ca(HCO3)2；B项，CO2不足，生成Na2CO3，CO2过量，生成NaHCO3；C项，盐酸不足，生成NaHCO3和NaCl，盐酸足量，生成NaCl、H2O和CO2。 D 6.有关Na2CO3的性质的说法正确的是(　　) A．Na2CO3的水溶液呈碱性，因此Na2CO3属于碱 B．向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则证明溶液中含CO2－3 C．碳酸钠不稳定，受热易分解 D．一定条件下，Na2CO3和NaHCO3可以相互转化 D 【解析】Na2CO3的水溶液呈碱性，但Na2CO3是由金属离子和酸根离子组成的化合物，属于盐，不属于碱，故A错误；溶液中含有SO2－4或Ag＋，向溶液中加入BaCl2溶液，也有白色沉淀生成，故B错误；碳酸钠很稳定，受热不易分解，故C错误；向碳酸钠溶液中通入CO2，Na2CO3可以转化为NaHCO3：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；向NaHCO3溶液中加入适量NaOH溶液，NaHCO3可以转化为Na2CO3：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O；一定条件下，Na2CO3和NaHCO3可以相互转化，故D正确。 7.下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是（ ） A．NaHCO3比Na2CO3热稳定性强 B．可以利用加热的方法来鉴别NaHCO3和Na2CO3 C．NaHCO3和Na2CO3固体溶于水均放出热量 D．分别向NaHCO3和Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液，只有Na2CO3 溶液颜色变红 B 【解析】A.碳酸氢钠易受热分解生成碳酸 钠,稳定性比碳酸钠弱;C.向碳酸钠中加入少量水后,碳酸钠结块变成晶体，并伴随放热现象。向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠能溶解，并伴随着吸热现象;D.碳酸钠和碳酸氢钠溶液均显碱性,都能使酚酞变红。 D 【解析】 Na₂CO₃受热不分解，而NaHCO3受热分解，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，可以鉴别，故A不选;Na₂CO₃与 CaCl₂溶液反应生成CaCO₃沉淀，而NaHCO₃则不与CaCl溶液反应，无沉淀产生，也可以鉴别，故B不选;向Na₂CO中逐滴加少量盐酸时，无气体产生，当盐酸加入较多时，可产生气体，而向NaHCO。中加入同浓度盐酸,则迅速产生气体，可以通过产生气体的快慢加以鉴别，故C不选;NazCO和NaHCO。均可与澄清石灰水反应产生沉淀，现象相同，无法鉴别，故D选。 8. 不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的操作是（ ） A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中 B．分别测量两种固体溶于水时，溶液的温度变化 C．分别在这两种固体中，逐滴加入同浓度的稀盐酸 D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水 复习回顾 9．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：①WX＋H2O＋CO2↑　②Z＋CO2―→X＋O2　③Z＋H2O―→Y＋O2↑　 ④X＋Ca(OH)2―→Y＋CaCO3↓ 试回答下列问题： (1)W、X、Y、Z的化学式分别是： W_______，X___________，Y ____________，Z_____________。 (2)以上4个化学反应，属于氧化还原反应的是________(填反应序号)，反应中氧化剂是___________(写化学式)，还原剂是____________________(写化学式)。 (3)若反应④在溶液中进行，写出其反应的化学方程式： ___________________________________________________。 【答案】(1)NaHCO3　Na2CO3　NaOH　Na2O2 (2)②③　Na2O2　Na2O2　(3)Ca(OH)2＋Na2CO2===2NaOH＋CaCO2↓   【解析】①反应可认定为NaHCO3的分解反应：2NaHCO3==Na2CO3＋H2O＋CO2↑，该反应是非氧化还原反应。由X(Na2CO3)逆推可知Z为Na2O2，Y为NaOH：2Na2O2＋2CO2=== 2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，以上两反应都是氧化还原反应，且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。④反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You $$