内容正文:
第一节 钠及其化合物
第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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 发展学科素养
课程标准 核心素养目标
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。
2.了解碳酸钠和碳酸氢钠在生产、生活中的应用。 1.科学探究与创新意识:通过实验探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质。
2.科学态度与社会责任:了解与纯碱有关的化学史,感受化学工艺发展中技术进步的重要性,体会建设生态文明的意义。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
高中化学 必修 第一册 R
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1.探究Na2CO3和NaHCO3的水溶性
实验步骤 实验现象及表现性质
Na2CO3 NaHCO3
(1)在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述 ____粉末 细小的____晶体
白色
白色
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实验步骤 实验现象及表现性质
Na2CO3 NaHCO3
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化 Na2CO3____变成晶体;温度计示数____ NaHCO3部分溶解,温度计示数略有____
结块
上升
下降
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实验步骤 实验现象及表现性质
Na2CO3 NaHCO3
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,有何现象 振荡后溶解 固体量有所减少
(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象 溶液变红(较深) 溶液微红
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实验步骤 实验现象及表现性质
Na2CO3 NaHCO3
初步结论:
①Na2CO3加水先变成含结晶水的晶体,溶于水放热,溶液碱性比NaHCO3的强;
②NaHCO3加少量水能溶解,溶于水吸热,溶液碱性比Na2CO3的弱
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2.探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
很稳定
不易
不稳定
容易
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3.Na2CO3和NaHCO3的用途
(1)碳酸钠是重要的化工原料,广泛用于纺织、造纸、制皂、______等工业。
(2)碳酸氢钠是发酵粉的主要成分,常用于焙制糕点,也可用于治疗胃酸过多。
制玻璃
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二、焰色试验
1.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的____元素,化学上把这样的定性分析操作称为________。
金属
焰色试验
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2.实验步骤
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3.一些金属元素的焰色
金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜
焰色 紫红色 ____ ____ 紫色 砖红色 洋红色 ______ 绿色
黄色
紫色
黄绿色
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◆归纳总结
碳酸钠和碳酸氢钠
(1)碳酸钠俗称纯碱、苏打,碳酸氢钠俗称小苏打,二者都属于碳酸盐。
(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸反应生成NaCl、CO2和H2O,化学方程式分别为Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
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◆特别提醒
碳酸钠的水合及风化
碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O),碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末(即风化)。
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◆拓展延伸
碳酸氢钠超过100 ℃即开始分解,温度升高,分解加快。
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◆名师点拨
焰色试验及解读
(1)焰色试验是元素的性质,含有相同金属元素的单质及其化合物的焰色相同。
(2)焰色试验是物理变化,可用于鉴别一些金属元素,如Na、K等。
(3)观察钾元素的焰色时要透过蓝色钴玻璃,目的是滤去钠元素的黄光,避免干扰。
(4)某样品的焰色呈黄色,可判断一定含有钠元素,但不能判断是否含有钾元素。
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◆微辨析(对的画“√”,错的画“×”)
(1)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有白色晶体析出( )
(2)利用澄清石灰水可鉴别Na2CO3溶液与NaHCO3溶液( )
(3)在NaHCO3和Na2CO3两种溶液中滴加少量的盐酸,都会产生CO2( )
(4)用铂丝蘸取待测液在火焰上灼烧,若火焰呈黄色,则表明待测液含Na+而不含有K+( )
×
√
×
×
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探究一__碳酸钠和碳酸氢钠的性质及转化
某研究性小组的同学通过实验探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质及转化。
实验1:向溶质质量分数相等的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别逐滴加入稀盐酸,实验现象如图所示。
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实验2:向溶质质量分数相等的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别逐滴加入澄清石灰水,实验现象如图所示。
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[问题设计]
(1)实验1中产生上述现象的原因是什么?试用离子方程式表述其原因。
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(2)实验2中产生上述现象的原因是什么?试用离子方程式表述其原因。
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[例1] (2024·浙江宁波三锋教研联盟期中)下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法不正确的是 ( )
A.可以用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质
B.碳酸钠晶体中加少量水放热,碳酸氢钠中加少量水吸热
C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应,前者产生二氧化碳少
D.碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液可用氢氧化钙溶液鉴别
D
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解析:
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解析:
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1.(2025·福建省龙岩市一级校联盟期中)室温下,通过下列实验探究相同浓度的NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
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B
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解析:
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探究二__碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂
纯碱和小苏打是厨房中两种常见用品,它们都是白色固体。小明妈妈将纯碱和小苏打分别盛放在两个相同的瓶子中,忘记了贴标签。
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高中化学 必修 第一册 R
[问题设计]
(1)设计实验方案,利用食醋帮助小明妈妈区分纯碱和小苏打。
提示:取两只洁净的小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,加适量水溶解,再逐滴加入食醋,立即产生气泡的是小苏打,开始无明显现象,过一段时间产生气泡的是纯碱。
(2)相同质量的食用纯碱、食用小苏打应用于相同质量和发酵程度的面团,膨松效果较好的是什么?
提示:食用小苏打。
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1.Na2CO3和NaHCO3的鉴别
(1)利用热稳定性不同
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(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
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(3)利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合时现象不同
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(4)利用两溶液的碱性不同(同浓度)
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(5)互滴法鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸
Na2CO3溶液和稀盐酸反应时,滴加顺序不同,反应现象不同。
①向Na2CO3溶液中滴加盐酸,开始时无气泡产生,后产生气泡,原因是首先发生反应:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,然后发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
②向盐酸中滴加Na2CO3溶液时,会立即产生大量气泡,该过程中发生的反应为Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O。
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2.Na2CO3和NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 充分加热
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
高中化学 必修 第一册 R
[例2] 现有两支试管分别装有1 mL Na2CO3溶液和1 mL NaHCO3溶液,其中溶质的质量均为0.1 g。下列实验操作及结论正确的是 ( )
实验操作 实验结论
A 分别向两支试管的溶液中加入Ba(OH)2溶液 产生白色沉淀的是Na2CO3溶液
B 分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸 立即产生气泡的是Na2CO3溶液
D
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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实验操作 实验结论
C 分别加入过量等浓度、等体积的稀盐酸 反应较剧烈的是Na2CO3溶液
D 分别向两支试管的溶液中滴加几滴酚酞溶液 溶液呈深红色的是Na2CO3溶液
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解析:
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解析:
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2.某校化学课外小组的同学为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示:
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(1)写出方法Ⅰ中向NaHCO3溶液中逐滴加入稀盐酸的离子方程式___________________________________________________________________________________________。
(2)方法Ⅱ能鉴别Na2CO3和NaHCO3的现象是________________
____________________________________________________________________________________________。
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(3)方法Ⅲ、Ⅳ均能鉴别这两种物质,其中加热后,试管中发生反应的化学方程式为_____________________________________________,与方法Ⅲ相比,方法Ⅳ的优点是__________(填标号)。
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个实验,而Ⅲ不行
(4)若用方法Ⅳ验证Na2CO3和NaHCO3的稳定性,则试管B中装入的固体是________(填化学式)。
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解析:
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解析:
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解析:
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探究三__侯氏制碱法的原理及工艺流程
侯德榜是我国著名科学家、杰出的化工专家、近代化学工业的奠基人之一。侯德榜对氨碱法进行改进,将氨碱法制取碳酸钠和合成氨联合起来,这就是联合制碱法,也称侯氏制碱法。侯氏制碱法的工艺流程如图所示:
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[问题设计]
(1)侯氏制碱法以食盐、NH3、CO2和H2O为原料,反应生成NH4Cl和析出NaHCO3晶体,写出该反应的化学方程式。
提示:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(2)阅读教材“科学史话·侯德榜和侯氏制碱法”,描述侯氏制碱法工艺流程的优点。
提示:侯氏制碱法提高了食盐的转化率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染。
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侯氏制碱法的原理及流程
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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[例3] (2024·河北唐山十县一中联盟期中)侯德榜是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,其工艺流程如图所示。下列说法错误的是 ( )
C
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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A.滤渣的主要成分是NaHCO3
B.滤液中含有NH4Cl
C.“降温结晶”得到NH4Cl的过程是化学变化
D.“煅烧”产生的CO2通入饱和食盐水中,实现循环利用
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
高中化学 必修 第一册 R
解析:
侯氏制碱法:NaCl+NH3+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl。根据侯氏制碱原理可知,滤渣为NaHCO3,A正确;氯化铵为可溶性盐,B正确;降温结晶是利用溶解度随温度变化的性质,属于物理变化,C错误;在流程中CO2既是反应物,又是后续反应生成物,因此可以循环利用,D正确。
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3.某化学兴趣小组在实验室中模拟并改造侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图所示:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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A
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解析:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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1.用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液放在煤气灯外焰上灼烧,可观察到火焰的颜色为 ( )
A.紫色 B.黄色 C.绿色 D.红色
B
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解析:
焰色试验是元素的性质,钠元素的焰色试验火焰呈黄色,用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液放在煤气灯外焰上灼烧,可观察到火焰的颜色为黄色,B正确。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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2.(2025·广东广州培英中学联考)侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,“侯氏制碱法”的主要过程如下图所示(部分物质已略去)。
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D
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解析:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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解析:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
高中化学 必修 第一册 R
3.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是 ( )
A.CO2(HCl)——饱和NaHCO3溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3)——加入适量盐酸
C.Na2O2粉末(Na2O)——将混合物放在氧气中加热
D.Na2CO3固体(NaHCO3)——加热至不再产生气体
B
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解析:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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4.下列实验装置不能达到实验目的的是 ( )
C
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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解析:
通过观察红墨水左右侧水平面高度差可证明Na和水反应是否放热,A正确;碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳气体的体积不同,则气球的大小不同,可鉴别,B正确;进行碳酸钾的焰色试验时,可以用光洁无锈的铁丝或铂丝蘸待测溶液,然后在酒精灯的外焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,滤去钠元素的黄光,C错误;滴加2滴水,脱脂棉燃烧,说明该反应放热,产生的热量使脱脂棉燃烧,D正确。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
高中化学 必修 第一册 R
5.Na2CO3和NaHCO3是生活中比较常见的两种物质。某学校的课外化学学习兴趣小组对两者性质进行探究,并测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中各成分的含量。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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实验 Ⅰ:
(1)取两支试管分别加入各约1 g的碳酸钠和碳酸氢钠固体,再分别加入几滴水振荡试管,用手触摸试管底部,温度升高的是______(填化学式,下同),温度降低的是______。
(2)继续向两支试管中分别加入10 mL水,充分振荡,再分别加入几滴酚酞溶液,溶液红色较深的是________。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
高中化学 必修 第一册 R
实验Ⅱ:碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性比较探究
(3)按图组装好仪器(A为大试管,B为小试管),试管A中盛放的药品是________(填化学式),澄清石灰水变浑浊的是________(填“a”或“b”),写出固体受热分解的化学方程式:________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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解析:
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解析:
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课时梯级训练(8)
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