2.1.4 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与制备 焰色试验-【核心素养新教学】2025-2026学年高一化学同步优质教学课件（人教版必修第一册）

该高中化学课件聚焦碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、制备及焰色试验，从“化学与生活”切入介绍用途，通过问题链引导学生结合性质设计鉴别方案，构建从生活到化学原理的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于以实验探究为主线，结合侯氏制碱法历史演进与绿色化学理念，融入科学态度与责任，典例强化证据推理的科学思维，帮助学生形成物质性质决定用途的化学观念，助力教师高效教学，提升学生探究能力与学科素养。

第一章 化学反应的热效应 第二章 海水中的重要元素 -钠和氯 第一节 钠及其化合物 本节重点: 鉴别方法与制备原理 焰色试验 第4课时 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与制备 焰色试验 【化学与生活】碳酸钠和碳酸氢钠的一些用途 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 【思考】碳酸钠和碳酸氢钠外观相似，如何鉴别？ 碳酸钠（Na2CO3） 碳酸氢钠（NaHCO3） 白色粉末 白色细小晶体 外观 还有哪些方法可以鉴别 ？ 结合碳酸钠与碳酸氢钠的性质，思考鉴别碳酸钠与碳酸氢钠有哪些方法，完成小表内容。 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 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 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 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 结合任务一归纳总结鉴别碳酸钠和碳酸氢钠又哪些方法？思考如何除去碳酸钠中碳酸氢钠和碳酸氢钠中的碳酸钠？ ①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。 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 ②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 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 化工之母——纯碱 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 Na2CO3的制备—侯氏制碱法（意图：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。 路布兰制碱法:1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。 制取原理与步骤: ①先使氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠： ②然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠： ③最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠：Na2S＋CaCO3=Na2CO3＋CaS。 2NaCl＋H2SO4 Na2SO4＋2HCl↑ Na2SO4＋4C Na2S＋4CO↑ 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 索尔维制碱法:1861年比利时工程师索尔维发明的纯碱制法，是以食盐(氯化钠)、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。 制取原理与步骤 ①在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，析出碳酸氢钠： NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。 ②过滤、洗涤、煅烧碳酸氢钠晶体，得到纯碱产品： ③氯化铵滤液与石灰乳混合加热： 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反应产生的氨气循环使用。 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应产生的二氧化碳循环使用。 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 侯氏制碱法 侯德榜 Na2CO3 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 侯氏制碱法，又称联合制碱法： ①原料：食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气其反 应为C＋H2O(g) CO＋H2，CO＋H2O(g) CO2＋H2。 ②反应原理：往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。过滤，碳酸氢钠不稳定受热易分解。 NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 总反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 ③工艺流程 ④循环使用的物质：CO2、饱和食盐水。 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 讨论交流：侯氏制碱法中，能否先通CO2后通NH3？.侯氏制碱法作为我国化学家对化学工业的巨大成就，具有哪些现实意义？ ①不能。从气体的溶解度考虑，CO2可溶于水而NH3极易溶于水。如先通过CO2则产生的NaHCO3的量极少。 ②符合现在提倡的“绿色化学要求，不产生无用的CaCl2，减少了对环境的污染。 ③提高了原料（NaCl）的利用率，缩短了生产流程，降低了成本，提高了综合经济效益。 ④将制碱技术发展到一个新的水平，贏得了国际化工界的高度评价。热爱祖国、 自强不息和艰苦创业的精神，始终是后人学习的典范。 主题1:碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备 【典例1】在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色 饱和溶液,希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法, 其中不合理的是 (　　) ①取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液 ②取等量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液 ③取等量的溶液于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液 ④取等量的溶液于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液 A.①② B.①④ C.③④ D.②③ B 【典例2】为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是( ) A．CO2气体(HCl)：饱和NaHCO3溶液 B．Na2CO3固体(NaHCO3)：加热至不再产生气体 C．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通过量CO2 D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入适量Ba(OH)2溶液，过滤 D 【解析】A项，二氧化碳与碳酸氢钠不反应，氯化氢能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，故A正确；B项，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，碳酸钠受热不分解，则加热法可除杂，故B正确；C项，碳酸钠溶液吸收二氧化碳转化为碳酸氢钠，则用二氧化碳能除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠，故C正确；D项，二者都与氢氧化钡反应生成沉淀，主要物质也被除去了，故D错误；故选D。 【典例3】“侯氏制碱法”是将CO2通入含NH3的饱和NaCl溶液中，结晶，过滤，加热分解NaHCO3制得Na2CO3。实验室模拟制取Na2CO3，使用的装置能达到实验目的的是（ ） A．用图1所示装置制取CO2气体 B．用图2所示装置除去CO2气体中的HCl杂质 C．用图3所示装置从溶液中分离出NaHCO3固体 D．用图4所示装置加热分解制取Na2CO3 C 【典例4】1943年侯德榜发明联合制碱法，其生产流程可简要表示为 已知：NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O可电离产生NH4+和OH-。 下列说法错误的是( ) A．纯碱分类属于盐不属于碱 B．流程中先通入CO2再通入NH3可达同样效果 C．若实验室进行第③步操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 玻璃棒 D．侯氏制碱法制备NaHCO3利用了物质溶解度差异 B 【解析】纯碱是Na2CO3，属于盐类，A正确；CO2溶解度较小，通入水中生成的H2CO3较少，且再通入NH3不易控制生成NH4HCO3，而NH3极易溶于水，通入水中生成NH3·H2O，再通入过量CO2，可以生成NH4HCO3，有利于NaHCO3的析出，因此效果不同，B错误；第③步操作是过滤，需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，C正确；D项， NaHCO3的溶解度较小，铵盐的溶解度较大，当溶液中Na+和HCO3-浓度较大时，可以析出NaHCO3固体，因此利用了物质溶解度差异，D正确；故选B。 我们在观察Na的燃烧时，发现火焰呈黄色，其实很多金属或者其化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色。 定义 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色试验。 火焰颜色 元素的性质，物理变化 Na：黄色 K： 紫色（ 透过蓝色钴玻璃 ） Cu：绿色 黄色 紫色 砖红色 洋红色 绿色 紫红色 黄绿色 主题2:焰色试验 实验步骤 洗 → 烧 → 蘸 → 烧 → 洗 洗 用盐酸洗净铂丝（或光洁无锈的铁丝） 烧 将洗净的铂丝在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同 蘸 蘸取待测物质 烧 在酒精灯上灼烧，并观察火焰的颜色 洗 用盐酸洗净铂丝（或光洁无锈的铁丝） （2）利用焰色反应制节日烟花 （1）检验金属元素的存在 如：鉴别NaCl和KCl溶液 应用 【注意】 (1)因酒精灯火焰略带黄色（因为玻璃中含钠元素），因此本实验中火源最好用酒精喷灯或煤气灯，它们的火焰无色（不是所有的金属都能发生焰色反应如Fe、Pt，所以本实验采用铂丝，也可采用铁丝，用酒精喷灯理由也是如此）。 (2)做钾元素的焰色试验时，要透过蓝色钴玻璃片进行观察。因为蓝色钴玻璃能吸收黄光，排除钠及其化合物的焰色干扰。 (3)焰色试验属于物理变化。 【典例1】利用焰色反应，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素， 使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是 ( ) A．非金属单质燃烧时火焰均为无色 B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同 C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察 D．只有金属单质灼烧时火焰才有颜色 B 【解析】某些非金属单质燃烧时火焰有颜色，A、D不正确；焰色反应为金属元素的性质，与元素的存在形式(化合态或游离态)无关，同种金属元素的焰色反应相同，B正确。观察钾元素的焰色反应时透过蓝色钴玻璃，C错误。 【典例2】2022年北京冬奥会开幕式璀璨夺目的焰火与化学的焰色试 验有关。关于焰色试验说法正确的是（ ） A．做焰色试验时可用铜丝代替铂丝 B．Na2O和NaOH的焰色均为黄色 C．需用稀硫酸清洗铂丝并在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同 D．检验Na2CO3中混有的少量K2CO3可在火焰上灼烧直接观察焰色 B 【解析】A．焰色试验时可用铁丝代替铂丝，但不能使用铜丝，铜丝焰色为绿色干扰试验，A错误；B．焰色试验为元素的性质，含Na化合物焰色均为黄色，B正确；C．盐酸易挥发，用盐酸清洗铂丝，C错误；D．检验Na2CO3中混有的少量K2CO3，在火焰上灼烧需借用蓝色钴玻璃观察焰色，D错误； 故选B。 Na2CO3和NaHCO3 鉴别 提纯 工业 制备 加热、CaCl2/MgCl2、盐酸等。 加热、通入足量CO2气体、加入适量NaOH溶液等。 侯氏制碱法：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 课堂小结 Thank you for watching $$