第2章 第1节 钠及其化合物 课时3 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 -【正禾一本通】2025-2026学年高一化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版 单选版）

本讲义聚焦高中化学中碳酸钠、碳酸氢钠的性质及焰色试验核心知识点，系统梳理两者物理性质、水溶液酸碱性、热稳定性的比较，相互转化途径及鉴别除杂方法，延伸至焰色试验原理与金属元素定性分析，构建从具体物质性质到转化应用的完整知识链，作为学习支架助力学生掌握金属化合物研究思路。 该资料以实验探究为核心，设计热稳定性对比实验、套管实验等活动，结合食用碱中和酸味、治疗胃酸过多等真实情境问题，培养学生科学探究与实践能力。通过对比表格、定量计算例题（如混合物加热质量变化分析）及反应过程图像，深化宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等核心素养。课中辅助教师开展实验教学，提升互动效果，课后练习题与归纳总结帮助学生巩固知识，查漏补缺。

课时3　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验►对应学生用书P52 1．基于实验探究并比较Na2CO3、NaHCO3的性质，掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。 2．通过Na2CO3、NaHCO3的鉴别与除杂，形成物质转化意识及宏观辨识与微观探析的核心素养；通过定量计算的推理，形成证据推理与模型认知的核心素养。 3．了解焰色试验及其应用 「任务一」　实验探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质 碳酸钠、碳酸氢钠是钠的两种重要的化合物，在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。碳酸钠俗称纯碱或苏打，易溶于水，在水中电离产生Na＋、CO 。碳酸钠能与许多物质发生反应。碳酸氢钠俗称小苏打，常温下溶解度小于碳酸钠，在水中电离产生Na＋和HCO，水溶液呈碱性。碳酸氢钠在医疗上可用于治疗胃酸过多，常见的苏打水饮料中也含有碳酸氢钠。 问题1.面团过度发酵会产生乳酸、醋酸等有机酸，面点师傅会添加适量食用碱来中和其酸味。食用碱的主要成分是什么？以醋酸(CH3COOH)为例，用离子方程式表示食用碱中和面团酸味的原理。 提示：食用碱的主要成分是Na2CO3，食用碱中和面团酸味的原理为CO＋2CH3COOH===CO2↑＋2CH3COO－＋H2O。 问题2.碳酸氢钠在医疗上可用于治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多。其原理是什么(用离子方程式表示)？能用碳酸钠代替碳酸氢钠吗？ 提示：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；不能用碳酸钠代替碳酸氢钠，因为碳酸钠溶液的碱性强，会烧伤胃壁。 问题3.常见的苏打水饮料中含有碳酸氢钠，由此推测苏打水饮料的酸碱性。 提示：苏打水饮料呈弱碱性。 1．Na2CO3和NaHCO3的物理性质 (1)颜色状态：Na2CO3是白色粉末，NaHCO3是细小的白色晶体。 (2)溶于水的热效应：向碳酸钠中加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体，并伴随着放热现象。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。 2．水溶液的酸碱性及应用 碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性，可用作食用碱或工业用碱。 3．Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 实验序号 实验操作 实验现象 实验结论 (1) 澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 (2) 澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定，受热容易分解，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 4.碳酸钠、碳酸氢钠的常用鉴别方法 5．常见的除杂(提纯)方法 混合物(括号内为杂质) 除杂方法或试剂 Na2CO3固体(NaHCO3) 加热 NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体 Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液 1．NaHCO3受热易分解，可作发酵粉(√) 2．Na2CO3和NaHCO3溶液分别和Ca(OH)2溶液反应，现象相同(√) 3．用加热的方法可除去碳酸氢钠固体中的碳酸钠(×) 4．用CaCl2溶液可以鉴别碳酸钠溶液与碳酸氢钠溶液(√) 5．不用其他试剂不能鉴别Na2CO3溶液与盐酸(×) 6．(2020·浙江7月选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(×) 7．工业上常以向饱和氨的食盐水中通入CO2制备NaHCO3和NH4Cl(√) 突破1　Na2CO3和NaHCO3的性质及应用 (1)【实验2­4】Na2CO3和NaHCO3的溶解性及其水溶液的酸碱性 盐 1 g Na2CO3 1 g NaHCO3 ①观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述 白色粉末 细小的白色晶体 ②向两支分别装有Na2CO3、NaHCO3的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 加水结块，变成晶体，温度计示数上升，说明有放热现象 加水部分溶解，温度计示数下降，说明有吸热现象 ③继续向②的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象 完全溶解 固体量减少，部分溶解 ④分别向③所得溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象 溶液呈红色 溶液呈浅红色 初步结论 ①Na2CO3加少量水变成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)； ②Na2CO3溶解放热(填“放热”或“吸热”，下同)，NaHCO3溶解吸热； ③Na2CO3、NaHCO3都能溶于水，Na2CO3的溶解度较大； ④Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性，Na2CO3溶液的碱性稍强 (2)Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 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，实验装置如图所示。 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H2O，烧杯B中澄清石灰水变浑浊，说明NaHCO3受热分解生成了CO2。 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若将大小试管中的Na2CO3和NaHCO3位置互换，能否得出相同的实验结论？为什么？ 不能；大试管中加热温度高，小试管中温度低，如若对换，NaHCO3受热分解的原因也可能是温度高造成的。 ④如何除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3？(写出操作及结论) 将固体加热至质量不再改变(或不再有气体产生)为止，即可除去Na2CO3中混有的NaHCO3。 (3)Na2CO3与NaHCO3的相互转化 Na2CO3NaHCO3，分别写出转化①②③的化学方程式，属于离子反应的需写出其离子方程式。 ①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 CO＋CO2＋H2O===2HCO ②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O HCO＋OH－===CO＋H2O。 【例1】 (2024·北京卷改编)下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中，不正确的是(　　 ) A．向Na2CO3饱和溶液中通入过量CO2，有NaHCO3结晶析出 B．可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3 C．利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3 D．不用其他试剂能鉴别NaHCO3溶液与盐酸 答案：D 突破2　碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的定量分析 (1)写出向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸的化学方程式，并用图像表示滴加盐酸的体积与产生CO2体积的关系：①Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3；②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。 (2)写出向NaHCO3溶液中逐滴滴入盐酸的化学方程式，并用图像表示滴加盐酸的体积与产生CO2体积的关系：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。 (3)写出向NaOH和Na2CO3混合溶液中逐滴滴入盐酸的化学方程式，并用图像表示滴加盐酸的体积与产生CO2体积的关系： ①NaOH＋HCl===NaCl＋H2O； ②Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3； ③NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。 (4)Na2CO3、NaHCO3与足量等浓度盐酸反应的关系 ①生成CO2的速率 NaHCO3反应快 ②消耗酸的量 等质量Na2CO3、NaHCO3 Na2CO3消耗酸的量多 相同数目Na2CO3、NaHCO3 Na2CO3消耗酸的量多 ③生成CO2的体积 等质量Na2CO3、NaHCO3 NaHCO3产生CO2的体积多 相同数目Na2CO3、NaHCO3 产生CO2的体积相等 【例2】 已知：①a g纯净的Na2CO3 ；②a g Na2CO3和NaHCO3的混合物。关于两者的比较，下列描述正确的是(　　 ) A．分别和盐酸完全反应时，混合物的耗酸量大 B．分别和盐酸完全反应时，纯净的Na2CO3放出的CO2多 C.分别溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀质量大 D．分别配成溶液，混合物溶液中的Na＋数目多 解析：选C。Na2CO3、NaHCO3与盐酸分别发生如下反应： Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 106 73 44 NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ 84 36.5 44 由以上分析可知：同质量的Na2CO3比NaHCO3耗酸量要多，但是产生的CO2少，故A、B错误；同质量的两组物质，混合物含的碳元素较多，最终转化成CaCO3沉淀的质量大，故C正确；Na2CO3中钠元素的质量分数高于NaHCO3，故同质量的Na2CO3比NaHCO3所含Na＋的数目多，故D错误。 【归纳总结】 (1)Na2CO3、NaHCO3均易溶于水，但相同温度下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小很多，因此向饱和Na2CO3溶液中通入CO2有NaHCO3晶体析出，反应的化学方程式为Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓。 (2)Na2CO3粉末遇水生成碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O，x＝1，7，10)；碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成Na2CO3粉末。 (3)CO结合H＋放出CO2的化学反应分两步进行：CO＋H＋===HCO；HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。而HCO直接结合H＋放出CO2，且Na2CO3的相对分子质量大于NaHCO3，因此，相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应时，后者放出CO2的速率快且量多。 1．为了除去NaHCO3溶液中含有的Na2CO3，下列方案可行的是(　　 ) A．滴加适量盐酸 B．滴加BaCl2溶液，后过滤 C．通入足量的CO2气体 D．加热溶液 答案：C 2．把27.4 g Na2CO3和NaHCO3的混合物加热到质量不再变化时，得到21.2 g残留固体。求原混合物中NaHCO3和Na2CO3的质量之比为(　　 ) A．53∶84 B．84∶53 C．1∶1 D．42∶53 答案：B 3．将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入盐酸，所加盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图所示： (1)溶液中所含溶质为________________________________________________________________________。 (2)OA段发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 AB段发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 答案：(1)NaOH、Na2CO3 (2)H＋＋OH－===H2O、H＋＋CO===HCO H＋＋HCO===CO2↑＋H2O 「任务二」　焰色试验 节日的烟花，五彩缤纷；正常的天然气灶火呈现淡蓝色，不小心滴上食盐水(如菜汤等)会出现黄色火焰。 问题1.漂亮的烟花是如何产生的？ 提示：烟花的火药中含有一些金属元素，如锂、钠、钾、锶、钡等，灼烧时火焰呈现不同颜色，即焰色试验所致。 问题2.淡蓝色的灶火遇到食盐水时，火焰会变黄色，其中的道理是什么？ 提示：食盐水中含有钠元素，灼烧时钠元素的焰色为黄色，从而使火焰呈现黄色。 1．化学上，把根据火焰呈现的特征颜色，判断试样中所含的金属元素的定性分析操作称为焰色试验。 2．一些金属元素的焰色 金属元素 锂 钠 钾 钙 锶 钡 铜 颜色 紫红色 黄色 紫色(透过蓝色钴玻璃) 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色 3.观察钾元素的焰色时要透过蓝色钴玻璃，其目的是为了滤去黄色的光，避免含钾物质中所含的微量钠元素造成干扰。 4．焰色试验的操作步骤 1．做焰色试验前，铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色(√) 2．焰色试验可用来鉴别一些金属元素，这种鉴别物质的方法属于物理方法，而不是化学方法(√) 3．清洗铂丝时不能用稀硫酸代替盐酸，因为硫酸的熔沸点较高，难挥发(√) 4．观察钾的焰色试验时，要透过蓝色钴玻璃观察，这样做的目的是滤去黄光，避免少量钠元素对鉴别钾元素的干扰(√) 5．可以利用焰色试验检验某些金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液(√) 6．节日的烟花就是利用了焰色试验的原理(√) 1．中国诗词蕴含着一些自然科学知识，针对下列一些诗词，从化学角度解读不正确的是(　　) A．“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，制成火炉的“红泥”中含氧化铁 B．“煤饼烧蛎房成灰”中的“蛎房”主要成分为CaCO3 C.“昨夜雨疏风骤，浓睡不消残酒”，与氧化还原反应有关 D．“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”古文中所涉及的焰色试验，属于化学变化 答案：D 2．下列实验设计，不能达到实验目的的是(　　) 答案：A 3．(2025·郑州一中高一上期末)下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的固体混合物中NaHCO3质量分数的是(　　 ) A．取a g混合物与足量Ca(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得到b g固体 B．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出产物用碱石灰吸收，质量增加b g C．取a g混合物充分加热，质量减少b g D．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体 答案：B 4．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。 (1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填装置序号)。 (2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_______________________________________________________________________。 与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是(填字母)________。 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对比实验，而Ⅲ不能 (3)若用实验装置Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是____________。 (4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应： ①当澄清石灰水过量时，其离子方程式是_________________________________________________________________________。 ②当NaHCO3过量时，其离子方程式是________________________________________________________________________。 答案：(1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O　D (3)碳酸氢钠 (4)①HCO＋OH－＋Ca2+===CaCO3↓＋H2O ②2HCO＋2OH－＋Ca2+===CaCO3↓＋2H2O＋CO 【归纳总结】 与量有关的碳酸盐的离子反应 (1)Na2CO3NaOHNaHCO3。 (2)NaHCO3Na2CO3NaCl。 (3)酸式盐与碱的反应，可将少量的物质化学计量数定为“1”，过量物质根据需要确定计量数。 回顾钠及其化合物的研究思路，形成研究金属及其化合物的基本思路，建构金属及其化合物的研究模型。 示例1 Na2O2←Na→NaOH→Na2CO3←NaHCO3 示例2 学科网（北京）股份有限公司 $