（新教材適用）2023-2024學(xué)年高中化學(xué)第2章海水中的重要元素鈉和氯第1節(jié)鈉及其化合物第3課時碳酸鈉和碳酸氫鈉焰色試驗(yàn)學(xué)案新人教版

第3課時碳酸鈉和碳酸氫鈉焰色試驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究，了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，了解它們在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2．能根據(jù)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題，說明妥善保存、合理使用化學(xué)品的常見方法。核心素養(yǎng)1．能從物質(zhì)的組成角度認(rèn)識碳酸鈉、碳酸氫鈉，并對它們進(jìn)行分類；認(rèn)識碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)及轉(zhuǎn)化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力。2．通過碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，能提出碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別方法，并設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。3．能通過碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識，建立結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力。一、碳酸鈉和碳酸氫鈉1．碳酸鈉、碳酸氫鈉的水溶性及酸堿性的實(shí)驗(yàn)探究在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1g)，完成下列實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和相應(yīng)的結(jié)論填入下表。鹽實(shí)驗(yàn)步驟Na2CO3(俗名：蘇打或純堿)NaHCO3(俗名：小蘇打)①觀察兩支試管中碳酸鈉、碳酸氫鈉的外觀_白色粉末__細(xì)小的白色晶體②向兩支試管中分別滴入幾滴水，振蕩，觀察現(xiàn)象；將溫度計分別插入其中加水后_結(jié)塊變成晶體__，溫度計示數(shù)_升高_(dá)_加水后_部分__溶解，溫度計示數(shù)_降低__③繼續(xù)向②的試管中分別加5mL水，用力振蕩振蕩一段時間后可溶解固體量減少④分別向③所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液溶液_變紅__，溶液堿性較強(qiáng)溶液_變淺紅__，溶液堿性較弱初步結(jié)論碳酸鈉、碳酸氫鈉均_易__溶于水，水溶液均顯_堿__性，但Na2CO3溶解度更大，堿性更強(qiáng)特別提醒：①碳酸鈉粉末遇水生成含有結(jié)晶水的碳酸鈉晶體——水合碳酸鈉(Na3CO3·xH2O)。碳酸鈉晶體在干燥的空氣中逐漸失去結(jié)晶水變成碳酸鈉粉末。②鈉露置在空氣中，最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3粉末，轉(zhuǎn)化過程為Naeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(氧化))Na2ONaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(潮解))NaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(風(fēng)化是化學(xué)變化)。2．碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論澄清石灰水_不變渾濁_Na2CO3很_穩(wěn)定__，受熱_不易發(fā)生__分解澄清石灰水_變渾濁__NaHCO3_不穩(wěn)定__，受熱_容易__分解；化學(xué)方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O3．碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸、堿及某些鹽的反應(yīng)(1)與酸(足量鹽酸)反應(yīng)①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑。②NaHCO3：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)與堿(氫氧化鈉)反應(yīng)①Na2CO3與NaOH不反應(yīng)。②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O。點(diǎn)撥：火堿、燒堿、苛性鈉是氫氧化鈉的俗稱，而純堿是碳酸鈉的俗稱，且純堿是鹽不是堿。(3)與鹽(CaCl2)的反應(yīng)①Na2CO3：Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl。②NaHCO3：NaHCO3與CaCl2不反應(yīng)。4．用途(1)碳酸鈉：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油等方面有廣泛的應(yīng)用。(2)碳酸氫鈉：是_發(fā)酵粉__的主要成分，也可以做治療胃酸過多的藥劑。正誤判斷(1)碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多。(√)(2)HCOeq\o\al(－,3)在強(qiáng)酸性、強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在。(√)(3)Na2CO3、NaHCO3都能與NaOH溶液反應(yīng)。(×)(4)Na2CO3俗稱純堿，所以Na2CO3屬于堿。(×)應(yīng)用體驗(yàn)1．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是(A)A．通入二氧化碳?xì)怏wB．加入氫氧化鋇溶液C．加入澄清石灰水D．加入稀鹽酸解析：溶液中通入CO2氣體，發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3，A項(xiàng)正確；加入Ba(OH)2時可發(fā)生反應(yīng)Ba(OH)2＋NaHCO3=BaCO3↓＋H2O＋NaOH，B項(xiàng)錯誤；加入石灰水可發(fā)生反應(yīng)Ca(OH)2＋2NaHCO3=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，C項(xiàng)錯誤；加入稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑，D項(xiàng)錯誤。2．(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀鹽酸并振蕩，開始幾乎無氣泡產(chǎn)生，一段時間后有大量氣泡產(chǎn)生，試用離子方程式及必要的文字解釋原因。開始鹽酸量少，發(fā)生反應(yīng)：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，無氣泡產(chǎn)生，一段時間后當(dāng)COeq\o\al(2－,3)完全轉(zhuǎn)化為HCOeq\o\al(－,3)后，再滴加鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，產(chǎn)生大量氣泡。(2)向鹽酸中逐滴滴入Na2CO3溶液的現(xiàn)象呢？試用離子方程式及必要的文字解釋原因。開始即有大量氣泡，由于鹽酸量多，開始立即發(fā)生反應(yīng)：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。(3)試著利用下列圖像粗略畫出上述兩種情況：Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸，Ⅱ.向鹽酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。歸納總結(jié)碳酸鈉與碳酸氫鈉化學(xué)性質(zhì)比較碳酸鈉碳酸氫鈉與鹽酸放出二氧化碳?xì)怏w放出二氧化碳?xì)怏w(劇烈)與燒堿溶液不反應(yīng)生成碳酸鈉和水與澄清石灰水產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀與氯化鈣溶液生成白色沉淀不反應(yīng)與CO2生成NaHCO3不反應(yīng)熱穩(wěn)定性穩(wěn)定、受熱不易分解不穩(wěn)定、受熱易分解相互轉(zhuǎn)化Na2CO3eq\o(,\s\up7(①CO2＋H2O，②少量H＋),\s\do5(①固體加熱，②加入NaOH溶液))NaHCO3二、焰色試驗(yàn)1．概念很多_金屬或它們的化合物__在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特征顏色。根據(jù)火焰呈現(xiàn)的特征顏色，可以判斷試樣所含的_金屬元素__，化學(xué)上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗(yàn)。2．焰色試驗(yàn)(操作步驟)(1)燒：將洗凈的鉑絲(或光潔無銹的鐵絲)在火焰上灼燒至與_原來的火焰顏色__相同。(2)蘸：蘸取碳酸鈉或碳酸鉀溶液。(3)燒：在無色的外焰上灼燒，并觀察_火焰顏色__。(4)洗：再用_鹽酸__洗凈鉑絲(或鐵絲)。(5)燒：在無色的外焰上燒至_無色__。3．幾種金屬元素的焰色金屬元素鋰鈉鉀銣鈣鍶鋇銅焰色_紫紅_色_黃__色_紫__色(透過_藍(lán)色鈷玻璃__)紫色_磚紅__色洋紅色_黃綠__色_綠__色特別提醒：①鉑絲不能用稀硫酸洗滌。②藍(lán)色鈷玻璃可以濾去黃光，便于對鉀元素焰色的觀察。4．應(yīng)用(1)檢驗(yàn)_金屬元素___的存在，如鑒別NaCl和KCl溶液。(2)制作五彩繽紛的煙花。正誤判斷(1)可利用焰色試驗(yàn)來鑒別Na2CO3溶液和K2SO4溶液。(√)(2)若某無色溶液的焰色試驗(yàn)觀察到焰色為黃色，說明該溶液只含Na＋無K＋。(×)(3)焰色試驗(yàn)是金屬元素的化學(xué)性質(zhì)。(×)(4)灼燒時，所有金屬或金屬陽離子均有焰色。(×)應(yīng)用體驗(yàn)1．關(guān)于氯化鈉焰色試驗(yàn)操作的描述中，不正確的是(C)A．取一根用鹽酸洗凈的鉑絲，放在酒精燈火焰上灼燒至無色B．用灼燒后的鉑絲蘸取少量氯化鈉溶液，放在酒精燈火焰上灼燒C．透過藍(lán)色鈷玻璃片觀察氯化鈉灼燒的火焰為黃色D．實(shí)驗(yàn)后，要用鹽酸把鉑絲洗凈解析：藍(lán)色鈷玻璃能濾掉黃光，C選項(xiàng)不正確。2．小明同學(xué)用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液在酒精燈外焰上灼燒，火焰呈黃色，通過該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列四位同學(xué)對該溶液中存在的金屬離子判斷正確的是(D)A．只有Na＋B．可能有Na＋、K＋C．一定有K＋D．一定有Na＋，可能有K＋1．關(guān)于NaHCO3的性質(zhì)，下列說法正確的是(D)A．熱穩(wěn)定性比Na2CO3強(qiáng)B．相同溫度下溶解度比Na2CO3要大C．NaHCO3只能和酸作用，不能和堿作用D．和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少解析：NaHCO3不穩(wěn)定，受熱易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，碳酸鈉較穩(wěn)定，受熱不易分解，A錯誤；相同溫度下的溶解度：Na2CO3>NaHCO3，B錯誤；NaHCO3可與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，如與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、氯化鈉和水，NaHCO3也可與堿反應(yīng)，如與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，C錯誤；向Na2CO3、NaHCO3溶液中分別滴加HCl溶液生成CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O、NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，可見二者反應(yīng)放出等量的CO2時NaHCO3所消耗的酸比Na2CO3少，D正確。2．下圖所示是某化學(xué)興趣小組根據(jù)教材知識設(shè)計的能說明Na2CO3與NaHCO3熱穩(wěn)定性的套管實(shí)驗(yàn)。下列敘述中不正確的是(A)A．甲為Na2CO3，乙為NaHCO3B．要證明NaHCO3受熱能產(chǎn)生水，可在小試管內(nèi)放置沾有少量無水硫酸銅粉末的棉花球C．加熱不久就能看到B燒杯中的澄清石灰水變渾濁D．整個實(shí)驗(yàn)過程中A燒杯中的澄清石灰水無明顯變化解析：甲為NaHCO3，乙為Na2CO3，能更好地證明Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定，故A入選；無水硫酸銅遇水變成藍(lán)色的CuSO4·5H2O，故B不選；NaHCO3不穩(wěn)定，受熱分解產(chǎn)生的CO2進(jìn)入B中，使澄清石灰水變渾濁，故C不選；Na2CO3穩(wěn)定，受熱不分解，所以A中的澄清石灰水不會變渾濁，故D不選。3．焰火“腳印”“笑臉”“五環(huán)”，讓北京奧運(yùn)會開幕式更加輝煌、浪漫，這與高中化學(xué)中“焰色試驗(yàn)”知識相關(guān)。下列說法中正確的是(B)A．焰色試驗(yàn)是化學(xué)變化B．用稀鹽酸清洗做焰色試驗(yàn)的鉑絲(鎳絲或鐵絲)C．焰色試驗(yàn)均應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察D．利用焰色試驗(yàn)可區(qū)分NaCl與Na2CO3固體解析：焰色試驗(yàn)是物理變化，不是化學(xué)變化，A錯誤；鹽酸可以溶解雜質(zhì)，且易揮發(fā)，不會殘留痕跡，B正確；K的焰色試驗(yàn)需透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，避免鈉的焰色對鉀的焰色的干擾，其他元素不需要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，C錯誤；焰色試驗(yàn)是金屬元素的性質(zhì)，NaCl與Na2CO3固體的焰色都為黃色，無法利用焰色試驗(yàn)來區(qū)分，D錯誤。4．碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的物質(zhì)。請回答下列問題：(1