人教版高中化学必修第一册第二章海水中的重要元素钠和氯第一节第3课时碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验学案

第3课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验 [学习目标]　1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解Na2CO3、NaHCO3的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。　2.了解焰色试验的操作与应用。 任务一　碳酸钠和碳酸氢钠 1．主要用途 (1)碳酸钠：用于纺织、制皂、造纸、制玻璃、制药、食用碱、工业用碱等。 (2)碳酸氢钠：可用于发酵粉、胃酸中和剂、食用碱、工业用碱等。 2．物理性质实验探究 在两支试管中分别加入少量Na2CO3和 NaHCO3(各约1 g)，实验现象如下： 盐 Na2CO3 NaHCO3 ①观察碳酸钠、碳酸氢钠的外观 白色粉末 细小的白色晶体 ②加几滴水并将温度计伸入其中 结块变为晶体，温度计示数升高 部分溶解，温度计示数降低 ③继续向②的试管中分别加5 mL水，用力振荡 全部溶解 固体量减少 ④分别向③所得溶液中滴加 1～2滴酚酞溶液 溶液显碱性 溶液显碱性 实验结论 俗名纯碱，为白色粉末，易溶于水，溶解时放出热量，水溶液呈碱性，遇少量水变成晶体(水合碳酸钠，化学式为 Na2CO3·xH2O) 俗名小苏打，为细小的白色晶体，易溶于水，溶解时吸收热量，水溶液呈碱性，比碳酸钠溶解度小 [交流研讨1]　(1)已知Na2CO3粉末遇水生成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)，碳酸钠晶体在干燥空气中失去结晶水变成碳酸钠粉末。请思考：钠长期露置在空气中，先后发生了哪些变化？用流程图表示。 提示：NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3。 (2)已知反应Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2，预测会产生什么现象？ 说出你预测的依据。 提示：有晶体析出。CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，所得NaHCO3的质量比参加反应的Na2CO3的质量大，又由于常温下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，且反应过程中消耗了水，故会有NaHCO3晶体从溶液中析出。 3．化学性质实验探究 (1)热稳定性实验探究 实验操作 实验现象 加热碳酸氢钠时澄清石灰水变浑浊 加热碳酸钠时澄清石灰水不变浑浊 实验结论 ①NaHCO3不稳定，受热易分解，化学方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ②Na2CO3很稳定，受热不易分解 [交流研讨2]　 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。 ①实验时小试管中应放 ，实验结果更具有说服力。 ②通过什么现象说明稳定性Na2CO3大于NaHCO3。 提示：① NaHCO3　②小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变为蓝色，烧杯B中澄清石灰水变浑浊，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊。 (2)与酸反应的实验探究 实验 步骤 在两个试管中分别加入3 mL同一浓度稀盐酸，将两个分别装有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固体的小气球套在两支试管口，将气球内固体同时倒入试管中，观察现象 实验 操作 实验 现象 两支试管中都产生气泡，气球膨胀，加入碳酸氢钠的试管中产生气泡更快，气球膨胀得更大 实验 结论 ①反应离子方程式：CO＋ 2H＋===CO2↑＋H2O、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O； ②相同条件下，碳酸氢钠与酸反应产生CO2的速率更快 [交流研讨3]　某课外小组在实验中，将盐酸滴加到碳酸钠溶液中，开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。试分析其原因。 提示：Na2CO3和盐酸反应先后分两步进行：①CO＋ H＋=== HCO；② HCO＋H＋=== CO2↑＋H2O。故开始无明显现象，后来产生气泡。 (3)与CaCl2、Ca(OH)2溶液反应的实验探究 CaCl2 Ca(OH)2 实验 操作 实验 现象 加入稀 Na2CO3溶液，立即产生白色沉淀，加入少量稀NaHCO3溶液，无明显现象 两支试管中都产生白色沉淀 续表 CaCl2 Ca(OH)2 实验 结论 ①Na2CO3溶液与CaCl2、Ca(OH)2溶液均反应，离子方程式均为Ca2＋＋CO=== CaCO3↓； ②NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应；与Ca(OH)2溶液反应，其离子方程式为HCO＋OH－＋Ca2＋=== CaCO3↓＋H2O [交流研讨4] ... ...