第2章海水中的重要元素——鈉和氯

第一節(jié)鈉及其化合物第3課時碳酸鈉和碳酸氫鈉、焰色試驗導入松軟的面包和蛋糕、酥脆的餅干深受人們的歡迎,而它們之所以那么松軟或酥脆,是因為在制作的過程中用了膨松劑。導入酵頭

用酵頭發(fā)酵是我國傳統的饅頭制作方法。酵頭是前一次發(fā)面蒸饅頭時留下的一小團面,由于里面有很多酵母菌等微生物,再次發(fā)面時可用來使面團發(fā)酵。酵頭的發(fā)酵原理是:面團在酵母菌以及一定種類和數量的其他微生物的共同作用下發(fā)生反應,生成二氧化碳、乳酸、醋酸、乙醇等物質,其中二氧化碳能使面團內部形成海綿狀結構,變得疏松;為減輕酸味、改善口感,常在面團中加入堿性物質(如Na2CO3溶液,俗稱堿水,或NaHCO3溶液)中和乳酸、醋酸等,這個過程也會產生二氧化碳,使面團變得更加松軟。不過,若碳酸鈉加入的量過多,會使蒸出的饅頭發(fā)黃、帶有堿味。酵頭屬于膨松劑中的生物膨松劑。[資料卡片]一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質[實驗探究]碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質1.實驗內容在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1g),完成下列實驗,并將實驗現象和相應的結論填入下表。鹽Na2CO3NaHCO3

(1)觀察Na2CO3

和NaHCO3

的外觀并進行描述(2)向以上兩支試管中分別滴入幾滴水,振蕩,觀察現象;將溫度計分別插入其中,溫度計的示數有何變化(3)繼續(xù)向(2)的試管中分別加入5mL水,用力振蕩,有何現象(4)分別向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何現象初步結論一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質[實驗探究]碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質2.實驗現象、分析鹽Na2CO3NaHCO3

(1)(2)(3)(4)初步結論

加水少量溶解,溶于水吸熱,溶液的堿性比Na2CO3弱白色粉末細小白色粉末加幾滴水后,結塊變成晶體;溫度上升加幾滴水后,少部分溶解;溫度略有下降振蕩后可溶解固體量有所減少溶液變紅(較深)溶液變紅(較淺)加水先變成含結晶水的晶體,溶于水放熱,溶液的堿性比NaHCO3強一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質小結：1.Na2CO3和NaHCO3的物理性質名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學式俗稱色態(tài)水溶性都易溶于水,溶解度:Na2CO3>NaHCO3Na2CO3NaHCO3純堿或蘇打小蘇打白色粉末細小白色晶體一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質2.Na2CO3和NaHCO3的主要用途二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質[實驗探究1]探究碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽、堿的反應1.實驗內容產生白色沉淀；無現象；產生白色沉淀；產生白色沉淀(從左到右)2.實驗現象二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質[實驗探究1]探究碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽、堿的反應3.實驗原理CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl不反應NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O+NaOHNa2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質[實驗探究2]探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性1.實驗內容如下圖所示,加熱裝有Na2CO3

和NaHCO3

固體的試管,觀察現象,比較Na2CO3

和NaHCO3

的熱穩(wěn)定性。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質[實驗探究2]探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性2.實驗現象、分析實驗現象化學方程式及結論小試管中棉花球變藍色,B燒杯中澄清石灰水變渾濁;A燒杯中有少量氣泡冒出,且A燒杯中澄清石灰水不變渾濁Na2CO3

受熱不分解;由此可知,熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3NaHCO3

受熱易分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質[實驗探究3]碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應的比較1.實驗內容實驗裝置實驗操作在兩支試管中分別加入3mL稀鹽酸,將兩個各裝有少量等質量的Na2CO3、NaHCO3

粉末的小氣球分別套在兩支試管的管口;將氣球內的Na2CO3

和NaHCO3

固體同時倒入試管中,觀察現象二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質2.實驗現象實驗現象離子方程式及結論兩個氣球均膨脹；NaHCO3

與鹽酸混合比Na2CO3與鹽酸混合氣球膨脹得快且大Na2CO3、NaHCO3

分別與鹽酸反應的離子方程式為CO32?+2H+CO2↑+H2O、HCO3?+H+CO2↑+H2O；NaHCO3與鹽酸的反應比等質量的Na2CO3與鹽酸的反應產生的氣體多且劇烈二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質小結：1.Na2CO3、NaHCO3

的比較二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質1.Na2CO3、NaHCO3

的比較二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質2.向飽和碳酸鈉溶液中通入足量CO2,會有沉淀生成,反應的化學方程式為Na2CO3(飽和)+CO2+H2O2NaHCO3↓。3.碳酸鈉與鹽酸反應,滴加順序不同,反應現象不同。(1)向鹽酸中逐滴加入Na2CO3

溶液(開始時酸過量):立即產生大量氣泡,反應的化學方程式為Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O。(2)向Na2CO3

溶液中逐滴加入鹽酸(開始時酸不足):剛開始無氣泡產生,鹽酸滴加到一定量后,有氣泡產生。反應的化學方程式為Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質4.HCO3?

在強酸或強堿溶液中均不能存在；Ca2+與HCO3?只能共存于極稀的溶液中。5.在書寫NaHCO3

與Ca(OH)2

反應的化學方程式時,將量少的物質的系數定為1,再配平其他物質的系數(以少定多的原則)。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質6.碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別方法方法依據現象及結論加熱法

酸混法滴酸法立即產生氣體的是NaHCO3;開始不產生氣體,滴加一會兒才產生氣體的是Na2CO3是否有氣體產生有氣體產生的是NaHCO3;無變化的是Na2CO3

分別逐滴加入鹽酸,是否立即產生氣泡分別加入同濃度的鹽酸中時,生成氣體的劇烈程度不同生成氣體劇烈的是NaHCO3;相對不劇烈的是Na2CO3

二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質[易錯提醒]Na2CO3溶液和NaHCO3溶液不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2

溶液鑒別,因為兩者與Ba(OH)2、Ca(OH)2溶液反應均產生白色沉淀。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質7.碳酸鈉、碳酸氫鈉的除雜方法物質除雜方法或所用試劑反應原理Na2CO3

固體(NaHCO3)NaHCO3

溶液(Na2CO3)Na2CO3

溶液(NaHCO3)加熱通入足量的CO2

加入適量的NaOH溶液2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3

NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O三、侯氏制堿法[問題思考1]工業(yè)上以水、食鹽、氨氣和二氧化碳為原料,先制備碳酸氫鈉,然后再加熱碳酸氫鈉得到碳酸鈉固體。你知道其中的制備原理嗎?(已知:溶解度———NH3

為700，CO2

為1)三、侯氏制堿法1.“侯氏制堿法”的原料、原理和生產流程四、焰色試驗[問題思考1]節(jié)日的焰火五顏六色,你知道其中的奧妙嗎?實驗室我們該如何鑒別NaCl、KCl這兩種無色溶液呢?四、焰色試驗[實驗探究]《焰色實驗》1.實驗內容把熔嵌在玻璃棒上的鉑絲(或用光潔無銹的鐵絲)放在酒精燈(最好用煤氣燈)外焰上灼燒,至與原來的火焰顏色相同時為止。用鉑絲(或鐵絲)蘸取碳酸鈉溶液,在外焰上灼燒,觀察火焰的顏色。將鉑絲(或鐵絲)用鹽酸洗凈后,在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同時,再蘸取碳酸鉀溶液做同樣的實驗,此時要透過藍色鈷玻璃觀察火焰的顏色。四、焰色試驗2.實驗注意事項焰色試驗最好使用煤氣燈,因為煤氣燈的火焰顏色是淡藍色的,這樣有助于觀察火焰顏色的變化;觀察鉀元素的焰色時,要透過藍色的鈷玻璃觀察,其中鈷玻璃的作用是濾去樣品中可能含有的鈉元素所發(fā)出的黃光。四、焰色試驗3.焰色試驗的定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色,由此可判斷試樣所含的金屬元素,化學上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。四、焰色試驗4.焰色試驗的操作洗———將鉑絲或光潔無銹的鐵絲用鹽酸洗凈↓燒將洗凈的鉑絲或鐵絲在外焰上灼燒至與原火焰顏色相同———↓蘸———蘸取試樣↓燒———在外焰上灼燒,并觀察火焰顏色↓洗———再用鹽酸洗凈鉑絲或鐵絲,并在外焰上灼燒至與原火焰顏色相同四、焰色試驗5.焰色試驗的注意事項(1)焰色試驗是元素的性質,焰色試驗產生的火焰顏色與元素的存在狀態(tài)無關。(2)焰色試驗屬于物理變化,不屬于化學變化。(3)因為鉑絲灼燒時火焰沒有特殊顏色,因此常用鉑絲作為焰色試驗的載體,其他金屬,如光潔無銹的鐵絲或鎳、鉻、鎢絲等灼燒時火焰也沒有特殊顏色,也可以用作焰色試驗的載體。(4)洗滌鉑絲或鐵絲時用稀鹽酸,不能用稀HNO3

和稀H2SO4。(5)進行鉀元素的焰色試驗時,為了濾去黃色的光,避免碳酸鉀中所含的微量鈉鹽造成干擾,需要透過藍色鈷玻璃片觀察,火焰呈紫色。四、焰色試驗6.一些金屬元素的焰色7.焰色試驗的應用(1)檢驗金屬元素的存在,如:鑒別NaCl和KCl溶液。(2)利用焰色反應制節(jié)日煙花。四、焰色試驗8.

焰色試驗的易錯點(1)焰色試驗是物理變化而不是化學變化。(2)焰色試驗是金屬元素的性質,不是物質的性質。(3)并不是所有的金屬元素都能發(fā)生焰色試驗,如Fe無焰色試驗。(4)在中學化學實驗中要求掌握鈉、鉀的焰色試驗,對于K+

的焰色試驗必須透過藍色鈷玻璃進行觀察,以防止Na+

對其造成干擾。總結一、Na2CO3、NaHCO3的共性1.都能與酸反應放出CO2。2.都跟石灰水或氫氧化鋇溶液反應生成白色沉淀。3.水溶液均呈堿性。4.焰色試驗均呈黃色總結二、Na2CO3、NaHCO3的差異1.熱穩(wěn)定性不同:Na2CO3

加熱不分解;NaHCO3

受熱分解:2.溶解度不同:Na2CO3溶解度大于NaHCO3。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(應用于侯氏制堿)。3.與CO2反應:NaHCO3與CO2不反應;Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。總結二、Na2CO3、NaHCO3的差異4.與NaOH反應:Na2CO3

與NaOH不反應;NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。5.與CaCl2(或BaCl2)反應:NaHCO3

與CaCl2(或BaCl2)溶液不反應;Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl，Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl。課堂練習1.下面有關Na2CO3

與NaHCO3

的性質比較的說法中錯誤的是()A.相同濃度的溶液的堿性:Na2CO3>NaHCO3

B.同一條件下在水中的溶解度: