化学必修 第一册第一节 钠及其化合物试讲课课件ppt
展开1.通过从微观组成角度再认识碳酸钠和碳酸氢钠的相同的和不同点,掌握碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、提纯基本方法,加深对“由表及里,透过现象看本质”的认识。 2.通过对碳酸钠和碳酸氢钠性质的深入探究,能以碳酸钠和碳酸氢钠知识的学习为线索,运用控制变量法、定性与定量相结合设计简单的实验方案,认识碳酸盐和碳酸氢盐的性质,初步形成物质转化可通过条件控制实现的化学观念。 3.通过纯碱有关的化学史学习,感受化学工业发展中技术进步的重要性,体会建设生态文明的意义,培养培养爱国情怀及科学态度与社会责任的化学核心素养。
碳酸钠和碳酸氢钠的重要化学性质
活动一、探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
任务一、根据右图装置,联系教材P39页【实验2-5】碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性比较,完成下表内容:
小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A烧杯中有少量气泡冒出。
Na2CO3受热不分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。
任务二、问题探究:依据碳酸氢钠的性质,思考馒头制作过程中加入碳酸氢钠作膨松剂原理是什么?油炸面拖黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时,在面粉糊里和上一点小苏打,吃起来又松又脆。你知道其中的道理吗?
①利用NaHCO3受热分解产生CO2使馒头松软,但NaHCO3受热分解生成的Na2CO3或可能剩余的NaHCO3使馒头发黄,并略带碱味。
②酵头发酵后生成少量CO2和酸性物质,利用NaHCO3与酸的反应,可调节面团酸度。
③同理,油炸面拖黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时,在面粉糊里和上一点小苏打,是因为小苏打受热后分解,会产生大量的二氧化碳气体,使油炸面糊里留下许多气孔,吃起来又松又脆。
【典例1】下列有关物质的性质与用途有对应性且说法均正确的是( ) A.苏打易溶于水,可用于去除物品表面的油污 B.小苏打受热易分解,可用于制胃酸中和剂 C.小苏打受热分解时生成二氧化碳气体,可用于制作膨松剂 D.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良
【解析】A.碳酸钠俗称苏打,水溶液呈碱性,可用于去除物品表面的油污,与其易溶于水无关,A错误;B.碳酸氢钠俗称小苏打,受热易分解,但可用于制胃酸中和剂,利用的是碳酸氢钠能与盐酸反应,B错误;C.碳酸氢钠俗称小苏打,受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可用于制作膨松剂,C正确;D.Na2CO3与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,会加重土壤碱性,D错误;答案选C。
活动二、碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应
任务一、观看视频:碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应。结合实验现象,完成表格内容。
①立即发生反应产生气泡;②反应剧烈,气球胀大。
①立即发生反应产生气泡;②反应更剧烈,气球膨胀更大。
CO32-+2H+ = H2O+CO2↑
HCO3-+H+ = H2O+CO2↑
①碳酸钠与碳酸氢钠均能与盐酸反应,产生CO2气体;②相同条件下,碳酸氢钠与盐酸的反应比碳酸钠的反应剧烈;③相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸完全反应,NaHCO3产生的气体更多。
任务二、问题探究:Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与稀盐酸互滴,现象各有何不同?请分析其中的原理。
①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量):立即产生大量的气泡,反应为Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。离子方程式:CO32-+2H+= H2O+CO2↑。
②盐酸逐滴加入到NaHCO3溶液和NaHCO3溶液逐滴加入到稀盐酸中,现象相同,均会立即有无色气体放出。离子方程式:HCO3-+H+=H2O+CO2↑。
③向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足):刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生。反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O。离子方程式:CO32-+H+=HCO3-(无明显现象)、HCO3-+H+=H2O+CO2↑ (无色气体放出)
④因此,可以用互滴法鉴别盐酸和碳酸钠两种无色溶液。
【典例1】有A、B两个完全相同的装置,某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸,将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中,下列叙述正确的是 ( ) A.B装置的气球膨胀的体积大 B.最终两试管中NaCl的质量一定相同 C.若最终两气球体积不同,则加入Na2CO3的试管中盐酸已经消耗完 D.若最终两气球体积相同,则可能加入两只试管中盐酸都已经消耗完
【解析】A,不一定,两个气球可能一样大B、这个得看反应程度,有可能出现其中一种物质反应完,另一种没反应完的情况 C、体积不同肯定是NaHCO3先消耗完,而且碳酸氢钠产生的气体更多。D、这个有可能确实是的。
【典例2】下列两种物质相互作用,反应条件或者反应物用量改变,不会引起产物种类改变的是 ( ) A.Na和O2 B.NaOH和CO2 C.Fe和Cl2 D.HCl和Na2CO3
【解析】常温下生成氧化钠,点燃或加热生成过氧化钠,4Na+O2=2Na2O、2Na+O2 Na2O2 ,反应温度不同其产物不同,故A不符合题意; 氢氧化钠与二氧化碳反应,二氧化碳不足时生成碳酸钠,二氧化碳过量时生成碳酸氢钠, 故B不符合题意;氯气具有较强的氧化性,铁和氯气反应只生成氯化铁,故C符合题意;在Na2CO3溶液中滴加稀盐酸,若盐酸少量产物为NaHCO3和NaCl,盐酸过量产物为NaCl、H2O和CO2 , 故D不符合题意。
活动三、碳酸盐和碳酸氢盐与碱的反应
任务一、讨论交流:将NaOH溶液分别滴加到Na2CO3和NaHCO3溶液中有何现象?能反应吗?若将NaOH溶液滴加到Ca(HCO3)2溶液呢?
①NaOH溶液分别滴加到Na2CO3和NaHCO3溶液中均没有明显现象。
②NaOH溶液与Na2CO3溶液不反应,NaOH溶液与NaHCO3溶液反应。化学方程式:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,离子方程式:OH-+HCO3-==CO32-+H2O。
③NaOH溶液滴加到Ca(HCO3)2溶液,有白色沉淀生成。化学方程式:Ca(HCO3)2+2NaOH===CaCO3↓+Na2CO3+H2O,离子方程式: Ca2+ + OH-+HCO3- = CaCO3↓+H2O(碱过量)或Ca2++ 2OH- + 2HCO3- = CaCO3↓+CO32-+2H2O(碱不足)。
④碳酸氢盐与碱溶液反应的实质是HCO3-与OH-反应生成CO32-,CO32-有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3。
任务二、归纳总结:碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质,请举例完成下表内容。
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
发酵粉、灭火剂、治胃酸过多
NaHCO3+HCl=NaCl+ CO2↑+H2O
【解析】过量石灰水与少量碳酸氢钠溶液反应,1个HCO3-消耗1个 OH-,生成1个 CO32-和1个水,1个CO32-再结合1个 Ca2+生成1个CaCO3,故A正确; 向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体,故B正确;氢氧化铜难溶,应该用化学式表示,故C错误;弱酸的酸式酸根不能拆开:HCO3-+H+=CO2↑+H2O,故D错误。
【典例2】以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。下列分析不正确的是( )A.反应①、②均属于氧化还原反应B.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质C.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3D.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
【解析】A项,反应①、②中Na转化为Na的化合物,Na元素化合价由0价升高到+1价,故属于氧化还原反应,正确;B项,反应③对应反应为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,符合酸性氧化物定义,故CO2为酸性氧化物,正确;C项,反应④为NaHCO3受热分解生成Na2CO3,说明Na2CO3稳定性强于NaHCO3,错误;D项,反应⑤、⑥均有O2产生,可用于潜水艇中氧气的供给,正确。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
活动一、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法及原理
任务一、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。
CO32-+Ca2+==CaCO3↓,CO+Ba2+==BaCO3↓;HCO3-与Ca2+、Ba2+不反应
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
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
任务二、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。
②碳酸钠和碳酸氢钠的常见三种除杂方法:
CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3
NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
【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
【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
【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。
活动二、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。
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:
侯氏制碱法,又称联合制碱法:
④循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
任务二、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。
【典例1】“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
【典例2】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
【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。
1.把X溶液逐滴滴入Y溶液中,与把Y溶液逐滴滴入X溶液中,反应现象不同的是( )
【解析】Ca(OH)2过量:Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O,NaHCO3过量:Ca(OH)2+2NaHCO3=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,均有白色沉淀,故A不符合题意; HCl滴入Na2CO3中,开始生成NaHCO3无明显现象,后生成CO2,有气泡产生,Na2CO3滴入HCl中,开始盐酸过量有气泡产生,故B符合题意;NaHCO3与HCl均产生气泡,故C不符合题意;均产生白色沉淀,故D不符合题意。故答案为:B。
2.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的操作是( ) A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通入澄清的石灰水中 B.分别测量两种固体溶于水时,溶液的温度变化 C.分别在这两种固体中,逐滴加入同浓度的稀盐酸 D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
【解析】碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可以鉴别;碳酸钠溶于水,温度升高,碳酸氢钠溶于水,温度降低,可以鉴别;向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸,先无气体产生,后产生气体,向碳酸氢钠溶液中逐滴加入稀盐酸,立即产生气体,现象不同,可以鉴别;碳酸钠和碳酸氢钠均能与澄清石灰水反应生成沉淀,无法鉴别。
3.将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中,加热至270℃,使其充分反应,最后测得生成的气体和剩余固体均由两种物质组成,则其组成应是( )
【解析】将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中,加热至270℃,首先NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O;之后是Na2O2分别与CO2、H2O反应。注意CO2、H2O同时通过足量的Na2O2时可认为是CO2先与Na2O2反应,后是H2O与Na2O2反应。A项,Na2O2剩余,则不可能存在CO2、H2O,错误;B项,根据题意加热条件下,NaHCO3已完全分解,错误;C项,如NaHCO3适量,则其分解生成的CO2先与Na2O2完全反应生成O2,部分的水与Na2O2反应生成NaOH,固体为Na2CO3和NaOH,气体有生成的O2与剩余的水,正确;D项,Na2O2剩余,则不可能有H2O剩余,错误。
4.有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列鉴别二者的操作和判断均正确的是( )
【解析】A项,发生的反应均产生CaCO3白色沉淀;B项,滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项,Na2CO3与CaCl2发生反应产生白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应;D项,逐滴加入等浓度的盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
Na2CO3和NaHCO3
①稳定性:Na2CO3稳定,NaHCO3受热分解;②与酸反应:Na2CO3顺序不同,现象不同;③与碱反应:均能与Ca(OH)2/Ba(OH)2反应,Na2CO3不与NaOH反应;④与盐反应:NaHCO3不与CaCl2/MgCl2反应。
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
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