（新教材适用）2023-2024学年高中化学第2章海水中的重要元素钠和氯第1节钠及其化合物第3课时碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验学案新人教版

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，了解碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。2．能根据碳酸钠和碳酸氢钠的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。核心素养1．能从物质的组成角度认识碳酸钠、碳酸氢钠，并对它们进行分类；认识碳酸钠、碳酸氢钠性质及转化，形成“结构决定性质”的观念，培养宏观辨识与微观探析的能力。2．通过碳酸钠、碳酸氢钠性质的实验探究，能提出碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别方法，并设计实验方案，培养科学探究与创新意识。3．能通过碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别，培养学生的证据意识，建立结论和证据之间的逻辑关系，培养证据推理与模型认知能力。一、碳酸钠和碳酸氢钠1．碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入下表。盐实验步骤Na2CO3(俗名：苏打或纯碱)NaHCO3(俗名：小苏打)①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的外观_白色粉末__细小的白色晶体②向两支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加水后_结块变成晶体__，温度计示数_升高__加水后_部分__溶解，温度计示数_降低__③继续向②的试管中分别加5mL水，用力振荡振荡一段时间后可溶解固体量减少④分别向③所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液溶液_变红__，溶液碱性较强溶液_变浅红__，溶液碱性较弱初步结论碳酸钠、碳酸氢钠均_易__溶于水，水溶液均显_碱__性，但Na2CO3溶解度更大，碱性更强特别提醒：①碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na3CO3·xH2O)。碳酸钠晶体在干燥的空气中逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。②钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末，转化过程为Naeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(氧化))Na2ONaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(潮解))NaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。2．碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究实验操作实验现象实验结论澄清石灰水_不变浑浊_Na2CO3很_稳定__，受热_不易发生__分解澄清石灰水_变浑浊__NaHCO3_不稳定__，受热_容易__分解；化学方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O3．碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱及某些盐的反应(1)与酸(足量盐酸)反应①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑。②NaHCO3：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)与碱(氢氧化钠)反应①Na2CO3与NaOH不反应。②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O。点拨：火碱、烧碱、苛性钠是氢氧化钠的俗称，而纯碱是碳酸钠的俗称，且纯碱是盐不是碱。(3)与盐(CaCl2)的反应①Na2CO3：Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl。②NaHCO3：NaHCO3与CaCl2不反应。4．用途(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。(2)碳酸氢钠：是_发酵粉__的主要成分，也可以做治疗胃酸过多的药剂。正误判断(1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多。(√)(2)HCOeq\o\al(－,3)在强酸性、强碱性溶液中均不能大量存在。(√)(3)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应。(×)(4)Na2CO3俗称纯碱，所以Na2CO3属于碱。(×)应用体验1．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是(A)A．通入二氧化碳气体B．加入氢氧化钡溶液C．加入澄清石灰水D．加入稀盐酸解析：溶液中通入CO2气体，发生反应Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3，A项正确；加入Ba(OH)2时可发生反应Ba(OH)2＋NaHCO3=BaCO3↓＋H2O＋NaOH，B项错误；加入石灰水可发生反应Ca(OH)2＋2NaHCO3=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，C项错误；加入稀盐酸发生反应，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑，D项错误。2．(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸并振荡，开始几乎无气泡产生，一段时间后有大量气泡产生，试用离子方程式及必要的文字解释原因。开始盐酸量少，发生反应：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，无气泡产生，一段时间后当COeq\o\al(2－,3)完全转化为HCOeq\o\al(－,3)后，再滴加盐酸，发生反应：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，产生大量气泡。(2)向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液的现象呢？试用离子方程式及必要的文字解释原因。开始即有大量气泡，由于盐酸量多，开始立即发生反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。(3)试着利用下列图像粗略画出上述两种情况：Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，Ⅱ.向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。归纳总结碳酸钠与碳酸氢钠化学性质比较碳酸钠碳酸氢钠与盐酸放出二氧化碳气体放出二氧化碳气体(剧烈)与烧碱溶液不反应生成碳酸钠和水与澄清石灰水产生白色沉淀产生白色沉淀与氯化钙溶液生成白色沉淀不反应与CO2生成NaHCO3不反应热稳定性稳定、受热不易分解不稳定、受热易分解相互转化Na2CO3eq\o(,\s\up7(①CO2＋H2O，②少量H＋),\s\do5(①固体加热，②加入NaOH溶液))NaHCO3二、焰色试验1．概念很多_金属或它们的化合物__在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的_金属元素__，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。2．焰色试验(操作步骤)(1)烧：将洗净的铂丝(或光洁无锈的铁丝)在火焰上灼烧至与_原来的火焰颜色__相同。(2)蘸：蘸取碳酸钠或碳酸钾溶液。(3)烧：在无色的外焰上灼烧，并观察_火焰颜色__。(4)洗：再用_盐酸__洗净铂丝(或铁丝)。(5)烧：在无色的外焰上烧至_无色__。3．几种金属元素的焰色金属元素锂钠钾铷钙锶钡铜焰色_紫红_色_黄__色_紫__色(透过_蓝色钴玻璃__)紫色_砖红__色洋红色_黄绿__色_绿__色特别提醒：①铂丝不能用稀硫酸洗涤。②蓝色钴玻璃可以滤去黄光，便于对钾元素焰色的观察。4．应用(1)检验_金属元素___的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。(2)制作五彩缤纷的烟花。正误判断(1)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2SO4溶液。(√)(2)若某无色溶液的焰色试验观察到焰色为黄色，说明该溶液只含Na＋无K＋。(×)(3)焰色试验是金属元素的化学性质。(×)(4)灼烧时，所有金属或金属阳离子均有焰色。(×)应用体验1．关于氯化钠焰色试验操作的描述中，不正确的是(C)A．取一根用盐酸洗净的铂丝，放在酒精灯火焰上灼烧至无色B．用灼烧后的铂丝蘸取少量氯化钠溶液，放在酒精灯火焰上灼烧C．透过蓝色钴玻璃片观察氯化钠灼烧的火焰为黄色D．实验后，要用盐酸把铂丝洗净解析：蓝色钴玻璃能滤掉黄光，C选项不正确。2．小明同学用洁净的铂丝蘸取某无色溶液在酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，通过该实验现象，下列四位同学对该溶液中存在的金属离子判断正确的是(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．关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是(D)A．热稳定性比Na2CO3强B．相同温度下溶解度比Na2CO3要大C．NaHCO3只能和酸作用，不能和碱作用D．和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少解析：NaHCO3不稳定，受热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，碳酸钠较稳定，受热不易分解，A错误；相同温度下的溶解度：Na2CO3>NaHCO3，B错误；NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体，如与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，NaHCO3也可与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，C错误；向Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加HCl溶液生成CO2，反应的化学方程式分别为Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O、NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，可见二者反应放出等量的CO2时NaHCO3所消耗的酸比Na2CO3少，D正确。2．下图所示是某化学兴趣小组根据教材知识设计的能说明Na2CO3与NaHCO3热稳定性的套管实验。下列叙述中不正确的是(A)A．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3B．要证明NaHCO3受热能产生水，可在小试管内放置沾有少量无水硫酸铜粉末的棉花球C．加热不久就能看到B烧杯中的澄清石灰水变浑浊D．整个实验过程中A烧杯中的澄清石灰水无明显变化解析：甲为NaHCO3，乙为Na2CO3，能更好地证明Na2CO3比NaHCO3稳定，故A入选；无水硫酸铜遇水变成蓝色的CuSO4·5H2O，故B不选；NaHCO3不稳定，受热分解产生的CO2进入B中，使澄清石灰水变浑浊，故C不选；Na2CO3稳定，受热不分解，所以A中的澄清石灰水不会变浑浊，故D不选。3．焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是(B)A．焰色试验是化学变化B．用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D．利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体解析：焰色试验是物理变化，不是化学变化，A错误；盐酸可以溶解杂质，且易挥发，不会残留痕迹，B正确；K的焰色试验需透过蓝色钴玻璃观察，避免钠的焰色对钾的焰色的干扰，其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察，C错误；焰色试验是金属元素的性质，NaCl与Na2CO3固体的焰色都为黄色，无法利用焰色试验来区分，D错误。4．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题：(1