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第二章 海水中的重要元素
—钠和氯
第一节 钠及其化合物
课时3 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
学习目标
通过Na2CO3、NaHCO3的水溶性和稳定性的实验探究，掌握两种钠盐性质上的异同点及二者之间的相互转化关系，培养证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养
01
通过学习碳酸钠和碳酸钾焰色试验，知道焰色试验的操作方法，掌握钠、钾及其化合物的检验方法，了解焰色试验在生产和生活中的应用，感受化学的魅力
02
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
03
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
04
在面粉发酵或油条制作时常常用到纯碱或小苏打，你知道纯碱、小苏打的成分是什么吗？
01
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
实验探究：碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究
探究一：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
实验操作 Na2CO3 NaHCO3
(1)观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述
(2)向以上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，温度计的示数有何变化
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象
(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何现象
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究
实验操作 Na2CO3 NaHCO3
(1)观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述
(2)向以上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，温度计的示数有何变化
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象
(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何现象
细小的白色晶体
白色粉末
加水后_____________，温度计示数_____
加水后____________，温度计示数_____
振荡一段时间后可溶解
固体量减少
溶液_____，
溶液碱性较强
溶液_______，
溶液碱性较弱
结块变成晶体
升高
部分溶解
降低
变红
变浅红
碳酸钠和碳酸氢钠
观察样品，结合上述实验，比较碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质，联系生活实际，说出你所知道的它们的用途，填写下表内容。
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式
俗名
颜色、状态
水溶性
用途 去除油污、制肥皂、造纸、制玻璃、食用碱的主要成分 制药（治疗胃酸过多）、配制糕点
Na2CO3 NaHCO3
纯碱或苏打 小苏打
白色粉末 细小白色晶体
易溶于水 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小
碳酸钠和碳酸氢钠
问题探究：金属钠长期暴露于空气中，最终生成的什么物质？写出核心化学方程式。
①金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与
现象有：
②发生的主要变化的化学方程式为：4Na＋O2==2Na2O；Na2O＋H2O==2NaOH；
2NaOH＋CO2==Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O==Na2CO3·10H2O；
Na2CO3·10H2O==Na2CO3＋10H2O。
Na2O
NaOH
潮解
Na2CO3
碳酸钠和碳酸氢钠
【典例1】现有一块金属钠露置于空气中一段时间，为检验该固体是否
部分变质为碳酸钠，先将固体样品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，
其中可以实现实验目的的是(　　)
A．测所得溶液的pH
B．取溶液少量，向其中滴入酚酞观察溶液是否变红
C．取溶液少量，向其中加入盐酸观察是否有气泡产生
D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，观察是否有沉淀产生
C
碳酸钠和碳酸氢钠
【解析】将固体变质，得到Na2CO3和NaOH的澄清溶液．碳酸钠和氢氧化钠溶液都呈碱性，且即使有碳酸钠，碳酸钠的量很少，几乎不影响溶液pH，A错误；碳酸钠和氢氧化钠溶液都呈碱性，都能使酚酞试液变红色，B错误；氢氧根离子和氢离子反应生成水，碳酸根离子和氢离子反应生成二氧化碳气体，如果有碳酸钠，则能生成气体，C正确；氢氧根离子和碳酸根离子都和铜离子生成蓝色沉淀，现象相同，D错误。
碳酸钠和碳酸氢钠
实验探究：碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究
探究二：如图，分别加热Na2CO3和NaHCO3 ，观察现象，比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水 _________ _______________________________
澄清石灰水 _______ _______________________________________
化学方程式：
________________________________________
不变浑浊
Na2CO3很稳定，
受热不易发生分解
变浑浊
NaHCO3不稳定，受热容易分解
2NaHCO3====Na2CO3＋CO2↑＋H2O
加热
碳酸钠和碳酸氢钠
问题探究：实验过程中，若通入二氧化碳时间较长，发现澄清的石灰水先变浑浊然后又变清，你知道为什么吗？ 若将澄清石灰水换成饱和碳酸钠，又会有什么现象呢？
①通入二氧化碳时间较长，澄清的石灰水先变浑浊然后又变清，原因是二氧化
碳与澄清的石灰水先生成难溶的CaCO3沉淀，继续通二氧化化碳，又生成可溶
性的Ca(HCO3)2。化学方程式：
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O、CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 。
②若将澄清石灰水换成饱和碳酸钠，发生反应：Na2CO3 + CO2 + H2O =2NaHCO3↓,由于反应要消耗水，生成NaHCO3的质量大于Na2CO3 ，同时NaHCO3溶解度又小于Na2CO3，所以会生成NaHCO3沉淀。
碳酸钠和碳酸氢钠
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。
碳酸钠和碳酸氢钠
【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
C
碳酸钠和碳酸氢钠
【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。
碳酸钠和碳酸氢钠
【典例2】现将Na2O2与过量NaHCO3混合固体在密闭容器中充分加热
反应(已知:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O),排出气体后最终剩余固体是（ ）
A．NaOH和Na2O2 B．NaOH和Na2CO3
C．Na2CO3 D．Na2O2
【解析】加热时，2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O，生成的CO2、H2O都能与Na2O2发生反应，2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2，但由于2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，所以当Na2O2不足量时，我们只考虑CO2与Na2O2的反应，因此，最终所得的固体产物为Na2CO3。故选C。
C
碳酸钠和碳酸氢钠
装置
步骤 ①在两个试管中加入约50ml同浓度的盐酸；②在气球中加入等质量（约2克）Na2CO3、NaHCO3固体；③同时提起气球，让球中固体全部落入试管中；④将气球中的气体分别通入澄清石灰水中。
物质 Na2CO3 NaHCO3
现象
原理
结论
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。
碳酸钠和碳酸氢钠
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↑。
碳酸钠和碳酸氢钠
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。
碳酸钠和碳酸氢钠
【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
D
【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。
碳酸钠和碳酸氢钠
【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。
C
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸盐和碳酸氢盐与碱的反应
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。
碳酸钠和碳酸氢钠
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。
碳酸钠和碳酸氢钠
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。
物质 Na2CO3（纯碱或苏打） NaHCO3（小苏打）
与盐反应
与碱反应 NaOH
Ca(OH)2 Ca(OH)2少量：
Ca(OH)2过量：
Na2CO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋2NaCl
2NaHCO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋CO2↑＋2NaCl＋H2O
不反应
NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O
Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH
2NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋NaOH＋H2O
物质 Na2CO3（纯碱或苏打） NaHCO3（小苏打）
与酸反应 盐酸过量： 盐酸少量：
与CO2反应
热稳定性
相互转化
用途
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
稳定
制玻璃、造纸、洗涤剂
发酵粉、灭火剂、治胃酸过多
不反应
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋ CO2↑＋H2O
2NaHCO3 Na2CO3＋
CO2↑＋H2O
碳酸钠和碳酸氢钠
问题1：试着利用图像粗略描述上述两种情况，Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，Ⅱ.向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。
答案：　
碳酸钠和碳酸氢钠
问题2：能否用加Ba(OH)2的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液？试用离子方程式说明原因。
不能鉴别均，有白色沉淀。
碳酸钠和碳酸氢钠
【典例1】下列离子方程式正确的是（ ）
A．过量石灰水与少量碳酸氢钠溶液反应：
HCO3－＋Ca2＋＋OH-=CaCO3↓＋H2O
B．向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体：
Fe3+＋3H2O(沸水) Fe(OH)3(胶体)+3H＋
C．氢氧化铜与稀硫酸反应：H＋＋OH-=H2O
D．碳酸氢钠溶液中加入盐酸：CO32－＋2H＋=CO2↑＋H2O
AB
碳酸钠和碳酸氢钠
【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。
碳酸钠和碳酸氢钠
【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Na2CO3
D．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
C
碳酸钠和碳酸氢钠
【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。
02
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
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。
方法 依据 原理 结论
热稳 定性
CaCl2、BaCl2的反应
CO32-＋Ca2＋==CaCO3↓，CO＋Ba2＋==
BaCO3↓；HCO3-与Ca2＋、Ba2＋不反应
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3受热不易分解
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
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
方法依据 原理 结论
盐酸反应的剧烈程度
盐酸逐滴加入时的现象
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
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
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。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
②碳酸钠和碳酸氢钠的常见三种除杂方法：
混合物 除杂方法 原理
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；
加热
通入足量
CO2气体
加入适量NaOH溶液
CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3
NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
【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
B
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
【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
D
【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。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
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。
路布兰制碱法:1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。
制取原理与步骤:
①先使氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠：
②然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：
③最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠：Na2S＋CaCO3=Na2CO3＋CaS。
2NaCl＋H2SO4 Na2SO4＋2HCl↑
Na2SO4＋4C Na2S＋4CO↑
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
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：
2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反应产生的氨气循环使用。
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应产生的二氧化碳循环使用。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
侯氏制碱法，又称联合制碱法：
①原料：食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气其反
应为C＋H2O(g) CO＋H2，CO＋H2O(g) CO2＋H2。
②反应原理：往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。过滤，碳酸氢钠不稳定受热易分解。 NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl
总反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
③工艺流程
④循环使用的物质：CO2、饱和食盐水。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
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。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
【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
C
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
【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
B
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及制备
【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。
03
焰色试验
焰色试验
定义
金属或它们的化合物
很多___________________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。
操作
盐酸
原火焰颜色相同
试样
火焰的颜色
焰色试验
焰色试验
金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜
焰色 ____色 __色 ___色(透过蓝色钴玻璃) 紫色 ____色 洋红色 ____色 __色
紫红
黄
紫
砖红
黄绿
绿
几种金属的焰色
黄色
紫色
砖红色
洋红色
绿色
紫红色
黄绿色
焰色试验
应用
注意：焰色反应用来鉴别物质，这种鉴别方法属于物理变化，不属于化学变化
检验金属元素的存在
利用焰色试验制节日烟花
焰色试验
【典例1】利用焰色反应，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，
使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是 ( )
A．非金属单质燃烧时火焰均为无色
B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D．只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
B
【解析】某些非金属单质燃烧时火焰有颜色，A、D不正确；焰色反应为金属元素的性质，与元素的存在形式(化合态或游离态)无关，同种金属元素的焰色反应相同，B正确。观察钾元素的焰色反应时透过蓝色钴玻璃，C错误。
焰色试验
【典例2】2022年北京冬奥会开幕式璀璨夺目的焰火与化学的焰色试
验有关。关于焰色试验说法正确的是（ ）
A．做焰色试验时可用铜丝代替铂丝
B．Na2O和NaOH的焰色均为黄色
C．需用稀硫酸清洗铂丝并在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同
D．检验Na2CO3中混有的少量K2CO3可在火焰上灼烧直接观察焰色
B
【解析】A．焰色试验时可用铁丝代替铂丝，但不能使用铜丝，铜丝焰色为绿色干扰试验，A错误；B．焰色试验为元素的性质，含Na化合物焰色均为黄色，B正确；C．盐酸易挥发，用盐酸清洗铂丝，C错误；D．检验Na2CO3中混有的少量K2CO3，在火焰上灼烧需借用蓝色钴玻璃观察焰色，D错误； 故选B。
04
课堂总结
课堂总结
碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性
碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性
焰色试验
定义
操作
几种金属的焰色
应用
碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应
课堂总结
Na2CO3和NaHCO3
化学性质
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。
鉴别
提纯
工业 制备
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
05
课堂检测
课堂检测
1．下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是（ ）
A．NaHCO3比Na2CO3热稳定性强
B．可以利用加热的方法来鉴别NaHCO3和Na2CO3
C．NaHCO3和Na2CO3固体溶于水均放出热量
D．分别向NaHCO3和Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液，只有Na2CO3 溶液颜色变红
B
课堂检测
【解析】A．碳酸氢钠易受热分解生成碳酸钠，稳定性比碳酸钠弱，A错误；B．碳酸氢钠易受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，可以利用加热的方法来鉴别 碳酸钠和碳酸氢钠 ，B正确；C．NaHCO3 和Na2CO3固体溶于水需要断裂离子键，均吸收热量，C错误；D．碳酸钠 和碳酸氢钠溶液均显碱性，都能使酚酞变红，D错误；故选B。
课堂检测
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。
D
课堂检测
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（ ）
生成气体 剩余固体
A CO2、H2O(g) Na2CO3、Na2O2
B H2O(g)、O2 Na2CO3、NaHCO3
C H2O(g)、O2 Na2CO3、NaOH
D H2O(g)、O2 NaOH、Na2O2
C
课堂检测
【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。
课堂检测
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(　　)
选项 操作 判断
A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3
B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3　
C 分别加入CaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3
D 逐滴加入等浓度的盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3
【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。
C
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