资源简介

(共28张PPT)
2.1.3 碳酸钠和碳酸氢钠
焰色试验
一、宏观辨识与微观探析
通过观察碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质，以及它们与酸反应、热分解等宏观实验现象，引导学生从微观角度分析物质结构差异对性质的影响，建立 “结构决定性质，性质反映结构” 的化学思维。
二、证据推理与模型认知
引导学生通过实验现象、数据分析等证据，推理碳酸钠和碳酸氢钠的性质及相互转化关系，培养学生依据证据进行逻辑推理的能力 。
三、科学态度与社会责任
在焰色试验学习中，让学生了解焰色试验在物质鉴别、烟花制作等方面的应用，认识化学知识与生活、社会的紧密联系。培养学生严谨求实的科学态度，增强学生合理利用化学知识造福人类的社会责任感。
核心素养目标
重点：
1. 掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质及性质差异及二者的鉴别方法
和相互转化关系
2. 焰色试验的操作方法及常见金属元素的焰色，理解焰色试验
在物质鉴别中的应用原理
难点：
1. 从微观角度解释碳酸钠和碳酸氢钠性质差异的本质原因
2. 引导学生设计合理的实验方案探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质差异
3. 准确规范地进行焰色试验操作
学习重难点
新课导入
面团在发酵的过程中不断膨胀，最终变成了松软可口的面包。那你们有没有想过，为什么面团能够膨胀起来呢？在面包制作过程中，我们常常会用到一种物质 —— 发酵粉。发酵粉的主要成分之一就是碳酸氢钠，也就是我们俗称的小苏打。那为什么碳酸氢钠能让面包变得蓬松呢？
01 碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
Na2CO3
NaHCO3
纺织
制皂
造纸
制玻璃
制药
焙制糕点
实验探究——碳酸钠和碳酸氢钠的比较
[实验2-4]两支试管中分别加入少量 Na2CO3和 NaHCO3
（各约 1 g），完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入下表。
实验探究——碳酸钠和碳酸氢钠的比较
盐 Na2CO3 NaHCO3
（1）观察碳酸钠、碳酸氢钠的外观并进行描述
（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
白色粉末
白色细小晶体
结块成晶体Na2CO3·xH2O，温度计示数升高，溶解放热
少部分溶解，温度计示数略有下降
完全溶解
固体量有所减少，但仍有部分固体未溶解
实验探究——碳酸钠和碳酸氢钠的比较
盐 Na2CO3 NaHCO3
（4）分别向（3）所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何现象
初步结论
溶液呈红色（较深）
溶液呈浅红色
加水先变成含结晶水的晶体溶于水放热，溶解性比NaHCO3的强，溶液碱性比NaHCO3的强
加水少量溶解，溶于水吸热，溶解性比Na2CO3的弱，溶液碱性比Na2CO3的弱
实验探究——碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
[实验2-5]分别加热Na2CO3和NaHCO3，观察现象，比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
实验探究——碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
实验操作 实验现象 实验结论
刚加热时，澄清石灰水中有气泡，之后无气泡，澄清石灰水不变浑浊
Na2CO3很稳定，受热不易发生分解
石灰水中有气泡，澄清石灰水变浑浊，试管口有小液滴出现
NaHCO3不稳定，受热容易分解
2NaHCO3 Na2CO3
+ H2O + CO2↑
△
拓展试验——碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应
在2支试管中，分别加入等浓度等体积的稀盐酸，再加入相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠粉末，观察现象。
实验现象 实验结论
碳酸钠+稀盐酸：
过一小段时间才产生气泡，速率较慢
Na2CO3+HCl(少)=NaCl
+NaHCO3
碳酸氢钠+稀盐酸：
立即产生气泡，速率较快
NaHCO3+HCl=NaCl
+H2O+CO2 ↑
拓展试验——碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应
Na2CO3+2HCl(过)=2NaCl
+H2O+CO2 ↑
思考讨论
如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠呢？
加入CaCl2(BaCl2)溶液，有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3
2
加热，有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3(热稳定性)
1
加入过量稀盐酸，生成气体剧烈的是NaHCO3相对不剧烈的是Na2CO3
3
逐滴滴加盐酸。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
4
侯德榜和侯氏制碱法
侯德榜为我国化工事业的发展作出了卓越贡献，是我国近代化学工业的奠基人之一。1890年，侯德榜出生于福建省闽侯县。1921年在美国获博士学位。怀着振兴祖国民族工业的决心，1921年侯德榜接受爱国实业家范旭东的邀请，毅然回国到永利碱业公司负责技术开发工作。在侯德榜的努力下，永
利碱厂生产出了“红三角”牌纯碱，并在1926年美国费城万国博览会上荣获金奖，永利碱厂也成为当时亚洲第一大碱厂。
北京化工大学校园内的侯德榜雕像
侯德榜和侯氏制碱法
抗日战争爆发后，侯德榜率西迁的员工建设永利川西化工厂。川西地区盐卤浓度较低，为了降低制碱成本，侯德榜开始对原有的制碱方法——氨碱法（以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠，又称索尔维法）进行改进。经过数百次的试验，侯德榜终于确定了新的工艺流程，将氨碱法制取碳酸钠和合成氨联合起来，这就是联合制碱法，也称侯氏制碱法。侯氏制碱法提高了食盐的转化率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，将制碱技术发展到一个新的水平，赢得了国际化工界的高度评价。侯德榜热爱祖国、自强不息和艰苦创业的精神，始终是后人学习的典范！
侯德榜和侯氏制碱法
粗盐水
（含MgCl2、CaCl2）
沉 淀
过量Ca(OH)2
过量Na2CO3
操作a
流程Ⅰ
氨化
碳酸化
过滤
NH3
CO2
流程Ⅱ
Mg(OH)2、CaCO3
煅烧碳酸氢钠
CO2和H2O
纯碱
原理：
（1）NH3+H2O+CO2 +NaCl=NaHCO3↓ +NH4Cl
（2）2NaHCO3 === Na2CO3+H2O+CO2↑
△
02 焰色试验
实验探究
[实验2-6]
（1）把熔嵌在玻璃棒上的铂丝（或用光洁无锈的铁丝）放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰上灼烧，至与原来的火焰颜色相同时为止；
（2）用铂丝（或铁丝）蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰的颜色；
（3）将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同；
（4）再蘸取碳酸钾溶液做同样的实验，此时要透过蓝色钴玻璃①观察火焰的颜色。
实验探究
焰色试验
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。（物理变化）
紫红色
黄色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
思考讨论
1. 每次试验完后，为什么都要用盐酸洗净铂，并灼烧至无色？
金属氯化物灼烧时易气化而挥发，灼烧至无色后能除去能起焰色反应的少量杂质。
2. 进行钾及钾的化合物发生焰色反应实验时，为什么要透过蓝色钴玻璃去观察？
钾及钾的化合物中可能混有钠元素，而钠的黄色火焰能掩盖钾的浅紫色火焰，而蓝色钴玻璃能滤去黄色的光，这样可以避免钾与钾的化合物中混有钠元素所造成的干扰。
焰色的应用——烟花
随堂练习
1. 有关NaHCO3和Na2CO3的性质，下列叙述错误的是(　　)
A. 等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的盐酸反应，在相同条件下
Na2CO3产生的CO2体积小
B. 等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度的盐酸完全反应生成CO2，
所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C. 等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应生成CO2，前者消耗的
盐酸较多
D. 等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
C
随堂练习
2. 下列关于Na2CO3和NaHCO3的性质用途叙述错误的是( )
A. NaHCO3和Na2CO3的水溶液都呈碱性，可用作工业用碱或食用碱
B. 常温时Na2CO3和NaHCO3溶于水都放热
C. 加热时NaHCO3能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，说明NaHCO3
不稳定
D. 碳酸钠粉末和适量的水反应生成碳酸钠晶体属于化学变化
B
随堂练习
3. 焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝，这种试剂是( )
A. Na2CO3溶液 B. K2CO3溶液
C. 稀盐酸 D. 硫酸
C
随堂练习
4. 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( )
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
B
随堂练习
5. 碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多；还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理，以及纤维、橡胶工业等。下列说法正确的是(　　)
A. 用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B. 碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效
C. 灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋
D. 在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
A

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