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高一化学 专题二
第二单元 钠、镁及其化合物
2．2 碳酸钠的性质和用途 教案
无锡市大桥实验中学 蔡静华
教学目标：
知识与技能：1、认识碳酸钠和碳酸氢钠的性质；
2、会区分碳酸钠与碳酸氢钠的基本方法；
3、了解碳酸钠和碳酸氢钠在化工生产和生活中的用途。
过程与方法：1、学习和巩固化学实验的基本操作，培养学生的实验操作能力，体现合作学习；
2、掌握实验探究的一般原理和方法，让学生通过实验自主地获取知识,感受到学习的乐趣。
情感态度与价值观：通过本节课的学习，增强学生的民族自豪感，培养爱国主义高尚情操。
教学过程：
引入：通过前面的学习我们已经知道Na是一种非常活泼的金属元素，在自然界中均以化合态存在。在钠的诸多化合物中，有着小有名气的“苏氏三姐妹”。我们首先来认识她们。
PPt ：“苏氏三姐妹”
俗名 学名 化学式
小苏打 碳酸氢钠 NaHCO3
苏打 碳酸钠 Na2CO3
大苏打 硫代硫酸钠 Na2S2O3
板书：一、俗名
讲解：①NaHCO3是细小的白色晶体；
②Na2CO3 工业上称为纯碱，白色粉末。碳酸钠晶体带有一定量的结晶水，常见的是十水合碳酸钠（Na2CO3·10H2O）。Na2CO3·10H2O室温下放置在空气中会失去一部分结晶水，这一过程称为“风化”；
③大苏打是硫代硫酸钠的俗称，又叫海波，是无色透明的晶体。硫代硫酸钠的性质我们将在以后学习。
过渡：别看“苏氏三姐妹”的名字这样相似，它们的脾气（性质）却不一样，对人类的贡献（用途）也不一样。
首先，我们通过四个实验来探究一下Na2CO3的化学性质。
板书：二、Na2CO3的化学性质
实验：教材P50“活动与探究”
实验3：用pH试纸测定碳酸钠溶液的pH
操作：用镊子夹取一片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上。用玻璃棒蘸取Na2CO3溶液滴到pH试纸上，等pH试纸变色后，与标准比色卡对照读出数值。
现象：Na2CO3溶液的pH>7
板书：结论：1、Na2CO3的水溶液呈碱性
提问：你知道为什么Na2CO3俗称“纯碱”吗？
解释：因为碳酸钠的水溶液呈碱性，故称为纯碱，但是要注意，纯碱不是碱。
实验1：
操作：在两支洁净的试管中分别加入约1mL的澄清石灰水和氯化钙溶液，再分别向上述两支试管中滴加Na2CO3溶液，振荡，观察现象。
现象：产生白色沉淀。
解释：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 ↓+2NaOH
Na2CO3+CaCl2=CaCO3 ↓ +2NaCl
不难看出，这两个复分解反应的实质是碳酸根离子和钙离子结合成了难溶的碳酸钙沉淀。
思考：碳酸钠能和氢氧化钡、氯化钡溶液反应吗？若能，现象是什么？请写出反应的方程式，并且指出这两个反应的实质。
板书：结论：2、碳酸钠可以与某些盐、某些碱发生反应
实验2：
操作：按图2—11所示组装仪器。将滴管中的浓盐酸加入瓶中，观察实验现象。
现象：瓶中产生大量气泡，小气球鼓了起来。
解释：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
板书：结论：3、Na2CO3能与盐酸反应，生成二氧化碳。
实验4：
操作：在一只烧杯中加入50mL moL·L-1Na2CO3溶液，用酒精灯加热至沸腾，将一块有油污的铜片浸入Na2CO3溶液中，静置约两分钟。用镊子将铜片从溶液中取出后，用水冲洗干净。比较浸入前后铜片表面的情况。
现象：铜片表面的油污被除去了。
解释：Na2CO3的水溶液呈碱性，碱性物质能和油污发生化学反应，从而把油污除去。
小结：由以上的实验我们可以看出：碳酸钠的水溶液呈碱性，能和盐酸反应，也能和某些盐和碱发生反应。
过渡：NaHCO3的性质与Na2CO3有哪些区别呢？我们如何利用它们性质的不同来区别NaHCO3和Na2CO3呢？
板书：三、鉴别NaHCO3和Na2CO3
阅读：教材P51“活动与探究”
讲解：1、NaHCO3和Na2CO3溶解性不同
PPt： 展示不同温度下， NaHCO3和Na2CO3的溶解度。特别注意，常温（20℃）下，
S（NaHCO3）=9.60g，S(Na2CO3)=20.5g
2、溶液的酸碱性不同，NaHCO3和Na2CO3的水溶液都显碱性，当物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的大。
注意：物质的量浓度相同这一条件非常重要。因为溶液的pH与溶液的浓度密切相关，只有当溶液的物质的量浓度相同时，才能比较两者的pH。
3、Na2CO3和NaHCO3的热稳定性不同
PPt： 展示实验：碳酸钠很稳定，受热不分解；碳酸氢钠不稳定，受热分解生成碳酸钠，水和二氧化碳。
4、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应速率不同
实验：取两支试管，分别加入少量固体Na2CO3和NaHCO3，向两支试管中分别倒入等物质的量浓度的盐酸，比较两者反应速率的大小。
现象；两支试管中均产生大量的气泡。NaHCO3与盐酸的反应速率大于Na2CO3与盐酸的反应速率。
PPt： 为了使同学们观察的更清楚，我们将这个实验用动画表示出来。
小结：从动画中我们很清楚的看到NaHCO3与盐酸的反应速率大于Na2CO3与盐酸的反应速率。
提问：根据以上分析，请同学们根据Na2CO3和NaHCO3性质的不同，设计出多种不同的实验方案来鉴别Na2CO3和NaHCO3。
回答：方案一，方案二……….
小结：根据同学们讨论的结果，将鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法总结如下：
PPt：（1）：利用两者溶解性的不同
讲解： 20℃时，称量约20g Na2CO3和NaHCO3固体，逐渐加入盛有100g水的烧杯中，不断搅拌至不再溶解。有固体剩余的是NaHCO3固体，全部溶解的是Na2CO3固体。
（2）：利用两者水溶液pH的不同
用固体配成等物质的量浓度的溶液 ，测定其水溶液的pH
（3）：利用两者热稳定性的不同
采用如下装置（将装置课前准备好，放在讲台上），分别加热两种固体，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体，没有变化的是Na2CO3固体。
（4）：利用两者与酸反应速率的不同
在小试管中分别加入Na2CO3和NaHCO3固体（盖满试管底部即可）。然后倒入稀盐酸，比较两者反应速率的不同。反应速率较大的是NaHCO3固体，速率较慢的是Na2CO3固体。
（5）：鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液
因为Ca(HCO3)2可溶，所以NaHCO3不会和CaCl2反应生成沉淀。故可以用CaCl2溶液来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
方法：分别取样于两支试管中，加入CaCl2溶液，产生白色沉淀的是Na2CO3，没有明显变化的是NaHCO3溶液。
提问： 能否用Ca(OH)2来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液呢？这一问题请同学们课后去探究。
小结：利用碳酸钠和碳酸氢钠性质的不同，可以用很多不同的方法来鉴别这两种物质。这些方法各有优缺点，你能从中选择一个较为合理的方法吗？
讲解：选择实验方案需要考虑的问题：①方法简单，操作简便；②现象明显；③有的时候还要考虑对环境的影响等等其他因素。
在我们今天讨论的这些方案中：
方法一：过程复杂，操作烦琐，不合适；
方法二：无法配制物质的量浓度相同的两种溶液，不合适；
方法三：操作简单，现象明显，较好；
方法四：反应其实都很剧烈，反应速率大小不易比较，现象不明显，不合适；
方法五：适用于鉴别两种物质的溶液。
板书：四、碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化
PPt：
NaHCO3 +NaOH=Na2CO3+H2O
板书：五、碳酸钠和碳酸氢钠的用途
讲解：碳酸钠是重要的化工原料，被誉为“无机化工之母”，是基本化工原料，广泛适用于化工、玻璃、纺织、石油、冶金、建材、医药、造纸、电子、食品等众多行业。全世界纯碱产量的一半被用于制造玻璃，其余的在制肥皂、造纸、软化硬水、石油精炼、纺织和多种化学制造业中被广泛使用。碳酸钠易溶于水，它的水溶液有碱性，在日常生活中可以用来去掉发面团中的酸味，还可以用它的水溶液来洗涤油污的碗碟、衣物等。
碳酸氢钠是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一。在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。
板书：六、碳酸钠的制取
PPt：（1）简单介绍侯德榜先生
讲解：侯德榜，杰出科学家。他为祖国的华工事业奋斗终生。并以独创的联合制碱工艺闻名世界。1926年，他研制的“红三角”牌中国纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得了金质奖章，并被誉为“中国工业进步的象征”。
（2）侯氏制碱法
阅读：教材P52 拓展视野
侯氏制碱法的工艺原理：
①将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出。 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
②过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠
③在过滤后的母液中加入氯化钠粉末、通入氨气，搅拌，经降温后副产品氯化铵结晶析出，用做肥料。
总结：本节课通过实验探究了碳酸钠的化学性质，并利用碳酸钠、碳酸氢钠性质的不同探究了鉴别碳酸钠、碳酸氢钠的方法。还了解了侯氏制碱法的工艺原理。重点是碳酸钠的化学性质及两种物质的鉴别方法，希望同学们课后再认真消化一下。
作业：讲义一张
板书设计：
2．2碳酸钠的性质与应用
一、碳酸钠、碳酸氢钠的俗名
二、碳酸钠的化学性质：
1、碳酸钠的水溶液显碱性
2、与某些盐、某些碱反应
3、与酸反应
三、鉴别NaHCO3和Na2CO3
固体：加热法
溶液：加CaCl2溶液
四、碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化
五、碳酸钠和碳酸氢钠的用途
六、碳酸钠的制取
① (固体)加热
②(溶液)加入NaOH
+CO2+H2O
NaHCO3
Na2CO3
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