1、第二章 海水中的重要元素-鈉和氯第一節(jié) 鈉及其化合物第2課時 碳酸鈉和碳酸氫鈉(1)了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，正確書寫有關(guān)的化學(xué)方程式。(2)以碳酸鈉和碳酸氫鈉知識的學(xué)習(xí)為線索，初步形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化可通過條件控制實現(xiàn)的化學(xué)觀念。(3)在研究碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的過程中，能依據(jù)研究目的設(shè)計探究方案，形成證據(jù)推理意識，培養(yǎng)求實、創(chuàng)新的良好品質(zhì)。(4)通過學(xué)習(xí)碳酸鈉和碳酸氫鈉、焰色試驗在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，感受化學(xué)的魅力，發(fā)展社會參與意識。(5)了解與純堿有關(guān)的化學(xué)史，感受化學(xué)工業(yè)發(fā)展中技術(shù)進步的重要性，體會建設(shè)生態(tài)文明的意義。【內(nèi)容分析】學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過碳酸鈉和碳酸氫鈉的部分知識，可以此展開

2、，繼續(xù)深入學(xué)習(xí)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，并完成鈉及化合物知識體系構(gòu)建。在研究時，主要圍繞著碳酸鈉和碳酸氫鈉的已知用途展開，然后通過實驗對兩者的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)進行逐步的探究，最終再回到用途。整個過程緊緊圍繞著“性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)”這一主線。本節(jié)共安排了5個實驗、1個視頻實驗，將碳酸鈉和碳酸氫鈉的學(xué)習(xí)融合在其中，給學(xué)生以大量的感性認識，引導(dǎo)學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的分析，找出規(guī)律性的知識，并依據(jù)這些規(guī)律性知識，進一步對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)作出推斷和預(yù)測。在整個學(xué)習(xí)過程中，觀察法、對比法、類比法、歸納法等各種科學(xué)方法交織運用。這種設(shè)計的目的是讓學(xué)生親歷類比預(yù)測-實驗-解釋-得出結(jié)論的過程。通過

3、該過程，讓學(xué)生進一步構(gòu)建金屬及其化合物的研究模型，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)鐵及其化合物等奠定了基礎(chǔ)?！窘虒W(xué)重點和難點】重點：碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)比較；鈉及其化合物的研究思路和方法的建構(gòu)。難點：碳酸鈉和碳酸氫鈉的相互轉(zhuǎn)化與鑒別方法?！窘虒W(xué)流程】【學(xué)習(xí)任務(wù)一】溫故知新，發(fā)現(xiàn)問題在初中我們就已經(jīng)知道了碳酸鈉，俗稱純堿、蘇打，碳酸氫鈉俗稱小蘇打。此外，我們也知道了他們的一些用途。你還記得都有哪些用途嗎？【思考】性質(zhì)決定用途，你知道碳酸鈉和碳酸氫鈉有哪些性質(zhì)嗎？上述用途分別利用了碳酸鈉和碳酸氫鈉的哪些性質(zhì)呢？ 碳酸氫鈉可以和鹽酸反應(yīng)，所以碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多?！舅伎肌刻妓徕c也可以和鹽酸反應(yīng)，為何不用碳酸鈉

4、來治療胃酸過多？ 【設(shè)計意圖】初高中銜接，以真實、有意義的問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)二】實驗探究，分析解決問題【實驗2-4】在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1 g)，完成下列實驗，并將實驗現(xiàn)象和相應(yīng)的結(jié)論填.入下表。 【問題解決】碳酸鈉也可以和鹽酸反應(yīng)，為何不用碳酸鈉來治療胃酸過多？Na2CO3堿性較強，不適宜做胃藥。【思考】寫出碳酸鈉、碳酸氫鈉和鹽酸的反應(yīng)，請根據(jù)反應(yīng)思考能不能用該反應(yīng)鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉？ 【知識拓展】僅看產(chǎn)物，我們會發(fā)現(xiàn)兩者都生成了二氧化碳，所以實驗現(xiàn)象似乎完全一樣。但如果我們加入的是同質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，則后者產(chǎn)生的二

5、氧化碳更多。利用該反應(yīng)，結(jié)合以下實驗（視頻），則可區(qū)分兩者。現(xiàn)象對比與微觀解析通過該實驗，我們還發(fā)現(xiàn)碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)更快，用它做胃藥，見效也更快。 【設(shè)計意圖】通過實驗探究，解決實際生活問題。樹立性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)的化學(xué)觀念?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)三】對比學(xué)習(xí)，分析解決問題【思考】初中的時候，我們已經(jīng)知道碳酸鈉可以和澄清石灰水反應(yīng)，寫出該反應(yīng)方程式。類比碳酸鈉，你認為碳酸氫鈉能與澄清石灰水反應(yīng)嗎？該如何驗證？ 【補充實驗】向盛有少量碳酸氫鈉溶液的試管里滴入澄清石灰水，觀察現(xiàn)象，并用方程式進行解析?，F(xiàn)象：有白色沉淀生成?！局R拓展】上述反應(yīng)能不能用于鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉？是否有其他試劑可以用于 鑒

6、別碳酸鈉和碳酸氫鈉？不能 ?？梢杂寐然}或氯化鋇代替氫氧化鈣來鑒別。碳酸鈉和氯化鋇生成白色沉淀；碳酸氫鈉與氯化鋇不反應(yīng)?！舅伎肌刻妓徕}受熱會分解，碳酸鈉和碳酸氫鈉呢？【實驗2-5】如圖2-7所示，分別加熱Na2CO3和NaHCO3，觀察現(xiàn)象，比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性。 現(xiàn)象:加熱碳酸鈉,澄清石灰水不變渾濁;加熱碳酸氫鈉，試管口有小液滴出現(xiàn)，澄清石灰水變渾濁。 【設(shè)計意圖】讓學(xué)生通過類比學(xué)習(xí)的方法，親歷預(yù)測-實驗-解釋-得出結(jié)論的過程。通過該過程，讓學(xué)生進一步構(gòu)建金屬及其化合物的研究模型，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)鐵及其化合物等奠定基礎(chǔ)?！驹u價任務(wù)一】閱讀下圖2-1，在170180 0C，約

7、經(jīng)過_ min,碳酸氫鈉即全部分解為碳酸鈉?！敬鸢浮?5【設(shè)計意圖】通過具體數(shù)據(jù)表明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程，加深學(xué)生的印象。且通過圖像的閱讀，培養(yǎng)學(xué)生接受、吸收和整合化學(xué)知識的能力，落實證據(jù)推理與模型構(gòu)建素養(yǎng)?！驹u價任務(wù)二】 下圖裝置為本實驗的改進裝置“套管實驗”，碳酸鈉和碳酸氫鈉可以對調(diào)嗎？ 【答案】不可以。【設(shè)計意圖】通過實驗改進，落實學(xué)生科學(xué)探究和實驗創(chuàng)新素養(yǎng)?！驹u價任務(wù)三】1.碳酸氫鈉干粉滅火劑不能用來滅鈉起火。為什么？碳酸氫鈉干粉滅火劑是利用受熱分解得到的二氧化碳滅火，而鈉或鈉的燃燒產(chǎn)物過氧化鈉都可以和二氧化碳反應(yīng)。所以碳酸氫鈉干粉滅火劑不能用來滅鈉起火。2.碳酸氫鈉是焙制糕點所用的發(fā)酵粉的

8、主要成分之一，我們發(fā)現(xiàn)，加入發(fā)酵粉的面團加熱焙烤后體積比原來大了好多。你知道原因是什么嗎？請用化學(xué)方程式解析?！驹O(shè)計意圖】通過物質(zhì)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生感受化學(xué)的魅力，發(fā)展社會參與意識。落實科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)。【知識拓展】實驗過程中，若通入二氧化碳時間較長，發(fā)現(xiàn)澄清的石灰水先變渾濁然后又變清，你知道為什么嗎？ 【類比】若將澄清石灰水換成飽和碳酸鈉，會有什么現(xiàn)象呢？ 現(xiàn)象：溶液變渾濁或有晶體析出Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3生成的碳酸氫鈉溶解度比碳酸鈉小，所以會析出碳酸氫鈉晶體 【化學(xué)觀念構(gòu)建】通過鈉的學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)條件不同，產(chǎn)物就會不同，如鈉和氧氣反應(yīng)；通過

9、碳酸鈉和碳酸氫鈉的對比學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)物用量配比不同，產(chǎn)物也會不同，如二氧化碳與澄清石灰水的反應(yīng)，碳酸氫鈉和澄清石灰水的反應(yīng)。由此可見 ，我們可根據(jù)生產(chǎn)生活的需要，對反應(yīng)條件進行控制。【設(shè)計意圖】授之于魚不如授之于漁，科學(xué)的化學(xué)觀是化學(xué)學(xué)習(xí)過程中必不可少的?！驹u價任務(wù)四】根據(jù)上述小結(jié)，請用在下列圖示的箭頭上下方填上合適的試劑，以實現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)化。并寫出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式?！驹u價任務(wù)五】1.如何除去以下情境中的雜質(zhì)？(1)如何除去Na2CO3粉末中少量的NaHCO3？【答案】加熱(2)如何除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3？【答案】加適量的NaOH(3)如何除去NaHCO3 溶液中少量的

10、Na2CO3 ？【答案】通入足量CO2(4) CO2中含有HCl氣體？【答案】將混合氣通過飽和NaHCO3溶液洗氣 2.請設(shè)計實驗區(qū)別Na2CO3和NaHCO3 3. 若某溶液中既有Na2CO3又有NaHCO3，如何檢驗？【評價任務(wù)六】【答案】A【設(shè)計意圖】歸納總結(jié)，讓學(xué)生體會不同情境下知識的應(yīng)用，實現(xiàn)對難點的突破?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)四】模型構(gòu)建，形成知識體系從元素合價和物質(zhì)類別兩個角度研究物質(zhì)的性質(zhì)，是一種行之有效的方法。元素的價-類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具。請把鈉及其常見化合物填入下圖。畫出它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并寫出相關(guān)的化學(xué)方程式或離子方程式。（課后完成）【思考】我

11、們發(fā)現(xiàn)目前介紹到的鈉及其化合物的用途大多與其化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。哪些用途與它們的物理性質(zhì)有關(guān)呢？ 【設(shè)計意圖】元素化合物的知識比較零散，通過價類二維圖進行歸納總結(jié)能有效提高學(xué)習(xí)效率，在學(xué)習(xí)初期就應(yīng)該逐步滲透該學(xué)習(xí)方法?！緦嶒?-6】把焊在玻璃棒上的鉑絲(或用光潔無銹的鐵絲)放在酒精燈(最好用煤氣燈)外焰上灼燒，至與原來的火焰顏色相同時為止。用鉑絲(或鐵絲)蘸取碳酸鈉溶液，在外焰上灼燒，觀察火焰的顏色。將鉑絲(或鐵絲)用鹽酸洗凈后，在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同時，再蘸取碳酸鉀溶液做同樣的實驗,此時要透過藍色鈷玻璃觀察火焰的顏色。Na（黃色） K（紫色、透過藍色鈷玻璃）【新概念】焰色試驗：根據(jù)火焰

12、呈現(xiàn)的特征顏色，可以判斷試樣所含的金屬元素，化學(xué)上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。【知識拓展】(1)因酒精燈火焰略帶黃色（因為玻璃中含鈉元素），因此本實驗中火源最好用酒精噴燈或煤氣燈，它們的火焰無色（不是所有的金屬都能發(fā)生焰色反應(yīng)如Fe、Pt，所以本實驗采用鉑絲，也可采用鐵絲，用酒精噴燈理由也是如此）。(2)做鉀元素的焰色試驗時，要透過藍色鈷玻璃片進行觀察。因為藍色鈷玻璃能吸收黃光，排除鈉及其化合物的焰色干擾。(3)焰色試驗屬于物理變化。焰色試驗的應(yīng)用：(1) 焰火（煙花）節(jié)日燃放的五彩繽紛的煙花，就是鋰、鈉、鉀、鍶、鋇等金屬化合物所呈現(xiàn)的各種艷麗色彩。(2) 檢驗金屬元素由于鈉鹽、鉀鹽易溶

13、于水，在溶液中又無色，無法通過其他反應(yīng)進行檢驗Na+和K+ ，所以常常利用焰色試驗來檢驗?！驹u價任務(wù)七】 焰色反應(yīng)每次實驗都要用試劑洗凈鉑絲，這種試劑是（ ） ANa2CO3溶液 BK2CO3溶液 C稀鹽酸 D硫酸【答案】C【設(shè)計意圖】通過實驗引入焰色試驗，學(xué)習(xí)更直觀，學(xué)生感受更深刻。【研究與實踐】了解純堿的生產(chǎn)歷史 【研究目的】純堿是一種重要的化工原料，具有廣泛的用途。通過查閱資料，了解純堿的生產(chǎn)歷史，感受化學(xué)工業(yè)發(fā)展過程中技術(shù)進步的重要性，以及建設(shè)生態(tài)文明的意義。【研究任務(wù)】(1)查閱資料，了解路布蘭制堿法、索爾維制堿法、侯氏制堿法的原理。(2)根據(jù)所查閱的資料，分析后一種制堿法與前一種制

14、堿法相比所具有的優(yōu)勢。(3)從生態(tài)文明建設(shè)的角度，思考侯氏制堿法的意義。【結(jié)果與討論】(1)從科學(xué)家對純堿生產(chǎn)的研究中，你得到什么啟示?(2)以純堿的生產(chǎn)為線索，完成研究報告，并與同學(xué)討論。【設(shè)計意圖】了解與純堿有關(guān)的化學(xué)史，感受化學(xué)工業(yè)發(fā)展中技術(shù)進步的重要性，體會建設(shè)生態(tài)文明的意義。一、實驗實驗2-4 此實驗的目的是從外觀、在水中的溶解性、水溶液的酸堿性等幾個方面比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)。 實驗2-5 在這個實驗中，分別加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉，目的是讓學(xué)生了解碳酸鈉比較穩(wěn)定，在這樣的實驗條件下不會分解，而碳酸氫鈉則容易分解。實驗現(xiàn)象:加熱碳酸鈉,澄清石灰水不變渾濁;加熱碳酸氫鈉，試管口有小液

15、滴出現(xiàn)，澄清石灰水變渾濁。實驗材料補充：碳酸鈉的熔點是851 0C,當(dāng)超過熔點時碳酸鈉才稍稍分解。而碳酸氫鈉超過100 0C即開始分解，溫度升高,分解加快。從圖2-1可知, 在170180 0C,約經(jīng)過35 min,碳酸氫鈉即全部分解為碳酸鈉。實驗2-6(1)因酒精燈火焰略帶黃色，因此本實驗中火源最好用酒精噴燈或煤氣燈，它們的火焰無色。(2) 做焰色試驗前，鉑絲(或純凈的鐵絲)應(yīng)灼燒到無色。也可以先用鹽酸清洗，再灼燒至無色。實驗時，溶液的濃度大一些效 果會較好，或者用鉑絲蘸一些蒸餾 水后再蘸一些鹽的粉末，然后進行灼燒，這樣效果更明顯。實驗完畢，要把鉑絲放在鹽酸里浸泡23 min,再用蒸餾水洗凈

16、，使它清潔無垢，便于保存。;(3)做鉀元素的焰色試驗時，要透過藍色鉆玻璃片進行觀察。藍色鈷玻璃能吸收黃光，排除鈉的化合物的焰色干擾。實驗改進：配制金屬鹽溶液，裝入噴霧器向火焰處噴射。二、科學(xué)史話侯德榜為我國化工事業(yè)的發(fā)展作出了卓越貢獻，是我國近代化學(xué)工業(yè)的奠基人之一。.1890年，侯德榜出生于福建省閩侯縣。1921年在美國獲博士學(xué)位。懷著振興祖國民族工業(yè)的決心，1921 年侯德榜接受愛國實業(yè)家范旭東的邀請，毅然回國到永利堿業(yè)公司負責(zé)技術(shù)開發(fā)工作。在侯德榜的努力下，永利堿廠生產(chǎn)出了“紅三角”牌純堿，并在1926年美國費城萬國博覽會上榮獲金獎，永利堿廠也成為當(dāng)時亞洲第一大堿廠?？谷諔?zhàn)爭爆發(fā)后，侯德

17、榜率西遷的員工建設(shè)永利川西化工廠。川西地區(qū)鹽鹵濃度較低，為了降低制堿成本，侯德榜開始對原有的制堿方法-氨堿法(以食鹽、氨、二氧化碳為原料制取碳酸鈉，又稱索爾維法)進行改進。經(jīng)過數(shù)百次的試驗，侯德榜終于確定了新的工藝流程，將氨堿法制取碳酸鈉和合成氨聯(lián)合起來，這就是聯(lián)合制堿法，也稱侯氏制堿法。侯氏制堿法提高了食鹽的轉(zhuǎn)化率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對環(huán)境的污染,將制堿技術(shù)發(fā)展到一個新的水平，贏得了國際化工界的高度評價。侯德榜熱愛祖國、自強不息和艱苦創(chuàng)業(yè)的精神，始終是后人學(xué)習(xí)的典范!三、科學(xué)與實踐了解純堿的生產(chǎn)歷史 【研究目的】純堿是一種重要的化工原料，具有廣泛的用途。通過查閱資料，了解純堿的生產(chǎn)歷史，

18、感受化學(xué)工業(yè)發(fā)展過程中技術(shù)進步的重要性，以及建設(shè)生態(tài)文明的意義?！狙芯咳蝿?wù)】(1)查閱資料，了解路布蘭制堿法、索爾維制堿法、侯氏制堿法的原理。(2)根據(jù)所查閱的資料，分析后一種制堿法與前一種制堿法相比所具有的優(yōu)勢。(3)從生態(tài)文明建設(shè)的角度，思考侯氏制堿法的意義?！窘Y(jié)果與討論】(1)從科學(xué)家對純堿生產(chǎn)的研究中，你得到什么啟示?(2)以純堿的生產(chǎn)為線索，完成研究報告，并與同學(xué)討論。四、課后練習(xí)（教材P40）1.除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3的方法是_所涉及的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。4.下列物質(zhì)放置在空氣中，因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而變質(zhì)的是( )。A. Na B. NaOH C. NaCl D. Na2CO35.下列實驗方案中，不能測定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的是( )。A.取ag混合物充分加熱，質(zhì)量減少bgB.取ag混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得到b g固體C.取ag混合物與足量NaOH溶液充分反應(yīng)，得到b g溶液D.取ag混合物與足量稀硫酸充分反