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焰色試驗學習任務目標1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，理解碳酸鈉、碳酸氫鈉的主要性質，并能知道碳酸鈉、碳酸氫鈉在生產、生活中的應用。2.能正確理解焰色試驗的操作過程。一、碳酸鈉和碳酸氫鈉1.物理性質名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學式Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打顏色、狀態(tài)白色粉末細小的白色晶體溶解性水中易溶水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小2.化學性質(1)碳酸鈉、碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性①裝置②現(xiàn)象：加熱碳酸氫鈉時澄清石灰水變渾濁，加熱碳酸鈉時澄清石灰水不變渾濁。③結論：碳酸鈉很穩(wěn)定，受熱不易發(fā)生分解；碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱容易分解，反應的化學方程式：2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑＋H④用途：可利用加熱的方法來鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉。(2)與鹽酸反應①碳酸鈉少量鹽酸：Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl過量鹽酸：Na2CO3＋2HCl2NaCl＋H2O＋CO2↑②碳酸氫鈉：NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑3.用途(1)Na2CO3的用途有紡織、制皂、造紙、制玻璃等。(2)NaHCO3的用途有制藥、焙制糕點等。二、焰色試驗1.定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特征顏色。2.操作3.幾種金屬元素的焰色金屬元素鈉鉀焰色黃色紫色(觀察時要透過藍色鈷玻璃)碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別、相互轉化與除雜[探究活動]食堿亦即食用堿，是指有別于工業(yè)用堿的純堿(碳酸鈉)和小蘇打(碳酸氫鈉)，小蘇打是由純堿的溶液或結晶吸收二氧化碳之后制成的。食堿并不是一種常用調味品，它只是一種食品疏松劑和肉類嫩化劑，能使干貨原料迅速漲發(fā)，軟化纖維，去除發(fā)面團的酸味，適當使用可為食品帶來極佳的色、香、味、形，以增進人們的食欲。活動1分別向Na2CO3、NaHCO3的稀溶液中滴加完全相同的CaCl2溶液，產生的實驗現(xiàn)象相同嗎？原因是什么？提示：不相同。Na2CO3溶液中有白色沉淀生成，發(fā)生的反應為Na2CO3＋CaCl2CaCO3↓＋2NaCl，NaHCO3活動2僅用試管和膠頭滴管，你能鑒別Na2CO3溶液和稀鹽酸嗎？若能，簡述原理。提示：能。利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同，可區(qū)別Na2CO3溶液和稀鹽酸。向Na2CO3溶液中滴加稀鹽酸時，剛開始無氣泡產生，當加入鹽酸較多時產生氣泡，而向稀鹽酸中滴入Na2CO3溶液時，立即產生氣泡?；顒?分別向Na2CO3與NaHCO3溶液中加入稀鹽酸，反應劇烈程度相同嗎？提示：不相同。NaHCO3溶液與稀鹽酸反應更劇烈?；顒?你知道“加入發(fā)酵粉的面團加熱焙烤后體積比原來大”的原因是什么嗎？提示：加熱時碳酸氫鈉發(fā)生的反應為2NaHCO3△Na2CO3＋H2O＋CO2↑，[評價活動]1.碳酸鈉與碳酸氫鈉在外觀上相似，均可作家用洗滌劑，如清洗廚房用具的油污等。為區(qū)別二者，下列實驗方案不合理的是()選項選用試劑或方法判斷依據(jù)A取少量固體放入兩支試管中，各加幾滴水觀察溫度變化B取少量等質量的兩種固體放入兩支試管中，加熱稱量加熱前后兩支試管中固體的質量C配成溶液，向其中滴加少量鹽酸觀察是否產生氣泡D配成溶液，向其中滴加澄清石灰水觀察是否生成沉淀D解析：碳酸鈉固體溶于水是放熱的，碳酸氫鈉固體溶于水是吸熱的，可以通過觀察二者溶于水后溫度變化來區(qū)別，故A正確；碳酸氫鈉受熱易分解，加熱后質量減輕，碳酸鈉受熱不易分解，加熱后質量無變化，可以通過稱量加熱前后兩支試管中固體的質量區(qū)別二者，故B正確；碳酸鈉與碳酸氫鈉配成溶液，向其中滴加少量鹽酸，碳酸氫鈉溶液立即有氣泡產生，碳酸鈉溶液剛開始沒有氣泡產生，則可以通過觀察是否產生氣泡區(qū)別二者，故C正確；碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水反應都生成碳酸鈣沉淀，不能通過觀察是否生成沉淀區(qū)別二者，故D錯誤。2.為除去括號內的雜質，所選用的試劑或方法不正確的是()A.Na2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液B.NaHCO3溶液(Na2CO3)，應通入過量的CO2氣體C.Na2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱D.Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量的Ba(OH)2溶液，過濾D解析：Na2CO3和Na2SO4均能與Ba(OH)2反應，不能達到除雜的目的。3.某小組同學探究Na2CO3和NaHCO3的性質及相互轉化，實驗如下所示(夾持裝置已略去，氣密性已檢驗)。以下說法錯誤的是()實驗Ⅰ實驗ⅡA.實驗Ⅰ，A中澄清石灰水無明顯變化，B中澄清石灰水變渾濁B.實驗Ⅱ，試劑a為飽和NaHCO3溶液C.實驗Ⅱ，一段時間后，可觀察到燒杯中有細小晶體析出D.等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量鹽酸反應，Na2CO3生成的CO2更多D解析：實驗Ⅰ，A中Na2CO3受熱不分解，則A中澄清石灰水無明顯變化，B中NaHCO3受熱分解生成CO2、Na2CO3和水，因此B中澄清石灰水變渾濁，故A正確；實驗Ⅱ，由于鹽酸易揮發(fā)，試劑a主要用來除掉CO2中的HCl，因此試劑a為飽和NaHCO3溶液，故B正確；實驗Ⅱ中，燒杯中CO2和Na2CO3、水反應生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的溶解度大，因此一段時間之后可觀察到燒杯中有細小晶體析出，故C正確；等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量鹽酸反應，NaHCO3生成的CO2更多，故D錯誤。1.碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別2.碳酸鈉與碳酸氫鈉的除雜混合物(括號內為雜質)除雜方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體Na2CO3溶液(NaHCO3)加入適量NaOH溶液3.測定純堿純度的兩種常見方法氣體法發(fā)生反應Na2CO3＋H2SO4Na2SO4＋H2O＋CO2↑，依據(jù)CO2的質量確定Na2CO3的質量，進而確定純堿中Na2CO3的純度。但要注意CO2沉淀法發(fā)生反應Na2CO3＋BaCl2BaCO3↓＋2NaCl，依據(jù)BaCO3沉淀的質量確定Na2CO3的質量，進而確定純堿中Na2CO3焰色試驗[探究活動]2024年1月1日，各地的跨年煙花秀綻燃新年祝福，璀璨的煙花于夜空綻放?；顒?五彩繽紛的煙花產生的原因是什么？提示：煙花燃放時發(fā)生化學反應放熱，不同的金屬元素在加熱條件下，產生不同顏色的火焰。活動2除金屬的化合物外，該金屬單質能不能也有同樣的焰色？提示：能。因為焰色試驗體現(xiàn)的是金屬元素的性質，無論是化合物還是單質，只要含有某種金屬元素，這種物質就能有這種金屬元素的焰色?；顒?是不是所有的金屬都有焰色？提示：不是。并非所有金屬都有焰色(Pt、Fe、Al、Ni等就沒有)?；顒?焰色試驗發(fā)生的是化學變化嗎？為什么？提示：不是。因為該過程沒有新物質生成，所以該過程發(fā)生的是物理變化。[評價活動]1.小明同學用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液在酒精燈外焰上灼燒，火焰呈黃色，通過該實驗現(xiàn)象，下列四位同學對該溶液中存在的金屬離子判斷正確的是()ABCDD解析：鈉元素的焰色為黃色，鉀元素的焰色為紫色，觀察鉀元素的焰色時必須透過藍色鈷玻璃。根據(jù)題中現(xiàn)象只能確定有Na＋，而不能確定K＋的存在。2.研究表明，焰火顏色的產生與煙花中含有鈉、鉀、鈣、鋇、銅、鍶等金屬元素有關。下列有關說法不正確的是()A.五彩繽紛的焰火的形成是因為上述金屬元素產生了不同的焰色B.每次做焰色試驗前都要用鹽酸洗凈鉑絲并在火焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同C.KCl與KNO3灼燒時火焰的顏色不相同D.觀察鉀及其化合物的焰色需要透過藍色鈷玻璃C解析：五彩繽紛的焰火是某些金屬元素灼燒時產生的焰色，A項正確；做焰色試驗前都要用鹽酸洗凈鉑絲并在火焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同，B項正確；KCl和KNO3都含有鉀元素，灼燒時透過藍色鈷玻璃都能觀察到紫色火焰，C項錯誤；鉀元素的焰色需要透過藍色鈷玻璃觀察，避免可能含有的微量鈉元素的干擾，D項正確。3.利用焰色試驗既可以制作五彩繽紛的節(jié)日煙花，亦可以定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉(ZnS·BaSO4)樣品時，鋇的焰色為()A.黃色 B.紅色C.紫色 D.黃綠色D解析：鋇的焰色為黃綠色。1.焰色試驗中的注意事項(1)不是所有的金屬都可呈現(xiàn)焰色，金屬單質與它的化合物的焰色相同。(2)焰色試驗是物理過程，體現(xiàn)的是元素的特性。(3)觀察鉀的焰色時，要透過藍色鈷玻璃觀察，這樣可以濾去黃光，避免其中含鈉雜質所產生的黃色光的干擾。(4)清洗鉑絲時不能用稀硫酸代替鹽酸，因為硫酸鹽的熔、沸點較高，難揮發(fā)。2.焰色試驗記憶口訣鈉黃(色)鈣磚紅(色)鋰紫紅(色)，鉀紫色鋇黃綠(色)，鍶為洋紅最美麗。課后素養(yǎng)評價(八)知識點1碳酸鈉和碳酸氫鈉1.下列可用于判斷碳酸氫鈉粉末中混有碳酸鈉的實驗方法及現(xiàn)象的是()A.加熱時無氣體放出B.滴加鹽酸時有氣泡放出C.溶于水后滴加BaCl2稀溶液，有白色沉淀生成D.溶于水后滴加澄清石灰水，有白色沉淀生成C解析：無論是否含有碳酸鈉，加熱碳酸氫鈉粉末時均有氣體放出，A項錯誤；無論是否含有碳酸鈉，滴加鹽酸時均有氣泡放出，B項錯誤；無論是否含有碳酸鈉，滴加澄清石灰水時均有沉淀產生，D項錯誤。2.下列離子方程式書寫正確的是()A.NaHCO3溶液中加入稀鹽酸：CO32－＋2H＋CO2↑B.碳酸鈉溶液與硫酸反應：CO32－＋2H＋CO2↑C.碳酸氫鈉溶液中滴入少量氫氧化鈣溶液：Ca2＋＋HCO3－＋OH－CaCO3↓＋D.碳酸氫鈉溶液中滴入足量氫氧化鈣溶液：Ca2＋＋2HCO3－＋2OH－CaCO3↓＋CO3B解析：A項，HCO3－不能完全電離，不能拆成離子，錯誤；C項，滴入少量氫氧化鈣時OH－不可能有剩余，錯誤；D項，滴入足量氫氧化鈣不可能生成C3.下列物質可通過加熱的方法除雜(括號中物質為雜質)的是()A.NaCl(Na2CO3)B.NaHCO3(Na2CO3)C.Na2CO3(NaHCO3)D.Na2SO4(NaHSO4)C解析：Na2CO3受熱無變化，不能通過加熱除去，A不符合題意；NaHCO3受熱分解成Na2CO3、水和二氧化碳，可以通過加熱除去Na2CO3中的NaHCO3，C符合題意，B不符合題意；NaHSO4受熱無變化，不能通過加熱除去，D不符合題意。4.實驗室中有一份白色固體，可能是Na2CO3或NaHCO3中的一種，以下方法不能用來鑒別是何種成分的是()A.取樣配制成溶液，與稀鹽酸“互滴”B.取樣配制成溶液，加澄清石灰水C.取樣配制成飽和溶液，通入過量CO2D.取樣，于坩堝中灼燒，稱量前后質量B解析：若為Na2CO3，將稀鹽酸滴入Na2CO3溶液中，開始無氣泡冒出，滴入一定量稀鹽酸之后才開始產生氣泡，而將Na2CO3溶液滴入稀鹽酸中，立即有氣泡冒出；若為NaHCO3，稀鹽酸和NaHCO3溶液互滴，均立即產生氣泡，因此通過與稀鹽酸“互滴”的現(xiàn)象可鑒別白色固體的成分，A不符合題意。Na2CO3和NaHCO3均能與Ca(OH)2反應生成CaCO3沉淀，因而無法鑒別，B符合題意。向Na2CO3飽和溶液中通入過量CO2，反應生成NaHCO3，由于NaHCO3的溶解度小，故有晶體析出，而向NaHCO3的飽和溶液中通入CO2，無明顯現(xiàn)象，因而可以鑒別，C不符合題意。Na2CO3灼燒不分解，反應前后質量不變，NaHCO3加熱分解為Na2CO3、H2O和CO2，反應后固體質量減少，D不符合題意。5.加熱10.0gNa2CO3和NaHCO3的固體混合物至質量不再發(fā)生變化，剩余固體的質量為8.45g，則混合物中Na2CO3的質量分數(shù)為()A.42％ B.58％ C.36％ D.64％B解析：由NaHCO3受熱分解的化學方程式可知：2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑＋H168 106 62m(NaHCO3) (10.0－8.45)g16862＝m(NaHCO3)(10.0－8.Na2CO3的質量分數(shù)＝(10.0－4.知識點2焰色試驗6.焰色試驗過程中鉑絲的清洗和灼燒與觀察鉀的焰色試驗操作如圖所示：下列說法不正確的是()A.每次試驗中都要先將鉑絲灼燒到與原火焰顏色相同，再蘸取被檢驗物質B.鉀的焰色試驗要透過藍色鈷玻璃觀察C.試驗時最好選擇本身顏色較深的火焰D.沒有鉑絲可用無銹鐵絲代替C解析：取一根鉑絲，用鹽酸洗凈后，放在酒精燈外焰上灼燒至與原火焰顏色相同，再蘸取被檢驗物質，進行焰色試驗，故A正確；在觀察鉀的焰色時要透過藍色鈷玻璃，濾去鈉的黃光的干擾，故B正確；為了能夠更加突出被檢驗試劑的顏色，應選用本身顏色較淺的火焰，最大限度地減少火焰本身顏色的干擾，故C錯誤；潔凈的細鐵絲放在酒精燈外焰上灼燒時火焰呈無色，故可用鐵絲進行焰色試驗，故D正確。7.下列各組物質，不能用離子反應鑒別，可以采用焰色試驗鑒別的是()A.NaCl和MgCl2B.NaNO3和KClC.K2SO4和Na2SO4D.Na2CO3和KHCO3C解析：A項中物質可以通過氫氧化鈉溶液來鑒別，鎂離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鎂沉淀，故A不符合題意；B項中物質可以通過硝酸銀溶液來鑒別，氯離子和銀離子反應生成氯化銀沉淀，故B不符合題意；C項中物質無法通過離子反應來鑒別，只能通過焰色試驗鑒別，鈉離子的焰色為黃色，鉀離子的焰色通過藍色鈷玻璃觀察是紫色，故C符合題意；D項中物質可以通過加入氯化鈣鑒別，碳酸根離子和鈣離子反應生成碳酸鈣沉淀，故D不符合題意。8.一探究小組為了了解碳酸鈉及碳酸氫鈉的部分性質，設計了如下所示裝置和實驗，其中圖①、圖②裝置的燒瓶中裝有等濃度的溶液；圖③、圖④裝置同時放入90℃的水中，氣球都膨脹，裝有飽和碳酸氫鈉溶液的容器上的氣球膨脹得更快。下列說法正確的是()A.加鹽酸前，圖①和圖②中溶液都顯紅色，后者稍深B.加鹽酸過程中，圖①氣球開始有變化，圖②氣球開始無變化C.在圖③和圖④中，加熱過程中都產生二氧化碳氣體D.圖③和圖④裝置中的現(xiàn)象說明碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定D解析：碳酸鈉及碳酸氫鈉溶液都顯堿性，其中碳酸鈉溶液的堿性更強，酚酞在堿性溶液中顯紅色，則圖①和圖②中溶液都顯紅色，前者稍深，故A錯誤。碳酸鈉和少量鹽酸反應生成的是碳酸氫鈉，沒有氣體生成，繼續(xù)滴加鹽酸，生成氯化鈉、二氧化碳和水，有氣泡產生；碳酸氫鈉與鹽酸反應直接產生二氧化碳氣體，則加鹽酸過程中，圖①氣球開始無變化，圖②氣球開始有變化，故B錯誤。碳酸鈉加熱不分解產生二氧化碳氣體，加熱過程中圖③不產生二氧化碳氣體，故C錯誤。圖③、圖④裝置同時放入90℃的水中，氣球都膨脹，裝有飽和碳酸氫鈉溶液的容器上的氣球膨脹得更快，說明碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱分解，則碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定，故D正確。9.甲同學嘗試用碳酸氫鈉作為膨松劑蒸饅頭，發(fā)現(xiàn)蒸出來的饅頭有堿味。圖1圖2Ⅰ.解釋現(xiàn)象(1)甲對此進行解釋：因為碳酸氫鈉溶液顯堿性。他設計如圖1所示實驗，觀察到，認為自己的解釋正確。Ⅱ.設計復合膨松劑設計原理：碳酸氫鈉及碳酸鈉均可與酸反應。(2)乙在實驗室中利用鹽酸進行模擬實驗。設計了如圖2所示實驗裝置，發(fā)現(xiàn)2個氣球均膨脹，寫出發(fā)生反應的離子方程式：、。裝置(填“A”或“B”)中氣球膨脹的體積更大。解析：(1)甲對此進行解釋：因為碳酸氫鈉溶液顯堿性，加入酚酞溶液變紅。(2)碳酸氫鈉及碳酸鈉均可與酸反應，離子方程式為HCO3－＋H＋H2O＋CO2↑，CO32－＋2H＋H2O＋CO2↑Na2CO3～CO2NaHCO3～CO2 106 44 84 44 1.06g m1 1.06g m2可知m1＝0.44g，m2≈0.56g，所以碳酸氫鈉與鹽酸反應生成的氣體更多，裝置A中氣球膨脹的體積更大。答案：(1)溶液變紅(2)HCO3－＋H＋H2O＋COCO32－＋2H＋H2O＋CO10.某校課外小組為測定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的質量分數(shù)，甲、乙兩組同學分別進行了下列相關實驗。方案Ⅰ：甲組同學用質量