專題3從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)第二單元

金屬鈉及鈉的化合物3.2.2

碳酸鈉

碳酸氫鈉

核心素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：關(guān)注侯氏制堿法對世界制堿工業(yè)的革新，理解科技創(chuàng)新在化工生產(chǎn)中的重要性，樹立民族自豪感與社會責(zé)任感。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：依據(jù)侯氏制堿法中NaHCO?因溶解度小而析出的現(xiàn)象，推理“溶解度差異—結(jié)晶分離”的原理，構(gòu)建“性質(zhì)差異—分離方法”的分析模型。宏觀辨識與微觀探析：通過對比兩者在水中的溶解性、溶液酸堿性，理解離子水解程度對宏觀性質(zhì)的影響。教學(xué)重難點重點Na?CO?與NaHCO?的溶解性、熱穩(wěn)定性、與酸反應(yīng)的差異及相關(guān)方程式。Na?CO?與NaHCO?的相互轉(zhuǎn)化條件。利用溶解性、熱分解、加沉淀劑等方法鑒別兩者，以及除雜原理。難點Na?CO?與鹽酸反應(yīng)的分步進行，及與NaHCO?直接生成CO?的機理差異。理解“先通NH?再通CO?”的原因，及NaHCO?因溶解度小而結(jié)晶析出的邏輯。如鑒別時需排除干擾，培養(yǎng)實驗方案的嚴(yán)謹(jǐn)性。課前導(dǎo)入當(dāng)你品嘗松軟的面包時，是否想過其中的“蓬松密碼”？面包發(fā)酵常用的發(fā)酵粉主要成分是碳酸氫鈉，而工業(yè)生產(chǎn)玻璃、肥皂的關(guān)鍵原料是碳酸鈉——這對“鈉的兄弟化合物”，為何既能讓食物蓬松，又能成為工業(yè)支柱？1926年，侯德榜先生發(fā)明的“侯氏制堿法”打破了外國壟斷，讓中國制堿工業(yè)走向世界，這其中又蘊含著怎樣的化學(xué)智慧？今天，我們將從“廚房化學(xué)”走進“工業(yè)制堿”，通過對比Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)，破解它們的“百變用途”，并揭秘侯氏制堿法如何讓“NaCl變Na2CO3”的神奇轉(zhuǎn)化。讓我們像侯德榜先生一樣，用化學(xué)思維探索物質(zhì)轉(zhuǎn)化的奧秘！01碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉

Na2CO3Na+CO32-與酸反應(yīng)生成CO2生成難溶性碳酸鹽實驗探究Na2CO3的性質(zhì)【實驗1】在兩支潔凈的試管中分別加入2~3mL澄清石灰水和氯化鈣溶液，再分別向上述兩支試管中滴加碳酸鈉溶液，振蕩，觀察實驗現(xiàn)象?！鷮嶒灛F(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀→化學(xué)方程式：Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOHCaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl實驗探究Na2CO3的性質(zhì)【實驗2】用pH試紙測定碳酸鈉溶液的pH?！鷮嶒灛F(xiàn)象：pH>7→實驗結(jié)論：碳酸鈉溶液呈堿性實驗探究Na2CO3的性質(zhì)→實驗現(xiàn)象：銅片表面變光亮，油污消失→實驗結(jié)論：碳酸鈉溶液具有去污能力【實驗3】在一只燒杯中加入50mL0.5mol·L-1

碳酸鈉溶液，用酒精燈將其加熱至接近沸騰。將一塊沾有油污的銅片浸入碳酸鈉溶液中，靜置約2min。用鑷子將銅片從溶液中取出后，用水沖洗干凈。比較浸入碳酸鈉溶液前后銅片表面的情況。碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)碳酸鈉能與酸反應(yīng)，也能與某些堿和鹽反應(yīng)。Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHNa2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl向碳酸鈉溶液中通入二氧化碳可以生成碳酸氫鈉。Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3碳酸氫鈉

NaHCO3Na+HCO3-與酸反應(yīng)生成CO2固態(tài)時加熱分解為CO2和H2O碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)Na2CO3NaHCO3性質(zhì)比較水溶性__________Na2CO3的溶解度

NaHCO3溶液的酸堿性

性

性物質(zhì)的量濃度相同時，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的pH____易溶可溶大于堿堿大碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉和碳酸氫鈉實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

澄清石灰水________________________________________

澄清石灰水_________________________________________化學(xué)方程式：____________________________________不變渾濁變渾濁NaHCO3不穩(wěn)定，受熱容易分解

Na2CO3很穩(wěn)定，受熱不易發(fā)生分解區(qū)別碳酸鈉和碳酸氫鈉的實驗方法依據(jù)原理結(jié)論熱穩(wěn)定性CaCl2、BaCl2的反應(yīng)CO32-＋Ca2＋=CaCO3↓，CO＋Ba2＋=BaCO3↓；HCO3-與Ca2＋、Ba2＋不反應(yīng)

加熱有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3，無變化的是Na2CO3有沉淀生成的是Na2CO3，無變化的是NaHCO3區(qū)別碳酸鈉和碳酸氫鈉的實驗方法依據(jù)原理結(jié)論鹽酸反應(yīng)的劇烈程度鹽酸逐滴加入時的現(xiàn)象Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑CO32-＋H＋=HCO3-；HCO3-＋H＋=CO2↑＋H2O生成氣體劇烈的是NaHCO3，相對不劇烈的是Na2CO3逐滴加入鹽酸立即產(chǎn)生氣體的是NaHCO3，開始不產(chǎn)生氣體，滴加一會才產(chǎn)生氣體的是Na2CO3Na2CO3和NaHCO3的用途Na2CO3NaHCO3熱的純堿溶液除去物體表面的油污。制玻璃、制肥皂、造紙、紡織、洗滌劑、冶金等。發(fā)酵粉的主要成分、作滅火劑、醫(yī)療上治療胃酸過多。碳酸鈉的應(yīng)用02侯氏制堿法侯氏制堿法純堿是人類最早制取和使用的化學(xué)物質(zhì)之一。人們早期是通過鹽堿湖獲得純堿的。1861年，比利時人索爾維創(chuàng)立了氨堿法制堿工藝，以食鹽、石灰石和氨為原料制得了碳酸鈉，但該法對原料的利用率較低。我國化學(xué)家侯德榜發(fā)現(xiàn)了氨堿法生產(chǎn)的不足之處，并于1943年提出了著名的侯氏制堿法（又稱聯(lián)合制堿法），即將二氧化碳通入氨化的氯化鈉飽和溶液中，使溶解度小的碳酸氫鈉從溶液中析出NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl過濾得到的碳酸氫鈉晶體受熱分解后生成碳酸鈉。此方法將氨堿法和合成氨法兩種工藝聯(lián)合起來，同時得到純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品，提高了食鹽的利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對環(huán)境的污染，降低了成本，為中國贏得了榮譽。侯氏制堿法03課堂小結(jié)04課堂練習(xí)1．下列各組物質(zhì)中，其學(xué)名、俗名及化學(xué)式不相符的是(

)A．碳酸鈉、純堿、Na2CO3B．碳酸氫鈉、小蘇打、NaHCO3C．氫氧化鈉、火堿、NaOHD．碳酸鈣、生石灰、CaCO3D2．碳酸氫鈉可直接作為制藥工業(yè)的原料，用于治療胃酸過多；還可用于電影制片、鞣革、選礦、冶煉、金屬熱處理，以及纖維、橡膠工業(yè)等。下列說法正確的是(

)A．用碳酸鈉等堿性物質(zhì)處理廢水中的酸B．碳酸氫鈉藥片是抗酸藥，服用時喝些醋能提高藥效C．灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na＋，無K＋D．在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都能發(fā)生分解A3．有關(guān)NaHCO3和Na2CO3的性質(zhì)，下列敘述錯誤的是(

)A．等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積小B．等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2CO3與同濃度的鹽酸完全反應(yīng)生成CO2，所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍C．等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與鹽酸完全反應(yīng)生成CO2，前者消耗的鹽酸較多D．等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2一樣多C4．下列有關(guān)