2.1.3碳酸鈉和碳酸氫鈉焰色試驗一、宏觀辨識與微觀探析

通過觀察碳酸鈉、碳酸氫鈉的物理性質(zhì)，以及它們與酸反應、熱分解等宏觀實驗現(xiàn)象，引導學生從微觀角度分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)差異對性質(zhì)的影響，建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的化學思維。二、證據(jù)推理與模型認知

引導學生通過實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析等證據(jù)，推理碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關系，培養(yǎng)學生依據(jù)證據(jù)進行邏輯推理的能力

。三、科學態(tài)度與社會責任

在焰色試驗學習中，讓學生了解焰色試驗在物質(zhì)鑒別、煙花制作等方面的應用，認識化學知識與生活、社會的緊密聯(lián)系。培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度，增強學生合理利用化學知識造福人類的社會責任感。核心素養(yǎng)目標重點：1.掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及性質(zhì)差異及二者的鑒別方法

和相互轉(zhuǎn)化關系2.焰色試驗的操作方法及常見金屬元素的焰色，理解焰色試驗

在物質(zhì)鑒別中的應用原理難點：

1.從微觀角度解釋碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)差異的本質(zhì)原因

2.引導學生設計合理的實驗方案探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)差異

3.準確規(guī)范地進行焰色試驗操作

學習重難點新課導入

面團在發(fā)酵的過程中不斷膨脹，最終變成了松軟可口的面包。那你們有沒有想過，為什么面團能夠膨脹起來呢？在面包制作過程中，我們常常會用到一種物質(zhì)——發(fā)酵粉。發(fā)酵粉的主要成分之一就是碳酸氫鈉，也就是我們俗稱的小蘇打。那為什么碳酸氫鈉能讓面包變得蓬松呢？01碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉和碳酸氫鈉Na2CO3NaHCO3紡織制皂造紙制玻璃制藥焙制糕點實驗探究——碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較[實驗2-4]兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3（各約1g），完成下列實驗，并將實驗現(xiàn)象和相應的結(jié)論填入下表。實驗探究——碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較鹽Na2CO3NaHCO3（1）觀察碳酸鈉、碳酸氫鈉的外觀并進行描述（2）向以上兩支試管中分別滴入幾滴水，振蕩，觀察現(xiàn)象；將溫度計分別插入其中，溫度計的示數(shù)有何變化（3）繼續(xù)向（2）的試管中分別加入5mL水，用力振蕩，有何現(xiàn)象白色粉末白色細小晶體結(jié)塊成晶體Na2CO3·xH2O，溫度計示數(shù)升高，溶解放熱少部分溶解，溫度計示數(shù)略有下降完全溶解固體量有所減少，但仍有部分固體未溶解實驗探究——碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較鹽Na2CO3NaHCO3（4）分別向（3）所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何現(xiàn)象初步結(jié)論溶液呈紅色（較深）溶液呈淺紅色加水先變成含結(jié)晶水的晶體溶于水放熱，溶解性比NaHCO3的強，溶液堿性比NaHCO3的強加水少量溶解，溶于水吸熱，溶解性比Na2CO3的弱，溶液堿性比Na2CO3的弱實驗探究——碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性[實驗2-5]分別加熱Na2CO3和NaHCO3，觀察現(xiàn)象，比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性。實驗探究——碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論剛加熱時，澄清石灰水中有氣泡，之后無氣泡，澄清石灰水不變渾濁Na2CO3很穩(wěn)定，受熱不易發(fā)生分解石灰水中有氣泡，澄清石灰水變渾濁，試管口有小液滴出現(xiàn)NaHCO3不穩(wěn)定，受熱容易分解2NaHCO3Na2CO3

+H2O+CO2↑

△拓展試驗——碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸反應

在2支試管中，分別加入等濃度等體積的稀鹽酸，再加入相同質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉粉末，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論碳酸鈉+稀鹽酸：

過一小段時間才產(chǎn)生氣泡，速率較慢Na2CO3+HCl(少)=NaCl+NaHCO3碳酸氫鈉+稀鹽酸：

立即產(chǎn)生氣泡，速率較快NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

↑拓展試驗——碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸反應Na2CO3+2HCl(過)=2NaCl+H2O+CO2

↑思考討論如何鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉呢？加入CaCl2(BaCl2)溶液，有沉淀生成的是Na2CO3，無變化的是NaHCO32加熱，有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3，無變化的是Na2CO3(熱穩(wěn)定性)1加入過量稀鹽酸，生成氣體劇烈的是NaHCO3相對不劇烈的是Na2CO33逐滴滴加鹽酸。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Na2CO34侯德榜和侯氏制堿法

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)公司負責技術開發(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，永利堿廠也成為當時亞洲第一大堿廠。北京化工大學校園內(nèi)的侯德榜雕像侯德榜和侯氏制堿法

抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)后，侯德榜率西遷的員工建設永利川西化工廠。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，始終是后人學習的典范！侯德榜和侯氏制堿法

粗鹽水（含MgCl2、CaCl2）

沉

淀

過量Ca(OH)2

過量Na2CO3操作a流程Ⅰ氨化碳酸化過濾NH3CO2流程ⅡMg(OH)2、CaCO3煅燒碳酸氫鈉CO2和H2O純堿原理：（1）NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl（2）2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑△02焰色試驗實驗探究[實驗2-6]

（1）把熔嵌在玻璃棒上的鉑絲（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；

（2）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；

（3）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；

（4）再蘸取碳酸鉀溶液做同樣的實驗，此時要透過藍色鈷玻璃①觀察火焰的顏色。實驗探究焰色試驗

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。根據(jù)火焰呈現(xiàn)的特征顏色，可以判斷試樣所含的金屬元素，化學上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。（物理變化）紫紅色黃色紫色磚紅色洋紅色黃綠色綠色思考討論1.每次試驗完后，為什么都要用鹽酸洗凈鉑，并灼燒至無色？

金屬氯化物灼燒時易氣化而揮發(fā)，灼燒至無色后能除去能起焰色反應的少量雜質(zhì)。2.進行鉀及鉀的化合物發(fā)生焰色反應實驗時，為什么要透過藍色鈷玻璃去觀察？

鉀及鉀的化合物中可能混有鈉元素，而鈉的黃色火焰能掩蓋鉀的淺紫色火焰，而藍色鈷玻璃能濾去黃色的光，這樣可以避免鉀與鉀的化合物中混有鈉元素所造成的干擾。焰色的應用——煙花隨堂練習1.有關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，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與足量鹽酸反應產(chǎn)生CO2一樣多C隨堂練習2.下列關于Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)用途敘述錯誤的是()A.NaHCO3和Na2CO3的水溶液都呈堿性，可用作工業(yè)用堿或食用堿B.常溫時Na2CO3和NaHCO3溶于水都放熱C.加熱時NaHCO3能產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，說明NaHCO3

不穩(wěn)定D.碳酸鈉粉末和適量的水反應生成碳酸鈉晶體屬于化學變化B隨堂練習3.焰色反應每次實驗都要用試劑洗凈鉑絲，這種試劑是()

A.Na2CO3溶液B.K2CO3溶液

C.稀鹽酸D.硫酸C隨堂練習4.焰火“腳印”“笑臉”“五環(huán)”，讓北京奧運會開幕式更加輝煌、浪漫，這與高中化學中“焰色試驗”知識相關。下列說法中正確的是()A.焰色試驗是化學變化B.用稀鹽酸清洗做焰色試驗的鉑絲(鎳絲或鐵絲)C.焰色試驗均應透過藍色鈷玻璃觀察D.利用焰色試驗可區(qū)分NaCl與