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第2章海水中的重要元素——鈉和氯
第一節(jié)鈉及其化合物第3課時(shí)碳酸鈉和碳酸氫鈉、焰色試驗(yàn)導(dǎo)入松軟的面包和蛋糕、酥脆的餅干深受人們的歡迎,而它們之所以那么松軟或酥脆,是因?yàn)樵谥谱鞯倪^程中用了膨松劑。導(dǎo)入酵頭
用酵頭發(fā)酵是我國傳統(tǒng)的饅頭制作方法。酵頭是前一次發(fā)面蒸饅頭時(shí)留下的一小團(tuán)面,由于里面有很多酵母菌等微生物,再次發(fā)面時(shí)可用來使面團(tuán)發(fā)酵。酵頭的發(fā)酵原理是:面團(tuán)在酵母菌以及一定種類和數(shù)量的其他微生物的共同作用下發(fā)生反應(yīng),生成二氧化碳、乳酸、醋酸、乙醇等物質(zhì),其中二氧化碳能使面團(tuán)內(nèi)部形成海綿狀結(jié)構(gòu),變得疏松;為減輕酸味、改善口感,常在面團(tuán)中加入堿性物質(zhì)(如Na2CO3溶液,俗稱堿水,或NaHCO3溶液)中和乳酸、醋酸等,這個(gè)過程也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,使面團(tuán)變得更加松軟。不過,若碳酸鈉加入的量過多,會(huì)使蒸出的饅頭發(fā)黃、帶有堿味。酵頭屬于膨松劑中的生物膨松劑。[資料卡片]一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)探究]碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1g),完成下列實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和相應(yīng)的結(jié)論填入下表。鹽Na2CO3NaHCO3
(1)觀察Na2CO3
和NaHCO3
的外觀并進(jìn)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(jì)分別插入其中,溫度計(jì)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(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)論一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)探究]碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析鹽Na2CO3NaHCO3
(1)(2)(3)(4)初步結(jié)論
加水少量溶解,溶于水吸熱,溶液的堿性比Na2CO3弱白色粉末細(xì)小白色粉末加幾滴水后,結(jié)塊變成晶體;溫度上升加幾滴水后,少部分溶解;溫度略有下降振蕩后可溶解固體量有所減少溶液變紅(較深)溶液變紅(較淺)加水先變成含結(jié)晶水的晶體,溶于水放熱,溶液的堿性比NaHCO3強(qiáng)一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)小結(jié):1.Na2CO3和NaHCO3的物理性質(zhì)名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式俗稱色態(tài)水溶性都易溶于水,溶解度:Na2CO3>NaHCO3Na2CO3NaHCO3純堿或蘇打小蘇打白色粉末細(xì)小白色晶體一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)2.Na2CO3和NaHCO3的主要用途二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)探究1]探究碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽、堿的反應(yīng)1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)生白色沉淀;無現(xiàn)象;產(chǎn)生白色沉淀;產(chǎn)生白色沉淀(從左到右)2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)探究1]探究碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽、堿的反應(yīng)3.實(shí)驗(yàn)原理CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl不反應(yīng)NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O+NaOHNa2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)探究2]探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下圖所示,加熱裝有Na2CO3
和NaHCO3
固體的試管,觀察現(xiàn)象,比較Na2CO3
和NaHCO3
的熱穩(wěn)定性。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)探究2]探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式及結(jié)論小試管中棉花球變藍(lán)色,B燒杯中澄清石灰水變渾濁;A燒杯中有少量氣泡冒出,且A燒杯中澄清石灰水不變渾濁Na2CO3
受熱不分解;由此可知,熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3NaHCO3
受熱易分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)探究3]碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的比較1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作在兩支試管中分別加入3mL稀鹽酸,將兩個(gè)各裝有少量等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3
粉末的小氣球分別套在兩支試管的管口;將氣球內(nèi)的Na2CO3
和NaHCO3
固體同時(shí)倒入試管中,觀察現(xiàn)象二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式及結(jié)論兩個(gè)氣球均膨脹;NaHCO3
與鹽酸混合比Na2CO3與鹽酸混合氣球膨脹得快且大Na2CO3、NaHCO3
分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為CO32?+2H+CO2↑+H2O、HCO3?+H+CO2↑+H2O;NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)比等質(zhì)量的Na2CO3與鹽酸的反應(yīng)產(chǎn)生的氣體多且劇烈二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)小結(jié):1.Na2CO3、NaHCO3
的比較二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)1.Na2CO3、NaHCO3
的比較二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)2.向飽和碳酸鈉溶液中通入足量CO2,會(huì)有沉淀生成,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3(飽和)+CO2+H2O2NaHCO3↓。3.碳酸鈉與鹽酸反應(yīng),滴加順序不同,反應(yīng)現(xiàn)象不同。(1)向鹽酸中逐滴加入Na2CO3
溶液(開始時(shí)酸過量):立即產(chǎn)生大量氣泡,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O。(2)向Na2CO3
溶液中逐滴加入鹽酸(開始時(shí)酸不足):剛開始無氣泡產(chǎn)生,鹽酸滴加到一定量后,有氣泡產(chǎn)生。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)4.HCO3?
在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液中均不能存在;Ca2+與HCO3?只能共存于極稀的溶液中。5.在書寫NaHCO3
與Ca(OH)2
反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí),將量少的物質(zhì)的系數(shù)定為1,再配平其他物質(zhì)的系數(shù)(以少定多的原則)。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)6.碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別方法方法依據(jù)現(xiàn)象及結(jié)論加熱法
酸混法滴酸法立即產(chǎn)生氣體的是NaHCO3;開始不產(chǎn)生氣體,滴加一會(huì)兒才產(chǎn)生氣體的是Na2CO3是否有氣體產(chǎn)生有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3;無變化的是Na2CO3
分別逐滴加入鹽酸,是否立即產(chǎn)生氣泡分別加入同濃度的鹽酸中時(shí),生成氣體的劇烈程度不同生成氣體劇烈的是NaHCO3;相對(duì)不劇烈的是Na2CO3
二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)[易錯(cuò)提醒]Na2CO3溶液和NaHCO3溶液不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2
溶液鑒別,因?yàn)閮烧吲cBa(OH)2、Ca(OH)2溶液反應(yīng)均產(chǎn)生白色沉淀。二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)7.碳酸鈉、碳酸氫鈉的除雜方法物質(zhì)除雜方法或所用試劑反應(yīng)原理Na2CO3
固體(NaHCO3)NaHCO3
溶液(Na2CO3)Na2CO3
溶液(NaHCO3)加熱通入足量的CO2
加入適量的NaOH溶液2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O三、侯氏制堿法[問題思考1]工業(yè)上以水、食鹽、氨氣和二氧化碳為原料,先制備碳酸氫鈉,然后再加熱碳酸氫鈉得到碳酸鈉固體。你知道其中的制備原理嗎?(已知:溶解度———NH3
為700,CO2
為1)三、侯氏制堿法1.“侯氏制堿法”的原料、原理和生產(chǎn)流程四、焰色試驗(yàn)[問題思考1]節(jié)日的焰火五顏六色,你知道其中的奧妙嗎?實(shí)驗(yàn)室我們?cè)撊绾舞b別NaCl、KCl這兩種無色溶液呢?四、焰色試驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)探究]《焰色實(shí)驗(yàn)》1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容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(shí)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(shí),再蘸取碳酸鉀溶液做同樣的實(shí)驗(yàn),此時(shí)要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰的顏色。四、焰色試驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)焰色試驗(yàn)最好使用煤氣燈,因?yàn)槊簹鉄舻幕鹧骖伾堑{(lán)色的,這樣有助于觀察火焰顏色的變化;觀察鉀元素的焰色時(shí),要透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察,其中鈷玻璃的作用是濾去樣品中可能含有的鈉元素所發(fā)出的黃光。四、焰色試驗(yàn)3.焰色試驗(yàn)的定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)出特征顏色,由此可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(yàn)。四、焰色試驗(yàn)4.焰色試驗(yàn)的操作洗———將鉑絲或光潔無銹的鐵絲用鹽酸洗凈↓燒將洗凈的鉑絲或鐵絲在外焰上灼燒至與原火焰顏色相同———↓蘸———蘸取試樣↓燒———在外焰上灼燒,并觀察火焰顏色↓洗———再用鹽酸洗凈鉑絲或鐵絲,并在外焰上灼燒至與原火焰顏色相同四、焰色試驗(yàn)5.焰色試驗(yàn)的注意事項(xiàng)(1)焰色試驗(yàn)是元素的性質(zhì),焰色試驗(yàn)產(chǎn)生的火焰顏色與元素的存在狀態(tài)無關(guān)。(2)焰色試驗(yàn)屬于物理變化,不屬于化學(xué)變化。(3)因?yàn)殂K絲灼燒時(shí)火焰沒有特殊顏色,因此常用鉑絲作為焰色試驗(yàn)的載體,其他金屬,如光潔無銹的鐵絲或鎳、鉻、鎢絲等灼燒時(shí)火焰也沒有特殊顏色,也可以用作焰色試驗(yàn)的載體。(4)洗滌鉑絲或鐵絲時(shí)用稀鹽酸,不能用稀HNO3
和稀H2SO4。(5)進(jìn)行鉀元素的焰色試驗(yàn)時(shí),為了濾去黃色的光,避免碳酸鉀中所含的微量鈉鹽造成干擾,需要透過藍(lán)色鈷玻璃片觀察,火焰呈紫色。四、焰色試驗(yàn)6.一些金屬元素的焰色7.焰色試驗(yàn)的應(yīng)用(1)檢驗(yàn)金屬元素的存在,如:鑒別NaCl和KCl溶液。(2)利用焰色反應(yīng)制節(jié)日煙花。四、焰色試驗(yàn)8.
焰色試驗(yàn)的易錯(cuò)點(diǎn)(1)焰色試驗(yàn)是物理變化而不是化學(xué)變化。(2)焰色試驗(yàn)是金屬元素的性質(zhì),不是物質(zhì)的性質(zhì)。(3)并不是所有的金屬元素都能發(fā)生焰色試驗(yàn),如Fe無焰色試驗(yàn)。(4)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中要求掌握鈉、鉀的焰色試驗(yàn),對(duì)于K+
的焰色試驗(yàn)必須透過藍(lán)色鈷玻璃進(jìn)行觀察,以防止Na+
對(duì)其造成干擾??偨Y(jié)一、Na2CO3、NaHCO3的共性1.都能與酸反應(yīng)放出CO2。2.都跟石灰水或氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成白色沉淀。3.水溶液均呈堿性。4.焰色試驗(yàn)均呈黃色總結(jié)二、Na2CO3、NaHCO3的差異1.熱穩(wěn)定性不同:Na2CO3
加熱不分解;NaHCO3
受熱分解:2.溶解度不同:Na2CO3溶解度大于NaHCO3。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(應(yīng)用于侯氏制堿)。3.與CO2反應(yīng):NaHCO3與CO2不反應(yīng);Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3??偨Y(jié)二、Na2CO3、NaHCO3的差異4.與NaOH反應(yīng):Na2CO3
與NaOH不反應(yīng);NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。5.與CaCl2(或BaCl2)反應(yīng):NaHCO3
與CaCl2(或BaCl2)溶液不反應(yīng);Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl,Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl。課堂練習(xí)1.下面有關(guān)Na2CO3
與NaHCO3
的性質(zhì)比較的說法中錯(cuò)誤的是()A.相同濃度的溶液的堿性:Na2CO3>NaHCO3
B.同一條件下在水中的溶解度:
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