3.2.2 碳酸鈉和碳酸氫鈉學(xué)案2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）必修第一冊(cè)

新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1第2課時(shí)碳酸鈉和碳酸氫鈉[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.理解碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)和應(yīng)用。2.掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的相互轉(zhuǎn)化和鑒別方法。3.熟悉碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，了解化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)1．碳酸鈉(Na2CO3)(1)碳酸鈉是白色固體，俗稱純堿或蘇打，易溶于水，電離方程式：Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)。(2)實(shí)驗(yàn)探究Na2CO3的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論(或化學(xué)方程式)將碳酸鈉溶液加入澄清石灰水中產(chǎn)生白色沉淀Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH將碳酸鈉溶液加入氯化鈣溶液中產(chǎn)生白色沉淀CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl測(cè)碳酸鈉溶液的pHpH＞7碳酸鈉溶液呈堿性將沾有油污的銅片放入熱的碳酸鈉溶液中銅片表面變光亮，油污消失碳酸鈉溶液具有去污能力(3)Na2CO3與酸的反應(yīng)2．碳酸氫鈉(NaHCO3)(1)碳酸氫鈉是白色固體，俗稱小蘇打，常溫下溶解度小于碳酸鈉，水溶液呈堿性，電離方程式為NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)。(2)碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)3．Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)比較性質(zhì)Na2CO3NaHCO3性質(zhì)比較水溶性易溶可溶Na2CO3的溶解度大于NaHCO3溶液的酸堿性堿性堿性物質(zhì)的量濃度相同時(shí)，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的pH大熱穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定Na2CO3的熱穩(wěn)定性比NaHCO3的強(qiáng)與酸反應(yīng)能能都放出CO2氣體，但NaHCO3與酸反應(yīng)比Na2CO3更劇烈相互轉(zhuǎn)化Na2CO3eq\o(,\s\up7(CO2＋H2O),\s\do5(①加熱②加NaOH))NaHCO34.Na2CO3和NaHCO3的用途Na2CO3NaHCO3作去污劑、制玻璃、制肥皂、造紙、紡織、洗滌劑、冶金等作發(fā)酵劑、作滅火劑、醫(yī)用(治療胃酸過多)特別提醒鈉露置在空氣中，最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3固體。Naeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(氧化))Na2Oeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(潮解))NaOH溶液eq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3·xH2Oeq\o(→,\s\up7(失水))Na2CO3。(1)碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多()(2)鈉露置在空氣中，最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3()(3)Na2CO3固體中的NaHCO3可加熱除去()(4)Na2CO3、NaHCO3都能與NaOH溶液反應(yīng)()(5)Na2CO3俗稱純堿，所以Na2CO3屬于堿()答案(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×1．(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀鹽酸并振蕩，開始幾乎無氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后有大量氣泡產(chǎn)生，試用化學(xué)方程式及必要的文字說明解釋原因。提示開始鹽酸量少，發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl，無氣泡，一段時(shí)間后當(dāng)Na2CO3完全轉(zhuǎn)變成NaHCO3后，再滴加鹽酸，發(fā)生反應(yīng)NaHCO3＋HCl=H2O＋CO2↑＋NaCl，產(chǎn)生大量氣泡。(2)向鹽酸中逐滴滴入Na2CO3溶液的現(xiàn)象呢？試用化學(xué)方程式及必要的文字說明解釋原因。提示開始即有大量氣泡，由于鹽酸量多，直接發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O。(3)試著利用圖像粗略描述上述兩種情況：Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸，Ⅱ.向鹽酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。提示2．根據(jù)初中所學(xué)CO2通入澄清石灰水中的現(xiàn)象及反應(yīng)，聯(lián)系所學(xué)Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)，回答下列問題。(1)請(qǐng)寫出Na2CO3和NaHCO3相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。Na2CO3eq\o(,\s\up7(①溶液中通入CO2),\s\do5(②固體加熱分解③加NaOH溶液))NaHCO3①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。答案①Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3②2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O③NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O(2)能否用加BaCl2溶液的方法鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液？試用化學(xué)方程式及必要的文字說明解釋原因。提示能。Na2CO3溶液中有白色沉淀生成：BaCl2＋Na2CO3=BaCO3↓＋2NaCl，NaHCO3溶液無現(xiàn)象。(3)能否用加Ba(OH)2溶液的方法鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液？試用化學(xué)方程式及必要的文字說明解釋原因。提示均有白色沉淀生成，所以不能鑒別。Na2CO3：Ba(OH)2＋Na2CO3=BaCO3↓＋2NaOHNaHCO3eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(足量BaOH2：NaHCO3＋BaOH2,=BaCO3↓＋H2O＋NaOH,少量BaOH2：BaOH2＋2NaHCO3,=BaCO3↓＋2H2O＋Na2CO3))碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法二、侯氏制堿法1．制取原理NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。2．制取步驟(1)先把NH3通入飽和NaCl溶液中，形成氨化的NaCl飽和溶液，然后再通入CO2。這樣先形成一個(gè)弱堿性的環(huán)境，可以增大CO2在溶液中的溶解度，生成更多的NaHCO3。(2)因?yàn)镹aHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度，所以NaHCO3先從溶液中結(jié)晶析出。加熱使NaHCO3分解得到Na2CO3，生成的CO2可循環(huán)使用。(3)在制堿工業(yè)上，所用原料CO2和NH3是由合成氨廠提供的，所以工業(yè)生產(chǎn)上常將侯氏制堿和合成氨聯(lián)合在一起，稱為“聯(lián)合制堿法”。“聯(lián)合制堿法”還能得到NaHCO3和NH4Cl等副產(chǎn)品。我國(guó)著名化學(xué)家侯德榜發(fā)明的“聯(lián)合制堿法”的反應(yīng)原理用化學(xué)方程式可簡(jiǎn)要表示為第1步：NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3；第2步：NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl；第3步：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。(1)以上過程中沒有涉及的基本反應(yīng)類型是__________，純堿屬于______(填“酸”“堿”或“鹽”)。(2)有人認(rèn)為“聯(lián)合制堿法”有以下優(yōu)點(diǎn)，你認(rèn)為正確的是________(填字母)。A．生產(chǎn)過程中部分產(chǎn)物可作為原料使用B．副產(chǎn)品是一種氮肥C．反應(yīng)均不需要加熱，可節(jié)約能源(3)第2步反應(yīng)中需加入磨細(xì)的食鹽粉，將食鹽磨細(xì)的目的是___________________________。(4)將第2步反應(yīng)的濾液(氯化銨)與剩余氯化鈉的混合溶液降溫，氯化銨晶體大量析出，而大部分氯化鈉仍留在溶液中，據(jù)圖分析氯化銨能大量結(jié)晶析出的原因是___________________。答案(1)置換反應(yīng)鹽(2)AB(3)加快反應(yīng)速率，并使食鹽反應(yīng)充分(4)氯化銨溶解度受溫度影響比氯化鈉大解析(1)NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3屬于化合反應(yīng)，NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl屬于復(fù)分解反應(yīng)，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑屬于分解反應(yīng)，故以上反應(yīng)不涉及置換反應(yīng)；純堿的化學(xué)式為Na2CO3，是由金屬陽離子和酸根離子構(gòu)成的，屬于鹽。(2)由以上三個(gè)反應(yīng)可知，水和二氧化碳等物質(zhì)可以循環(huán)使用，制取純堿同時(shí)生成NH4Cl，NH4Cl是一種氮肥，而第3步反應(yīng)是需要加熱的。(3)因增大反應(yīng)物的接觸面積可以加快反應(yīng)速率，反應(yīng)中加入磨細(xì)的食鹽粉，能使其充分反應(yīng)且反應(yīng)速率加快。(4)根據(jù)溶解度曲線可知，氯化銨的溶解度受溫度影響大，降低溫度時(shí)溶解度變小且變化趨勢(shì)大，而氯化鈉的溶解度受溫度影響不大，降低溫度時(shí)溶解度變化很小，則氯化銨與剩余氯化鈉的混合溶液降溫，氯化銨晶體大量析出。1．關(guān)于NaHCO3的性質(zhì)，下列說法正確的是()A．熱穩(wěn)定性比Na2CO3強(qiáng)B．相同溫度下溶解度比Na2CO3要大C．NaHCO3只能和酸反應(yīng)不能和堿反應(yīng)D．和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少答案D解析NaHCO3不穩(wěn)定，加熱易分解，碳酸鈉穩(wěn)定，受熱不分解；常溫下，向飽和碳酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，有碳酸氫鈉晶體析出，可知常溫時(shí)溶解度：Na2CO3＞NaHCO3；NaHCO3可與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，也可與堿反應(yīng)，如與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水；分別滴加鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，可見和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸NaHCO3比Na2CO3少。2．下列是某興趣小組根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)能說明碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的套管實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)觀察如圖實(shí)驗(yàn)裝置并分析實(shí)驗(yàn)原理，判斷下列說法錯(cuò)誤的是()A．甲為小蘇打，乙為純堿B．甲為Na2CO3，乙為NaHCO3C．要證明物質(zhì)受熱能產(chǎn)生水，可在兩支試管內(nèi)塞上沾有無水硫酸銅粉末的棉花球D．整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中可以看到丙燒杯的澄清石灰水不變渾濁答案B解析用酒精燈加熱時(shí)，外管溫度高，內(nèi)管溫度低，NaHCO3受熱易分解，Na2CO3受熱不易分解，故將Na2CO3放在外管中，溫度高卻未分解，NaHCO3放在內(nèi)管中，溫度低卻分解，證明Na2CO3的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于NaHCO3，NaHCO3受熱分解產(chǎn)生CO2，可使澄清石灰水變渾濁。甲為小蘇打(NaHCO3)，乙為純堿(Na2CO3)，故A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；NaHCO3分解產(chǎn)生的水可以使無水硫酸銅變藍(lán)色，故C項(xiàng)正確；Na2CO3不會(huì)分解產(chǎn)生CO2，故不能使丙中澄清石灰水變渾濁，故D項(xiàng)正確。3．下圖是侯氏制堿法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的生產(chǎn)流程示意圖，則下列敘述正確的是()A．A氣體是CO2，B氣體是NH3B．第Ⅲ步得到的晶體是Na2CO3·10H2OC．侯氏制堿法的工藝過程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異D．第Ⅳ步操作的主要過程有溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶答案C解析侯氏制堿法中應(yīng)先在飽和食鹽水中通入NH3再通入CO2，因?yàn)镃O2在飽和食鹽水中的溶解度很小，先通入NH3使食鹽水顯堿性，能夠吸收大量CO2氣體，產(chǎn)生高濃度的HCOeq\o\al(－,3)，才能析出NaHCO3晶體。4．碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題：(1)碳酸氫鈉的化學(xué)式是________，俗稱________，其水溶液顯________(填“酸”“堿”或“中”)性。(2)碳酸氫鈉可治療胃酸(0.2%～0.4%的鹽酸)過多，