新蘇教版高中化學(xué)必修1教學(xué)設(shè)計(jì)2：3.2.2 碳酸鈉和碳酸氫鈉

新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1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第2課時(shí)碳酸鈉和碳酸氫鈉教學(xué)目標(biāo)1．掌握碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)，掌握碳酸鈉與碳酸氫鈉的相互轉(zhuǎn)化，并能通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案區(qū)別碳酸鈉和碳酸氫鈉。2．了解碳酸鈉的工業(yè)制法和生產(chǎn)原理，了解碳酸鈉在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)Na2CO3和NaHCO3的主要性質(zhì)，學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)。教學(xué)難點(diǎn)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析；良好實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的養(yǎng)成；探究能力的養(yǎng)成。教學(xué)用品實(shí)驗(yàn)藥品：Na2CO3（固體、溶液）、NaHCO3（固體、溶液）、濃鹽酸、澄清石灰水、CaCl2溶液、銅片等。實(shí)驗(yàn)儀器藥匙、試管、試管夾、酒精燈、膠頭滴管、培養(yǎng)皿、洗瓶等。教學(xué)過程【情景】中國化學(xué)工業(yè)的先驅(qū)在中國化學(xué)工業(yè)史上，有一位杰出科學(xué)家，他為祖國的化學(xué)工業(yè)事業(yè)奮斗終生，并以獨(dú)創(chuàng)的制堿工藝聞名于世界，他就像一塊堅(jiān)硬的基石，托起了中國現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的大廈，這位先驅(qū)者就是被稱為“國寶”的侯德榜。

侯德榜一生在化工技術(shù)上有三大貢獻(xiàn)。第一，揭開了蘇爾維法的秘密；第二，創(chuàng)立了中國人自己的制堿工藝——侯氏制堿法；第三，就是他為發(fā)展小化肥工業(yè)所做的貢獻(xiàn)。

1921年，他在哥倫比亞大學(xué)獲博士學(xué)位后，懷著工業(yè)救國的遠(yuǎn)大抱負(fù)，毅然放棄自己熱愛的制革專業(yè)，回到祖國。

為了實(shí)現(xiàn)中國人自己制堿的夢想，揭開蘇爾維法生產(chǎn)的秘密，打破洋人的封鎖，侯德榜把全部身心都投入到研究和改進(jìn)制堿工藝上，經(jīng)過5年艱苦的摸索，終于在1926年生產(chǎn)出合格的純堿。

其后不久，被命名為“紅三角”牌的中國純堿在美國費(fèi)城舉辦的萬國博覽會(huì)上獲得了金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，并被譽(yù)為“中國工業(yè)進(jìn)步的象征”，在1930年瑞士舉辦的國際商品展覽會(huì)上，“紅三角”再獲金獎(jiǎng)，享譽(yù)歐、亞、美。

1937年，抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，永利堿廠被迫遷往四川，由于當(dāng)時(shí)內(nèi)地鹽價(jià)昂貴，用傳統(tǒng)的蘇爾維法制堿成本太高，無法維持生產(chǎn)，為尋找適應(yīng)內(nèi)地條件的制堿工藝，永利公司準(zhǔn)備向德國購買新的工藝——察安法的專利。

但德國與日本暗中勾結(jié)，除了向侯德榜一行高價(jià)勒索外，還提出了種種對中國人來說是喪權(quán)辱國的條件，為了維護(hù)民族尊嚴(yán)，范旭東毅然決定不再與德國人談判。侯德榜與永利的工程技術(shù)人員一道，認(rèn)真剖析了察安法流程，終于確定了具有自己獨(dú)立特點(diǎn)的新的制堿工藝，1941年，這種新工藝被命名為“侯氏制堿法”。

1957年，為發(fā)展小化肥工業(yè)，侯德榜倡議用碳化法制取碳酸氫銨，他親自帶隊(duì)到上海化工研究院，與技術(shù)人員一道，使碳化法氮肥生產(chǎn)新流程獲得成功，侯德榜是首席發(fā)明人。當(dāng)時(shí)的這種小氮肥廠，曾對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出不可磨滅的貢獻(xiàn)。

侯德榜一生勤奮好學(xué)，雖工作繁忙卻還著書立說。

《純堿制造》一書于1933年在紐約列入美國化學(xué)會(huì)叢書出版。這部化工巨著第一次徹底公開了蘇爾維法制堿的秘密，被世界各國化工界公認(rèn)為制堿工業(yè)的權(quán)威專著，同時(shí)被相繼譯成多種文字出版，對世界制堿工業(yè)的發(fā)展起了重要作用。美國的威爾遜教授稱這本書是“中國化學(xué)家對世界文明所作的重大貢獻(xiàn)”。

《制堿工學(xué)》是侯德榜晚年的著作，也是他從事制堿工業(yè)40年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。全書在科學(xué)水平上較《純堿制造》一書有較大提高。該書將“侯氏堿法”系統(tǒng)地奉獻(xiàn)給讀者，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界引起強(qiáng)烈反響。【板書】碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用【探究實(shí)驗(yàn)1】（1）在2支試管里分別加入少量碳酸鈉和碳酸氫鈉固體，觀察二者外觀上的細(xì)小差別，然后向試管內(nèi)加入約3~4毫升水(約試管的1/4)，用力振蕩，有什么現(xiàn)象？（2）用玻璃棒的一端蘸取上述兩溶液浸濕放在表面皿上的pH試紙，測定pH。比較兩者堿性的強(qiáng)弱。【學(xué)生活動(dòng)】根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，總結(jié)Na2CO3和NaHCO3物理性質(zhì)?！景鍟恳?、物理性質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式Na2CO3NaHCO3俗名純堿小蘇打晶體顏色白色粉末細(xì)小晶粒溶解性易溶溶解度小水溶液堿性較強(qiáng)較弱【設(shè)問】Na2CO3和Na2CO3·10H2O是否為同一物質(zhì)？【分析】是兩種不同的純凈物。Na2CO3溶液結(jié)晶生成Na2CO3·10H2O：Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O在空氣中易發(fā)生風(fēng)化變成Na2CO3粉末：Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O（失水）。【探究實(shí)驗(yàn)2】在兩支潔凈的試管中分別加入2~3毫升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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并完成反應(yīng)方程式。【提示】與CaCl2反應(yīng)：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl?！舅伎肌咳舭焉鲜鰧?shí)驗(yàn)碳酸鈉溶液改用碳酸氫鈉溶液結(jié)果如何呢？討論如何鑒別碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液？【提示】NaHCO3與氯化鈣溶液不反應(yīng)?！景鍟慷?、化學(xué)性質(zhì)1.與氯化鈣反應(yīng)：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl；NaHCO3與氯化鈣溶液不反應(yīng)。2.與堿反應(yīng)：（1）與氫氧化鈉反應(yīng)：Na2CO3不與NaOH反應(yīng)；NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。（2）與澄清石灰水反應(yīng)：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O?！咎骄繉?shí)驗(yàn)3】碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)，同學(xué)觀察老師的演示，比較反應(yīng)的劇烈程度。寫出碳酸鈉、碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。【板書】3.與鹽酸反應(yīng)：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。【探究實(shí)驗(yàn)4】碳酸鈉的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。同學(xué)觀察老師的演示，比較放出二氧化碳的快慢。寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式。2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 【板書】4.熱穩(wěn)定性【結(jié)論】碳酸和碳酸鹽的熱穩(wěn)定性一般規(guī)律：H2CO3<MHCO3<M2CO3(M為堿金屬)?！緦W(xué)生活動(dòng)】綜合以上探究實(shí)驗(yàn)，體會(huì)課本P52頁表2－4：（如下）性質(zhì)Na2CO3NaHCO3性質(zhì)比較水溶性易溶易溶相同溫度下，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值比NaHCO3溶液的大，即堿性強(qiáng)熱穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、CO2和H2O與酸反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)都放出CO2氣體，但NaHCO3與酸反應(yīng)更劇烈【探究實(shí)驗(yàn)5】在一只燒杯中加入50mL0.5mol/L碳酸鈉溶液，用酒精燈將碳酸鈉溶液加熱至接近沸騰。將一塊有油污的銅片浸入碳酸鈉溶液中，靜置約2分鐘。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?！緦W(xué)生活動(dòng)】閱讀課本73頁，小結(jié)碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途?！景鍟咳?、用途1.純堿是一種非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。在日常生活和生產(chǎn)中常用熱的碳酸鈉溶液來除去物品表面的油污。2.碳酸氫鈉：發(fā)酵粉、胃酸中和劑?！舅伎肌?.如何鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉？方法一：等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3加足量等濃度的鹽酸，比較反應(yīng)的快慢。方法二：加熱Na2CO3和NaHCO3固體，比較澄清石灰水是否變渾濁。方法三：Na2CO3和NaHCO3配成稀溶液，加入CaCl2或BaCl2溶液,比較是否有沉淀。2.如何鑒別Na2CO3、NaHCO3、NaCl三種固體物質(zhì)？方法一：取三種固體少許，分別滴加稀HClNaCl——無明顯現(xiàn)象。NaHCO3——立即有無色氣體逸出，且產(chǎn)生氣體速度快。Na2CO3——開始時(shí)無明顯現(xiàn)象，后來才有無色氣體逸出。方法二：取三種固體少許配成溶液，分別滴加BaCl2，有沉淀生成則原固體為Na2CO3，剩下兩種溶液中分別滴加稀HCl，有氣體產(chǎn)生則原固體為NaHCO3。方法三：加熱，產(chǎn)生使澄清石灰水變混濁的氣體的為NaHCO3，余下二物分別加HCl，有氣體產(chǎn)生則為Na2CO3。板書設(shè)計(jì)碳酸鈉和碳酸氫鈉一、物理性質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式Na2CO3NaHCO3俗名純堿小蘇打晶體顏色白色粉末細(xì)小晶粒溶解性易溶溶解度小水溶液堿性較強(qiáng)較弱二、化學(xué)性質(zhì)1.與氯化鈣反應(yīng)：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl；NaHCO3與氯化鈣溶液不反應(yīng)。2.與堿反應(yīng)：（1）與氫氧化鈉反應(yīng)：Na2CO3不與NaOH反應(yīng)；NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。（2）與澄清石灰水反應(yīng)：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。3.與鹽酸反應(yīng)：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。4.熱穩(wěn)定性2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 三、用途學(xué)習(xí)小結(jié)區(qū)別碳酸鈉和碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)方法1：用等量的水溶解碳酸鈉和碳酸氫鈉固體，能溶解較多的是碳酸鈉。方法2：將氯化鈣溶液分別加入碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中，能產(chǎn)生渾濁的是碳酸鈉。方法3：用pH試紙檢驗(yàn)飽和碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液的酸堿性，堿性較強(qiáng)的是碳酸鈉。方法4：將碳酸鈉和碳酸氫鈉固體分別置于試管中進(jìn)行加熱，能發(fā)生分解，試管上部有水氣凝結(jié)且生成能使澄清石灰水產(chǎn)生渾濁的氣體的是碳酸氫鈉。方法5：將等質(zhì)量碳酸鈉和碳酸氫鈉固體分別置于具支試管中，試管口塞上帶滴液漏斗（裝有等量等濃度的稀鹽酸）的橡皮塞，支管口套上氣球，將稀鹽酸同時(shí)滴入試管，小氣球膨脹更快、更大的是碳酸氫鈉。當(dāng)堂檢測1．可用于判斷碳酸氫鈉粉末中混有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)方法是（）A．加熱時(shí)有氣體放出B．滴加鹽酸時(shí)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【解答】碳酸氫鈉受熱易分解，而碳酸鈉不分解，不能利用加熱判斷是否混有碳酸鈉，故A錯(cuò)誤；二者均與鹽酸反應(yīng)生成氣體，與鹽酸反應(yīng)不能判斷是否混有碳酸鈉，故B錯(cuò)誤；碳酸氫鈉與氯化鋇不反應(yīng)，而碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，則溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成，可判斷存在碳酸鈉，故C正確；二者均與石灰水反應(yīng)生成白色沉淀，則溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成，不能判斷是否混有碳酸鈉，故D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾2．下列鈉的化合物及其性質(zhì)或用途不相符的是（）A．Na2O2為淡黃色固體，可用做漂白劑B．Na2O為白色固體，性質(zhì)不穩(wěn)定C．NaHCO3受熱易分解，可用做發(fā)酵粉D．Na2CO3性質(zhì)穩(wěn)定，可治療胃酸過多【解答】Na2O2為淡黃色固體，具有強(qiáng)氧化性，可用作漂白劑，故A正確；Na2O為白色固體，可與氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉，與水、二氧化碳等反應(yīng)，性質(zhì)不穩(wěn)定，故B正確；NaHCO3俗稱小蘇打，可用于治療胃酸，可與酸反應(yīng)生成二氧化碳，用作發(fā)酵粉，且不穩(wěn)定，加熱易分解，故C正確；Na2CO3俗稱純堿、蘇打，具有