学年苏教版必修1 专题2第2单元 钠镁及其化合物第2课时 学案.docx

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学年苏教版必修1专题2第2单元钠镁及其化合物第2课时学案

第二课时　碳酸钠的性质与应用

1．钠元素的焰色反应是什么颜色？

提示：

黄色。

2．实验室如何证明某溶液为碳酸盐溶液？

提示：

向该物质中加入CaCl2（或BaCl2）溶液有白色沉淀生成，加入足量稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则可证明该盐为碳酸盐。

3．将CO2通入NaOH溶液中时会发生哪些反应？

提示：

少量CO2通入NaOH溶液中，发生反应：

CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；过量CO2通入NaOH溶液中，发生反应：

CO2＋NaOH===NaHCO3。

[新知探究]

探究1　填写下表，认识碳酸钠的物理性质。

俗名

颜色

状态

水溶性

纯碱或苏打

白色

粉末

易溶于水

探究2　认识Na2CO3主要的化学性质

（1）水溶液显碱性。

（2）与酸反应：

与稀盐酸的反应方程式：

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；

向Na2CO3溶液中通入CO2发生的反应方程式：

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。

（3）与某些碱（如澄清石灰水）反应：

Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH。

（4）与某些盐（如BaCl2溶液）反应：

Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。

探究3　Na2CO3的主要用途

（1）工业用途：

纯碱在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。

（2）日常生活：

碳酸钠水溶液呈碱性，在日常生活中常用热的纯碱来除去油污。

[必记结论]

（1）虽然碳酸钠的水溶液显碱性，但它属于盐类不属于碱。

（2）Na2CO3与酸反应时，滴加顺序不同，则现象不同：

向碳酸钠溶液中滴加盐酸，开始无明显现象：

Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，继续滴加盐酸时，有气泡产生，则发生反应：

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。

向盐酸中滴加碳酸钠溶液，立即有气体产生：

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O。

[成功体验]

1．[双选]下列关于Na2CO3的叙述中，不正确的是（　　）

A．水溶液显酸性

B．治疗胃酸过多的一种药剂

C．Na2CO3溶液可用来除去油污

D．与稀硫酸反应放出无色无刺激性气味的气体

解析：

选A、B　Na2CO3的水溶液显碱性，可用来除去油污，所以A不正确，C正确；NaHCO3常用于治疗胃酸过多，B不正确；Na2CO3与稀硫酸反应放出无色无刺激性气味的CO2气体，D正确。

[新知探究]

探究1　填写下表，认识NaHCO3的物理性质

俗名

颜色

状态

水溶性

小苏打

白色

细小晶体

易溶于水

探究2　认识碳酸氢钠主要的化学性质和用途

（1）化学性质：

①水溶液显碱性。

②受热分解的反应方程式：

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑。

③与酸（如盐酸）反应的化学方程式：

NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。

④与碱（如NaOH）反应的化学方程式：

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。

（2）用途：

碳酸氢钠用作发酵粉、灭火剂，用于治疗胃酸过多。

[必记结论]

碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较

物质性质　　

Na2CO3

NaHCO3

水溶性

均易溶，相同温度下，Na2CO3的溶解度大

溶液的酸碱性

均呈碱性，相同浓度时，Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3的强

续表

物质性质　　

Na2CO3

NaHCO3

热稳定性

稳定

不稳定，受热易分解

与同浓度的酸反应

速率慢，放出CO2气体

速率快，放出CO2气体

与CO2反应

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

不反应

与NaOH反应

不反应

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

与Ca（OH）2反应

Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH

2NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O

与CaCl2溶液反应

Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl

不反应

相互转化

[成功体验]

2．下列有关碳酸钠与碳酸氢钠的说法中不正确的是（　　）

A．在通常状况下，都是白色的固体

B．它们都易溶于水

C．在通常状况下，受热都易分解

D．都可以和盐酸反应并生成CO2气体

解析：

选C　碳酸钠与碳酸氢钠一个显著的区别就是热稳定性，碳酸氢钠受热易分解，而碳酸钠受热不分解。

———————————————[关键语句小结]————————————————

1．Na2CO3俗称纯碱或苏打，NaHCO3俗称小苏打。

它们都是钠盐水溶液，都呈碱性，且物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性更强。

2．鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法：

①固体：

加热法，看是否能放出使澄清石灰水变浑浊的气体。

②溶液：

滴加BaCl2或CaCl2溶液，看是否有白色沉淀。

3．Na2CO3与NaHCO3相互转化的反应：

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O，

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。

[例1]　[双选]关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中正确的是（　　）

A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水

B．NaHCO3比Na2CO3稳定

C．石灰水能和NaHCO3反应不与Na2CO3反应

D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为2∶1

解析：

选A、D　A项Na2CO3比NaHCO3溶解能力强，正确；B项NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热难分解，错误；C项Ca（OH）2与NaHCO3、Na2CO3都可生成CaCO3沉淀，错误；D项等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应生成NaCl，因Na2CO3中n（Na＋）为NaHCO3中n（Na＋）的2倍，消耗的盐酸Na2CO3也为NaHCO3的2倍，正确。

1．与足量盐酸反应的比较

Na2CO3和盐酸反应可理解为分步进行：

Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、

NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑

NaHCO3和盐酸反应的化学方程式为：

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

（1）速率：

由于Na2CO3需逐步结合两个H＋才放出CO2，故NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。

（2）耗酸量：

等质量的Na2CO3与NaHCO3前者耗酸多，等物质的量时也是前者耗酸多。

（3）CO2生成量的比较：

①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生的CO2的量相等。

②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2的量多。

③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2的量多。

④一定量的NaHCO3受热分解产生CO2的量与其受热分解后的残留物与盐酸反应产生CO2的量相等（碳元素守恒）。

2．与Ca（OH）2反应的比较

Ca（OH）2与NaHCO3、Na2CO3反应的化学方程式为：

Ca（OH）2＋NaHCO3（少量）===CaCO3↓＋NaOH＋H2O，Ca（OH）2＋2NaHCO3（过量）===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH。

1．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是（　　）

A．二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度

B．二者热稳定性不同，碳酸氢钠的热稳定性大于碳酸钠的热稳定性

C．二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的盐酸反应产生气体的量和反应快慢不同

D．二者在一定的条件下可以相互转化

解析：

选D　NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，A错误；Na2CO3比NaHCO3稳定，B错误；等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与过量同浓度盐酸反应时，反应较快的是NaHCO3，但产生气体的量相同，C错误；二者在一定条件下可以相互转化，如2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，D项正确。

[例2]　下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的的是（　　）

A．分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢

B．分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少

C．分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成

D．分别将等量的白色粉末用如上图装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊

解析：

选C　A选项中，向等量的Na2CO3和NaHCO3中加等体积、等浓度的盐酸，NaHCO3产生气泡迅速，Na2CO3反应较缓慢，可以鉴别。

B选项中由于S（Na2CO3）>S（NaHCO3），能全部溶解的为Na2CO3粉末，不能全部溶解的为NaHCO3粉末。

C选项中均有白色沉淀产生。

D选项中，NaHCO3具有不稳定性，加热可产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3加热不分解，无此现象。

碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法

（1）根据热稳定性的不同进行鉴别：

分别加热少量固体，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的为NaHCO3。

（2）根据与酸反应的不同现象进行鉴别：

两者均取少量固体，分别逐滴加入盐酸，开始无气体逸出的为Na2CO3，开始即有气体逸出的为NaHCO3，或与同浓度的酸反应，反应剧烈的为NaHCO3。

（3）根据阴离子不同进行鉴别：

分别取其稀溶液，滴加BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的为Na2CO3，无明显现象的为NaHCO3。

2．除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质），各使用什么方法？

①Na2CO3（NaHCO3）　②NaHCO3（Na2CO3）

③NaCl（Na2CO3）

解析：

①NaHCO3受热分解生成Na2CO3。

②Na2CO3与CO2和H2O反应生成NaHCO3。

③盐酸与Na2CO3反应生成NaCl、CO2和H2O。

答案：

①加热到固体质量不再改变为止或不再产生气体为止　②通入过量的CO2　

③加入适量的稀盐酸。

[课堂双基落实]

1．下列关于碳酸钠的叙述正确的是（　　）

A．碳酸钠俗称纯碱，因为碳酸钠是一种碱

B．碳酸钠溶液中滴入酚酞试液，溶液呈浅红色

C．碳酸钠本身显碱性，所以不能与任何碱反应

D．用BaCl2溶液不能区分碳酸钠和碳酸氢钠溶液

解析：

选B　碳酸钠属于盐类，A错；碳酸钠可与氢氧化钙反应，C错；BaCl2溶液可与碳酸钠反应产生沉淀，而不与碳酸氢钠溶液反应，D错。

2．下列物质既能跟盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（　　）

A．Na2CO3　　　　　　　B．NaOH

C．NaClD．NaHCO3

解析：

选D　NaHCO3既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。

3．可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是（　　）

A．加热时无气体放出

B．滴加盐酸时有气泡放出

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

解析：

选C　碳酸氢钠与BaCl2稀溶液不反应，而碳酸钠与BaCl2稀溶液反应有白色沉淀生成。

4．有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是（　　）

方案

操作

判断

A

分别加入澄清石灰水

产生沉淀者为Na2CO3

B

分别加入等浓度的稀盐酸

反应较剧烈者为Na2CO3

C

分别加入CaCl2溶液

产生沉淀者为Na2CO3

D

逐滴加入等浓度的盐酸

立即产生气泡者为Na2CO3

解析：

选C　A项，发生的反应分别为：

Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同（产生白色沉淀）；B项，滴加等浓度的稀盐酸时NaHCO3溶液反应较剧烈；C项，Na2CO3与CaCl2发生反应：

Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应；D项，逐滴加入盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。

5．“套管实验”是将一个较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪器进行的实验。

因其具有许多优点，近年被广泛开发并应用于化学实验中。

下述实验为“套管实验”，请观察如图所示实验装置，分析实验原理，回答下列问题：

（小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球）

（1）从点燃酒精灯开始，试管及烧杯A、B中能观察到的现象有____________________

________________________________________________________________________。

（2）整个实验结束时，在操作上需要特别注意的问题是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）通过该实验可得出的结论是____________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

实验装置不再是传统的组装，而是改进了的，将原来两个实验结合在一起，能更好地进行对比说明碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性。

答案：

（1）棉花球变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，开始时A中有气泡产生，小试管内有液滴出现

（2）防止倒吸

（3）NaHCO3的热稳定性比Na2CO3的差，NaHCO3分解有CO2和H2O生成

1．为除去实验室制得的CO2气体中的少量HCl气体，最好将混合气体通过（　　）

A．烧碱溶液　　　　　　　B．饱和碳酸氢钠溶液

C．饱和碳酸钠溶液D．水

解析：

选B　烧碱溶液、饱和碳酸钠溶液可与CO2反应，水也可吸收CO2，饱和碳酸氢钠溶液既能除去HCl又能降低CO2在水中的溶解度，是最佳选择。

2．等质量的Na2CO3和NaHCO3固体分别与足量的0.100mol·L－1的盐酸反应，下列叙述中正确的是（　　）

A．NaHCO3产生的气体多

B．Na2CO3产生气体的速率快

C．Na2CO3产生的气体多

D．NaHCO3消耗的盐酸的质量多

解析：

选A　由关系式

～

～

，

～

～

可知，A正确，C、D不正确；Na2CO3与盐酸分两步反应，而NaHCO3与盐酸一步反应，所以NaHCO3产生气体的速率快。

3．下列各组内的两种物质发生反应时，其产物不随反应物用量比的改变而发生变化的是（　　）

A．CO2和澄清石灰水

B．NaOH溶液和CO2

C．Na2CO3溶液和盐酸

D．NaHCO3溶液和盐酸

解析：

选D　A项中，CO2不足量，生成CaCO3；CO2过量，生成Ca（HCO3）2。

B项中，CO2不足，生成Na2CO3；CO2过量，生成NaHCO3。

C项中，盐酸不足，生成NaHCO3和NaCl；盐酸足量，生成NaCl、H2O和CO2。

D项符合题意。

4．有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中可行的是（　　）

A．分别配成溶液，再加入澄清石灰水

B．分别配成溶液，再加入NaOH溶液

C．分别加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生

D．分别配成溶液，再进行焰色反应

解析：

选C　A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应，产生CaCO3沉淀。

B项中NaOH虽然只与NaHCO3反应：

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，但并无明显现象。

D项两试剂中皆含有Na元素，不能用焰色反应来区分。

C项加热时，只有NaHCO3受热分解：

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2可使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别Na2CO3和NaHCO3。

5．[双选]有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是（　　）

A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大

B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍

C．将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀，加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀

D．同物质的量浓度的两种溶液，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的大

解析：

选A、C　等质量的NaHCO3、Na2CO3的物质的量n（NaHCO3）>n（Na2CO3），即在相同条件下NaHCO3产生CO2的体积大；物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与HCl反应，消耗HCl的物质的量Na2CO3是NaHCO3的两倍，则消耗同浓度盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍；NaHCO3溶液中HCO

与OH－反应生成CO

，CO

与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀；相同条件下Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3强，所以pH大。

6．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度（质量分数）是（　　）

A.

　　　　　B.

C.

D.

解析：

选A　因NaHCO3受热易分解为Na2CO3、CO2和H2O，导致固体质量减小，可利用差量法进行计算：

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O　m（减少）

2×84　　　106　　　　　　　　62

　x　　　　　　　　　　　　　　　（w1－w2）

解得x＝

，将其代入下式可得：

w（Na2CO3）＝（w1－x）/w1＝

，A项正确。

7．某学生拟用50mLNaOH溶液吸收CO2制备Na2CO3溶液。

为防止通入的CO2过量生成NaHCO3，他设计了如下实验步骤：

Ⅰ.用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2，至CO2不再溶解；Ⅱ.小心煮沸溶液1～2min；Ⅲ.在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合。

（1）他能否制得较纯净的Na2CO3？

__________；理由是

________________________________________________________________________。

（2）按他的设计，第①步实验装置如图所示：

①装置A使用的试剂是石灰石和盐酸溶液。

能否使用纯碱代替石灰石？

________，原因是________________________________________________________________________。

②装置B使用的试剂是____________，作用是_________________________________

________________________________________________________________________。

③有人认为实验步骤②、③的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理，你认为对吗？

________；为什么？

________________________________________________________________________。

解析：

该题一是已知实验目的，请同学评价操作是否可行；二是给定实验装置，评价判断实验药品、其他实验仪器的选择；三是对新提出的实验方案进行评价。

反应原理是：

一部分NaOH与过量CO2反应生成NaHCO3，使生成的NaHCO3恰好与另一部分NaOH反应生成Na2CO3：

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。

答案：

（1）能　实验Ⅰ生成NaHCO3，其中过量溶解的CO2气体煮沸时已除去，在实验Ⅲ中NaHCO3恰好被NaOH中和，完全转化为Na2CO3

（2）①能　该装置可适用于固体和液体反应不加热产生气体，Na2CO3也是固体　②饱和NaHCO3溶液　除去HCl　③不对　若不先除去溶液中溶解的CO2气体，实验Ⅲ加入的NaOH溶液将有一部分消耗于与CO2的反应，使NaHCO3不能完全转化为Na2CO3

8．（2016·西安高一检测）淡黄色固体X和气体A存在如下转化关系：

请回答下列问题：

（1）固体X的名称________，A的化学式________。

（2）写出反应①③的化学方程式，并指出氧化剂。

反应①__________________________________________，

____________。

反应③_________________________________________________________________，

____________。

（3）写出②④反应的离子方程式：

反应②___________________________________________________________________。

反应④___________________________________________________________________。

解析：

由转化关系可知，淡黄色固体X能与气体A反应生成固体Y与气体，应是过氧化钠与二氧化碳反应，可推知淡黄色固体X为Na2O2，气体A为CO2，固体Y为Na2CO3，反应生成的气体为O2.碳酸钠与石灰水反应生成白色沉淀为CaCO3，所得溶液为NaCl溶液。

答案：

（1）过氧化钠　CO2　

（2）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Na2O2　2Na＋O2

Na2O2　O2

（3）Ca2＋＋CO

===CaCO3↓　CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑