2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第二章 第一节 第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 学案 （含答案）
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| 名称 | 2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第二章 第一节 第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 学案 （含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 537.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-06 17:20:53 | ||
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文档简介
第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
[核心素养发展目标] 1.通过实验认识Na2CO3、NaHCO3的性质，培养科学探究意识。2.了解焰色试验的操作与应用。
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1．Na2CO3、NaHCO3性质探究
(1)探究Na2CO3、NaHCO3的溶解性及水溶液的酸碱性
在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入表中。
盐 Na2CO3 NaHCO3
①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态 细小的白色晶体
②加几滴水并将温度计伸入其中 加水后____________________，温度计示数________ 加水后______溶解，温度计示数____
③继续向②的试管中分别加5 mL水，用力振荡 振荡一段时间后可溶解 固体量减少
④分别向③所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液 溶液________，溶液碱性较强 溶液____，溶液碱性较弱
初步结论 碳酸钠、碳酸氢钠均______溶于水，水溶液均呈______性，但Na2CO3的溶解度更________，碱性更________
思考1 Na2CO3粉末遇水生成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)，且在干燥空气中失去结晶水变成碳酸钠粉末，那么钠露置在空气中，最终会完全转变成什么？
思考2 向饱和的Na2CO3溶液中通入过量的CO2，会有什么现象？试分析其原因？
(2)碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水______________
澄清石灰水______ ____________________；化学方程式：____________________
思考3 用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球，实验装置如图。
(1)实验时，小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明NaHCO3受热分解生成了________，烧杯B中澄清石灰水变浑浊，说明NaHCO3受热分解生成了______________。
(2)实验时，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，而烧杯B中澄清石灰水变浑浊，由此可得热稳定性：Na2CO3______________(填“>”或“<”)NaHCO3。
(3)探究Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
实验步骤 在两支试管中分别加入3 mL同一稀盐酸，将两个分别装有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固体的小气球套在两支试管口，将气球内固体同时倒入试管中，观察现象
实验操作
实验现象及结论 两支试管中都产生无色________，气球________，加入碳酸氢钠的试管中气泡产生得______，气球膨胀得更大，离子方程式分别为______________________、______________________________________
思考4 某课外小组在实验中，将盐酸滴加到碳酸钠溶液中，开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。试分析其原因？
(4)探究Na2CO3、NaHCO3和盐(CaCl2)及碱[Ca(OH)2]的反应
盐(CaCl2) 碱[Ca(OH)2]
实验操作及步骤
现象及 结论 ①加入稀Na2CO3溶液，立即产生白色沉淀，离子方程式：_________________________； ②加入少量稀NaHCO3溶液，无明显现象，说明稀CaCl2和少量稀NaHCO3溶液__________ 两支试管中都产生________。离子方程式分别为________________________、_________________________
思考5 (1)试写出足量的NaHCO3溶液和少量Ca(OH)2反应的离子方程式。
(2)试写出用适量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反应原理。
2．重要用途
(1)碳酸钠：纺织、制皂、造纸、制玻璃、食用碱或工业用碱等。
(2)碳酸氢钠：发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。
1．判断正误
(1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多( )
(2)HCO在强酸性、强碱性溶液中均不能大量存在( )
(3)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应( )
(4)Na2CO3俗称纯碱，所以Na2CO3属于碱( )
(5)可用加热法除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3杂质( )
(6)只用盐酸无法鉴别等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液( )
2．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示：
(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是___________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为__________________
____________________________________________________________________________。
(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。
Na2CO3和NaHCO3的三种鉴别方法
(1)
(2)
(3)
二、焰色试验
1．定义
利用很多________或它们的________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色判断试样所含的金属元素，化学上把这样的________分析操作称为焰色试验。焰色试验是元素的________性质。
2．操作
3．一些金属元素的焰色
金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜
焰色 紫红色 __色 __色 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 __色
思考1 为什么用盐酸洗涤铂丝而不用硫酸洗涤铂丝？为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验，而不采用铜丝？
思考2 利用焰色试验检验钾元素时，为什么要透过蓝色钴玻璃进行观察？
4．应用
(1)检验________________的存在。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
1．判断正误
(1)焰色试验是物质在灼烧时发生了化学反应而呈现不同的焰色( )
(2)焰色试验的铂丝可用稀硫酸洗净( )
(3)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2CO3溶液( )
(4)用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，则该溶液一定含有钾盐( )
2．用焰色试验检验K＋时的操作有：①蘸取待测液；②置于酒精灯火焰上灼烧；③透过蓝色钴玻璃观察；④用稀盐酸洗净铂丝。正确的操作顺序为( )
A．①②③④ B．④②①②③
C．④①② D．①③②④
1．(2023·桂林高一检测)在做面包、蛋糕等面食点心时需要加入一定量的发酵粉，下列物质是发酵粉的主要成分之一的是( )
A．氯化钠 B．碳酸钠
C．硫酸钠 D．碳酸氢钠
2．(2022·长沙高一检测)为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是( )
A．CO2气体(HCl)，饱和NaHCO3溶液
B．Na2CO3固体(NaHCO3)，加热至不再产生气体
C．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入过量的CO2后微热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
3．(2022·金华第八中学高一检测)用洁净的铂丝蘸取某无色溶液，放在无色火焰上灼烧，火焰的颜色呈黄色，下列说法错误的是( )
A．该溶液中可能含有钠离子，一定没有钾离子
B．该溶液中一定含有钠离子
C．该溶液中一定没有铜离子
D．该溶液中可能含有钾离子
4．(2022·邯郸高一月考)CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的转化关系如图所示，下列说法错误的是( )
A．①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B．向NaOH溶液中通入少量CO2可实现②转化
C．⑤转化时溶液中一定出现沉淀
D．⑥的转化条件可以是加热
5．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题：
(1)碳酸氢钠的化学式是______________，俗称________，其水溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，反应的离子方程式为______________________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量：前者__________(填“＞”“＜”或“＝”)后者。
(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为_______________________________。
第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
一、
1．(1)白色粉末 结块变成晶体 升高 部分 降低 变红 变浅红 易 碱 大 强
思考1钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末。NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。
思考2 有晶体析出。CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，所得NaHCO3的质量比参加反应的Na2CO3的质量大，又由于常温下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，且反应过程中消耗了水，故会有NaHCO3晶体从溶液中析出。
(2)不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 变浑浊 NaHCO3不稳定，受热容易分解 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
思考3 (1)H2O CO2 (2)>
(3)气泡 膨胀 更快 HCO＋H＋===CO2↑＋H2O CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
思考4 Na2CO3和盐酸反应分两步进行：
①CO＋H＋===HCO；
②HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。
故开始无明显现象，后来产生气泡。
(4)Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 不反应 白色沉淀
Ca2＋＋CO===CaCO3↓ HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O
思考5 (1)2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO (2)NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O或OH－＋HCO===H2O＋CO
应用体验
1．(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
2．(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3，均可以与盐酸反应产生CO2，均可使澄清石灰水变浑浊，故达不到鉴别目的
(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O (3)NaHCO3
二、
1．金属 化合物 定性 物理
2．盐酸 原火焰颜色相同 试样 火焰的颜色
3．黄 紫 绿
思考1 盐酸沸点比硫酸低，加热时易挥发无残留。铂丝或铁丝做焰色试验时没有颜色，而铜在灼烧时有绿色的焰色。
思考2 因为含有钾元素的物质中往往会混有少量的钠元素，灼烧时，钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光，透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光，便于观察到钾元素的紫色光。
4．(1)金属元素
应用体验
1．(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．B [根据焰色试验的操作步骤：洗、烧、蘸、烧、观，可知B项正确。应特别注意：检验K＋时必须透过蓝色钴玻璃观察，以滤去黄光。]
随堂演练 知识落实
1．D 2.D 3.A
4．C [①的反应可以是Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，①所加试剂可以是稀硫酸，A项正确；向NaOH溶液中通入少量CO2，生成Na2CO3，B项正确；NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时，生成的NaHCO3以沉淀的形式析出，其他情况不一定有沉淀生成，C项错误；加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3，⑥的转化条件可以是加热，D项正确。]
5．(1)NaHCO3 小苏打 碱
(2)H＋＋HCO===H2O＋CO2↑ <
(3)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
[核心素养发展目标] 1.通过实验认识Na2CO3、NaHCO3的性质，培养科学探究意识。2.了解焰色试验的操作与应用。
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1．Na2CO3、NaHCO3性质探究
(1)探究Na2CO3、NaHCO3的溶解性及水溶液的酸碱性
在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入表中。
盐 Na2CO3 NaHCO3
①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态 细小的白色晶体
②加几滴水并将温度计伸入其中 加水后____________________，温度计示数________ 加水后______溶解，温度计示数____
③继续向②的试管中分别加5 mL水，用力振荡 振荡一段时间后可溶解 固体量减少
④分别向③所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液 溶液________，溶液碱性较强 溶液____，溶液碱性较弱
初步结论 碳酸钠、碳酸氢钠均______溶于水，水溶液均呈______性，但Na2CO3的溶解度更________，碱性更________
思考1 Na2CO3粉末遇水生成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)，且在干燥空气中失去结晶水变成碳酸钠粉末，那么钠露置在空气中，最终会完全转变成什么？
思考2 向饱和的Na2CO3溶液中通入过量的CO2，会有什么现象？试分析其原因？
(2)碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水______________
澄清石灰水______ ____________________；化学方程式：____________________
思考3 用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球，实验装置如图。
(1)实验时，小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明NaHCO3受热分解生成了________，烧杯B中澄清石灰水变浑浊，说明NaHCO3受热分解生成了______________。
(2)实验时，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，而烧杯B中澄清石灰水变浑浊，由此可得热稳定性：Na2CO3______________(填“>”或“<”)NaHCO3。
(3)探究Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
实验步骤 在两支试管中分别加入3 mL同一稀盐酸，将两个分别装有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固体的小气球套在两支试管口，将气球内固体同时倒入试管中，观察现象
实验操作
实验现象及结论 两支试管中都产生无色________，气球________，加入碳酸氢钠的试管中气泡产生得______，气球膨胀得更大，离子方程式分别为______________________、______________________________________
思考4 某课外小组在实验中，将盐酸滴加到碳酸钠溶液中，开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。试分析其原因？
(4)探究Na2CO3、NaHCO3和盐(CaCl2)及碱[Ca(OH)2]的反应
盐(CaCl2) 碱[Ca(OH)2]
实验操作及步骤
现象及 结论 ①加入稀Na2CO3溶液，立即产生白色沉淀，离子方程式：_________________________； ②加入少量稀NaHCO3溶液，无明显现象，说明稀CaCl2和少量稀NaHCO3溶液__________ 两支试管中都产生________。离子方程式分别为________________________、_________________________
思考5 (1)试写出足量的NaHCO3溶液和少量Ca(OH)2反应的离子方程式。
(2)试写出用适量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反应原理。
2．重要用途
(1)碳酸钠：纺织、制皂、造纸、制玻璃、食用碱或工业用碱等。
(2)碳酸氢钠：发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。
1．判断正误
(1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多( )
(2)HCO在强酸性、强碱性溶液中均不能大量存在( )
(3)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应( )
(4)Na2CO3俗称纯碱，所以Na2CO3属于碱( )
(5)可用加热法除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3杂质( )
(6)只用盐酸无法鉴别等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液( )
2．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示：
(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是___________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为__________________
____________________________________________________________________________。
(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。
Na2CO3和NaHCO3的三种鉴别方法
(1)
(2)
(3)
二、焰色试验
1．定义
利用很多________或它们的________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色判断试样所含的金属元素，化学上把这样的________分析操作称为焰色试验。焰色试验是元素的________性质。
2．操作
3．一些金属元素的焰色
金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜
焰色 紫红色 __色 __色 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 __色
思考1 为什么用盐酸洗涤铂丝而不用硫酸洗涤铂丝？为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验，而不采用铜丝？
思考2 利用焰色试验检验钾元素时，为什么要透过蓝色钴玻璃进行观察？
4．应用
(1)检验________________的存在。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
1．判断正误
(1)焰色试验是物质在灼烧时发生了化学反应而呈现不同的焰色( )
(2)焰色试验的铂丝可用稀硫酸洗净( )
(3)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2CO3溶液( )
(4)用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，则该溶液一定含有钾盐( )
2．用焰色试验检验K＋时的操作有：①蘸取待测液；②置于酒精灯火焰上灼烧；③透过蓝色钴玻璃观察；④用稀盐酸洗净铂丝。正确的操作顺序为( )
A．①②③④ B．④②①②③
C．④①② D．①③②④
1．(2023·桂林高一检测)在做面包、蛋糕等面食点心时需要加入一定量的发酵粉，下列物质是发酵粉的主要成分之一的是( )
A．氯化钠 B．碳酸钠
C．硫酸钠 D．碳酸氢钠
2．(2022·长沙高一检测)为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是( )
A．CO2气体(HCl)，饱和NaHCO3溶液
B．Na2CO3固体(NaHCO3)，加热至不再产生气体
C．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入过量的CO2后微热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
3．(2022·金华第八中学高一检测)用洁净的铂丝蘸取某无色溶液，放在无色火焰上灼烧，火焰的颜色呈黄色，下列说法错误的是( )
A．该溶液中可能含有钠离子，一定没有钾离子
B．该溶液中一定含有钠离子
C．该溶液中一定没有铜离子
D．该溶液中可能含有钾离子
4．(2022·邯郸高一月考)CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的转化关系如图所示，下列说法错误的是( )
A．①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B．向NaOH溶液中通入少量CO2可实现②转化
C．⑤转化时溶液中一定出现沉淀
D．⑥的转化条件可以是加热
5．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题：
(1)碳酸氢钠的化学式是______________，俗称________，其水溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，反应的离子方程式为______________________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量：前者__________(填“＞”“＜”或“＝”)后者。
(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为_______________________________。
第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
一、
1．(1)白色粉末 结块变成晶体 升高 部分 降低 变红 变浅红 易 碱 大 强
思考1钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末。NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。
思考2 有晶体析出。CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，所得NaHCO3的质量比参加反应的Na2CO3的质量大，又由于常温下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，且反应过程中消耗了水，故会有NaHCO3晶体从溶液中析出。
(2)不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 变浑浊 NaHCO3不稳定，受热容易分解 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
思考3 (1)H2O CO2 (2)>
(3)气泡 膨胀 更快 HCO＋H＋===CO2↑＋H2O CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
思考4 Na2CO3和盐酸反应分两步进行：
①CO＋H＋===HCO；
②HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。
故开始无明显现象，后来产生气泡。
(4)Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 不反应 白色沉淀
Ca2＋＋CO===CaCO3↓ HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O
思考5 (1)2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO (2)NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O或OH－＋HCO===H2O＋CO
应用体验
1．(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
2．(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3，均可以与盐酸反应产生CO2，均可使澄清石灰水变浑浊，故达不到鉴别目的
(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O (3)NaHCO3
二、
1．金属 化合物 定性 物理
2．盐酸 原火焰颜色相同 试样 火焰的颜色
3．黄 紫 绿
思考1 盐酸沸点比硫酸低，加热时易挥发无残留。铂丝或铁丝做焰色试验时没有颜色，而铜在灼烧时有绿色的焰色。
思考2 因为含有钾元素的物质中往往会混有少量的钠元素，灼烧时，钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光，透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光，便于观察到钾元素的紫色光。
4．(1)金属元素
应用体验
1．(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．B [根据焰色试验的操作步骤：洗、烧、蘸、烧、观，可知B项正确。应特别注意：检验K＋时必须透过蓝色钴玻璃观察，以滤去黄光。]
随堂演练 知识落实
1．D 2.D 3.A
4．C [①的反应可以是Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，①所加试剂可以是稀硫酸，A项正确；向NaOH溶液中通入少量CO2，生成Na2CO3，B项正确；NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时，生成的NaHCO3以沉淀的形式析出，其他情况不一定有沉淀生成，C项错误；加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3，⑥的转化条件可以是加热，D项正确。]
5．(1)NaHCO3 小苏打 碱
(2)H＋＋HCO===H2O＋CO2↑ <
(3)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑