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必 修 一
学
化
J
S
专题2 从海水中获得化学物质
苏打是什么?
苏打水是碳酸氢钠的水溶液,是带有弱碱性的饮料,常添加甜味剂和香料。
NaHCO3,俗称小苏打
Na2CO3
Soda
俗名:
纯碱、苏打
一、碳酸钠的性质
化学式:
Na2CO3
钠盐、碳酸盐
所属类别:
白色粉末固体,易溶于水
物理性质:
【实验一】
在两支试管中分别取2~3mL澄清石灰水和氯化钙溶液,再分别向上述两支试管中滴加碳酸钠溶液,振荡,观察实验现象。
活动与探究
碳酸钠会与KOH和KCl反应吗?
实验现象:
都有白色沉淀生成
化学方程式:
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH
Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓+ 2NaCl
1、碳酸钠会与某些碱和某些盐反应
思 考
实质:CO32- + Ca2+ = CaCO3↓
【实验二】
组装实验装置,将滴管中的浓盐酸加入瓶中,观察实验现象。
2、碳酸钠会与盐酸等强酸反应
实验现象:
气球鼓起来,有气体产生
化学方程式:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
思 考
碳酸钠会与哪类物质反应?
反应具备怎样的特征?
实质:CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
【实验三】
用pH试纸测定碳酸钠溶液的pH。
【实验四】
在一只烧杯中加入50mL前面配置好的碳酸钠溶液,用酒精灯加热至接近沸腾。将一小块沾有油污的铜片浸入碳酸钠溶液中,静置约2min。用镊子将铜片从溶液中取出后,用水冲洗干净。比较浸入碳酸钠溶液前后铜片表面的情况。
【实验三】现象:
PH试纸变蓝
结论:
水溶液呈碱性
【实验四】现象:
油污被去除
结论:
热的纯碱溶液可以去除物品表面的油污。
小结
碳酸钠的性质
俗 名 纯碱、苏打
物理性质 白色粉末,易溶于水
溶液显碱性 洗涤污物
与盐酸反应 产生气泡
与氢氧化钙反应 白色沉淀
与氯化钙反应 白色沉淀
CO32- + Ca2+ = CaCO3↓
CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
CO32- + H2O HCO3- + OH-
思考
碳酸钠和碳酸氢钠都含有Na、C、O三种元素,都是钠盐,它们的性质是否相同,有无差异呢?
性质 Na2CO3 NaHCO3 性质比较
水溶性 易溶 易溶 相同温度下Na2CO3 的溶解度大于NaHCO3
溶液的酸碱性 碱性 碱性 物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液
热稳定性 稳定 不稳定 NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O 和CO2
与酸反应 反应 反应 都放出CO2气体,NaHCO3的剧烈程度强于Na2CO3
设计实验方案,区别碳酸钠和碳酸氢钠固体
二、碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较
【实验一】
取等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体少许,分别放入两支试管中,再向两支试管中加入等体积的水,仔细观察它们的溶解情况。
实验结论:
碳酸钠和碳酸氢钠都易溶于水,
并且碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠。
碳酸钠:白色粉末
碳酸氢钠:白色晶体
活动与探究
【实验二】
在两支试管中分别加入相同物质的量浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液,分别用pH试纸测定它们的pH。
实验结论:
物质的量浓度相同时,碳酸钠的碱性强,pH值大。
【实验三】
在两支干燥试管里分别放入少量 Na2CO3 和 NaHCO3固体,接好装置,使导管末端伸入澄清石灰水中,加热,观察现象。
实验结论:
装有NaHCO3的试管生成气体,使的澄清石灰水变浑浊,很稳定的是Na2CO3;不稳定的是NaHCO3。
2NaHCO3 == Na2CO3 + H2O + CO2↑
△
【实验四】
在两支装有相同物质的量浓度的 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液洁净的试管中分别以同样的速度加入1mLHCl溶液,观察现象。
实验结论:
Na2CO3 和 NaHCO3 均能与盐酸反应,反应更剧烈的是NaHCO3。
CO32-
H+
HCO3-
H+
H2CO3
H2O + CO2
二步完成
Na2CO3 + 2HCl =
CO2↑+ H2O + 2NaCl
NaHCO3 + HCl =
CO2↑+ H2O + NaCl
【实验五】
在两支洁净的试管中分别加入1~2 mLCa(OH)2溶液,再分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液,观察现象。
实验结论:
Na2CO3和NaHCO3均能与Ca(OH)2反应产生白色沉淀,不能区别。
2NaHCO3 + Ca(OH)2 = Na2CO3 + CaCO3↓+ 2H2O
Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3↓
【实验六】
在两支洁净的试管中分别加入1~2 mLNa2CO3和NaHCO3溶液,再分别滴入少量CaCl2溶液,观察现象。
实验结论:
能与CaCl2反应产生白色沉淀的是Na2CO3。
Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓+ 2NaCl
鉴别方法 碳酸钠 碳酸氢钠
各取少量固体于试管中加热,产生的气体通入澄清石灰水 无明显现象 澄清石灰水变浑浊
各取少量固体于试管中加适量水溶解,再分别滴加氯化钙或氯化钡溶液 出现浑浊 无明显现象
小结
鉴别方法 碳酸钠 碳酸氢钠
各取相同量的固体于试管中加适量水溶解,再同时加入相同浓度相同体积的盐酸 产生气体的速率相对缓和 产生气体的速率相对剧烈
配成相同浓度的碳酸钠及碳酸氢钠溶液,用pH试纸测其pH值 相对大 相对小
滴加酚酞的
碳酸钠溶液
碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
2NaHCO3 == Na2CO3+ H2O + CO2↑
Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO3
碳酸氢钠固体
澄清石灰水
观察与思考
思考
1. 如何除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3?
3.如何除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3?
2.如何除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3?
加热到固体质量不再改变为止或不再产生气体为止。
通入过量的CO2。
加入适量的NaOH。
4、现在有五瓶失去标签的无色溶液:澄清石灰水、氯化钙溶液、稀盐酸、酚酞试液、碳酸钠溶液,不用其它试剂,怎样将它们区别开来
五瓶溶液各取少量于试管中,用吸管吹气溶液变浑浊的是澄清石灰水;然后将澄清石灰水滴入其它四支试管中,溶液变红的是酚酞试液,溶液变浑浊的是碳酸钠溶液;最后将碳酸钠溶液滴入剩余两支试管,生成沉淀的是氯化钙溶液,生成气泡的是稀盐酸。
切开金属钠置于空气中:
开始切口呈银白色 (Na) → 颜色变暗 (生成Na2O) →
变成白色固体 (生成NaOH) → 变成液体 (NaOH潮解) →
结块 (吸收CO2生成Na2CO3 10H2O) →
最后变成粉末 (风化生成Na2CO3)
5、金属钠在空气中长时间放置最终将转化为什么?
有关反应如下:4Na + O2 = 2Na2O、
Na2O + H2O = 2NaOH、
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O、
Na2CO3 + 10H2O = Na2CO3 10H2O、
Na2CO3 10H2O = Na2CO3 + 10H2O
三、碳酸钠的用途
纯碱是重要的化工原料,有着广泛的用途。全世界纯碱产量的一半被用于制造玻璃,其余的在制作肥皂、造纸、软化硬水、石油精炼、纺织和多种化学制造业中被广泛使用。碳酸钠易溶于水,它的水溶液有碱性,在日常生活中可以用来去掉发面团中的酸味儿,还可以用它的水溶液来洗涤油污的碗碟、衣物等。
玻璃制品
玻璃纤维
纳米自净玻璃
制皂
制 药
灭 火 剂
发 酵 剂
纺 织
造 纸
侯氏制碱法
1.“侯氏制碱法”的原理是什么?
NH3+CO2+NaCl+H2O = NH4Cl+NaHCO3
2.氨气和二氧化碳两种气体,哪一种先通入饱和的氯化钠溶液中
先通入NH3再通入CO2:CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性,能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。
3.为何碳酸氢钠先从溶液中析出
NaHCO3能溶于水,但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气,由于氯化钠溶液饱和,生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠,所以碳酸氢钠以沉淀析出。
练习
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、碳酸钠和碳酸氢钠在一定条件下可以相互转化
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
B
2、现有Na2CO3和NaHCO3的混合物a克,下列实验方案不能测定混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A.与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
B.充分加热,得c克固体
C.与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得d克固体
D.与足量CaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得e克固体
A
【解析】
A. Na2CO3和NaHCO3的混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体含有CO2和水蒸气,若用碱石灰吸收,增重b克,不能确定其中含有的CO2的质量,所以不能确定混合气体中各种成分的含量,错误;
【解析】
B. NaHCO3不稳定,受热分解产生Na2CO3、CO2和水,将ag混合物充分加热,得c克固体,减少的质量是CO2和水的质量可计算确定NaHCO3的质量,进而得到Na2CO3的质量,正确;
【解析】
C. 设原混合物中含有Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x、y。根据质量关系可得106x+84y=a;根据钠守恒可得58.5(2x+y)=d。两式联立可得各种成分的质量,因此可得混合物中Na2CO3质量分数,正确;
【解析】
D.只有Na2CO3可以与CaCl2发生沉淀反应,根据产生的CaCO3的质量可计算得到Na2CO3的质量。用Na2CO3的质量除以总质量就得到该物质的质量分数,正确。
小 结
一、碳酸钠的性质
白色粉末固体,易溶于水
物理性质:
化学性质:
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH
Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓+ 2NaCl
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
二、碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较
水溶性:碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠。
溶液的酸碱性:碳酸钠的碱性强,pH值大。
热稳定性:碳酸钠稳定;碳酸氢钠加热分解。
与酸反应:碳酸氢钠反应更剧烈。
酸钠与碳酸氢钠的相互转化
三、碳酸钠的用途
侯氏制碱法
NH3+CO2+NaCl+H2O = NH4Cl+NaHCO3
2NaHCO3 == Na2CO3+ H2O + CO2↑
Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO3
看
观
谢
谢