2.1.3 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 课件(共47张PPT) 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

(共47张PPT)
第二章 海水中的重要元素
第一节 钠及其化合物
第三课时 碳酸钠和碳酸氢钠
焰色试验
1、掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
2、了解与纯碱有关的化学史和制备方法。
3、掌握焰色试验的知识。
教学目标
课前导入
碳酸钠(Na2CO3)
俗称：纯碱、苏打
用途：去油污(碱性强)、面食的制作(中和酸，二次醒发)
碳酸氢钠 (NaHCO3)
俗称：小苏打
用途：治疗胃酸过多、膨松剂、发酵粉(面粉的醒发)
厨房中的 “苏式俩兄弟”
一、碳酸钠和碳酸氢钠的组成
物质 Na2CO3 NaHCO3
类别
构成粒子
Na+、CO32—
Na+、HCO3—
钠盐
碳酸盐
正盐
钠盐
碳酸氢盐
酸式盐
操作 Na2CO3 NaHCO3
(1) 观察Na2CO3和NaHCO3外观并进行描述。
(2) 向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化。
(3) 继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象。
(4) 分别向(3)所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象。
二、碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
[实验2-4]
二、碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
操作 Na2CO3 NaHCO3
(1) 观察Na2CO3和NaHCO3外观并进行描述。
二、碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
[实验2-4]
白色粉末
细小白色晶体
操作 Na2CO3 NaHCO3
(2) 向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化。
二、碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
[实验2-4]
加几滴水后，粉末结块变成晶体；温度上升。
加几滴水后，晶体部分溶解；温度下降。
Na2CO3遇水生成有结晶水的碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)，并伴
随放热现象。碳酸氢钠能溶于水，并伴随吸热现象。
二、碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
Na2CO3 · xH2O
(白色晶体)
Na2CO3
(白色粉末)
风化，失去结晶水
吸水潮解
操作 Na2CO3 NaHCO3
(3) 继续向(2)的试管中分别加入5mL水，用力振荡有何现象
(4) 分别向(3)所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象
二、碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
[实验2-4]
振荡后完全溶解
振荡后部分溶解
相同温度下在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3
Na2CO3 、NaHCO3的水溶液碱性：Na2CO3>NaHCO3
溶液变深红色
溶液变成浅红色
二、碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
俗称
化学式
外观
水溶性
水溶液酸碱性
苏打、纯碱
小苏打
Na2CO3
NaHCO3
白色粉末
细小白色晶体
易溶于水
(20℃，20g/100g水)
溶解时放热
可溶于水
(20℃，9.6g/100g水)
溶解时吸热
碱性(较强)
碱性(较弱)
三、碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性比较
碳酸钠和碳酸氢钠的外观相似，如何鉴别？
[实验2-5] 如图2-7所示，分别加热Na2CO3和NaHCO3，观察现象，比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
三、碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性比较
名称 Na2CO3 NaHCO3
实验现象
结论
化学方程式
2NaHCO3 ══ Na2CO3 + CO2↑ + H2O
△
无明显现象
澄清石灰水变浑浊，试管口有水珠
碳酸钠受热不易分解
碳酸氢钠受热易分解，生成二氧化碳和水
\
可以利用碳酸氢钠受热分解的化学性质，来除去碳酸钠中含有的碳酸
氢钠杂质。
三、碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性比较
装置改进——套管实验
碳酸氢钠
碳酸钠
[实验现象]
A烧杯中澄清石灰水不变浑浊，
B烧杯中澄清石灰水变浑浊。
[改进优点]
操作简便、节约原料、易于对比。
A B
对应训练
[典例1] 下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如下图所示实验装置，分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中不正确的是( )
A．甲为小苏打，乙为纯碱
B．要证明碳酸氢钠受热产生水，可在小试
管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
C．加热不久就能看到丙烧杯石灰水变浑浊
D．整个实验过程都没有发现丙烧杯的澄清石灰水变浑浊
C
四、碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应
与酸反应实验
四、碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应
实验 向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸 向碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸
现象
原因
开始时无气泡，后产生气泡
立即有气泡产生
先发生反应：
Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl
后发生反应：
NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O
直接发生反应：
NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O
CO32—
HCO3—
CO2
H+
2H+
H+
四、碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应
1. 若向稀盐酸中分别逐滴加入碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，又会有什么现象？
此时，无论是对于碳酸钠还是碳酸氢钠来说，稀盐酸都是过量的，所以都立即产生气泡。
Na2CO3 + 2HCl ══ 2NaCl + CO2↑ + H2O
NaHCO3 + HCl ══ NaCl + CO2↑ + H2O
四、碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应
2. 现有两瓶没有标签的无色溶液，分别为稀盐酸和碳酸钠溶液，在不使用其他任何试剂的前提下，如何将两种溶液鉴别出来？简述实验方法。
将两种溶液分别编号为A溶液和B溶液，取适量A溶液于试管中，逐滴加入B溶液，若立即有气泡产生，则A溶液为稀盐酸，B溶液为碳酸钠溶液；若开始时无气泡，后产生气泡，则A溶液为碳酸钠溶液，B溶液为稀盐酸。
四、碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应
3. 在两支试管中分别加入足量相同的稀盐酸，将气球中等质量的Na2CO3和NaHCO3倒入足量的盐酸中，预测现象。
药品同时
倒入试管
快 慢
五、碳酸钠和碳酸氢钠与碱、盐反应
实验步骤 实验现象 结论或解释
(用离子方程式表示)
① 向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加澄清石灰水
② 向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加CaCl2溶液
产生白色沉淀
Ca2++CO32— = CaCO3↓
Ca2++CO32— = CaCO3↓
产生白色沉淀
五、碳酸钠和碳酸氢钠与碱、盐反应
实验步骤 实验现象 结论或解释 (用离子方程式表示)
① 向盛有NaHCO3溶液的试管中滴加澄清石灰水
② 向盛有NaHCO3溶液的试管中滴加CaCl2溶液
产生白色沉淀
Ca(OH)2足量：
Ca2++OH—+HCO3— =CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2少量：
Ca2++2OH— + 2HCO3— = CO32— + CaCO3↓+ 2H2O
稀溶液
不反应
\
知识拓展
[思考] CO32—、HCO3—、CO2之间有什么转化关系？
CO32—
HCO3—
CO2
H+
2H+
H+
OH—
OH—
2OH—
六、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别和除杂
加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体是NaHCO3固体。
气体法：分别向等质量的Na2CO3和NaHCO3中加入足量的稀盐酸，产生气体体积大、速度快、现象更剧烈的是NaHCO3。
测pH法：分别用pH试纸测等浓度的Na2CO3和NaHCO3稀溶液的pH，pH大的是Na2CO3溶液。
酚酞法：向等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入几滴酚酞，溶液明显变红的是Na2CO3溶液。
沉淀法：加入BaCl2(CaCl2)溶液，产生沉淀的是Na2CO3。
一、鉴别
选择适当的试剂或方法除去杂质，并完成转化的化学方程式，“[　]”内为杂质。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]___________，__________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]_____________，________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]__________________，_________________________________。
(4) CO2(HCl)_________________________________。
六、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别和除杂
二、除杂
灼烧至恒重
通入足量CO2
Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3
滴加适量NaOH溶液
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
2NaHCO3 ══ Na2CO3 + CO2↑ + H2O
△
将混合气通过饱和NaHCO3溶液洗气
七、碳酸钠和碳酸氢钠的用途
(1) 碳酸钠可用于厨房去油污，为什么不用碳酸氢钠？
(2) 治疗胃酸过多选用碳酸氢钠，为什么不用碳酸钠？
(3) 用碳酸氢钠煮的馒头，为什么更蓬松？
胃痛类型很多，胃溃疡型胃穿孔不能吃含有小苏打的药物进行治疗，反而会加重病情，可以用氢氧化铝等治疗。
七、碳酸钠和碳酸氢钠的用途
Na2CO3可用于玻璃、造纸、纺织、去除油污等。
NaHCO3可用于灭火剂、发酵剂、医药等。
名称及化学式
颜色状态
俗称
水溶性
水溶液酸碱性
热稳定性
与二氧化碳反应
与盐酸反应
不反应
稳定、受热不易分解
NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
白色粉末
细小白色晶体
纯碱、苏打
小苏打
易溶于水(溶解时放热)
可溶于水(溶解时吸热)
较强碱性
较弱碱性
△
Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
与滴加顺序有关
对应训练
C
[典例2]
对应训练
D
[典例3]
对应训练
D
[典例4] 有两个无标签的试剂瓶，分别盛有Na2CO3、NaHCO3固体，有四位同学为鉴别它们采用了以下方法，其中不可行的是( 　　)
A. 分别将它们配制成溶液，再加入澄清石灰水
B. 分别将它们配制成溶液，再加入CaCl2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. 分别取固体样品，滴加同浓度盐酸，观察产生气泡的快慢
A
对应训练
D
[典例5] 下列实验方案中，不能测定出NaHCO3和Na2CO3的混合物中Na2CO3质量分数的( )
A．取 ag 混合物充分加热，质量减少 bg
B．取 ag 混合物与足量稀盐酸反应，加热、蒸干、灼烧，得到 bg 固体
C．取 ag 混合物与足量 NaOH 溶液充分反应，得到 bg 溶液
D．取 ag 混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加 bg
C
八、侯氏制碱法
侯德榜把合成氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。
八、侯氏制碱法
沉淀池：NaCl + NH3 + CO2 + H2O ══ NaHCO3↓ + NH4Cl
煅烧炉：2NaHCO3 ══ Na2CO3 + CO2↑ + H2O
△
①NaCl溶液需要饱和，便于NaHCO3析出，溶解度：NaCl > NaHCO3
②NH3 和CO2加入顺序：先通入NH3 ，再通入CO2 [因为氨气极易溶于水，先通入氨气有利于后续二氧化碳的吸收]，可循环的物质为CO2、NaCl。
八、侯氏制碱法
1、为什么先通入氨气？
2、为什么用长导管导二氧化碳？
3、为什么要用冷水和饱和食盐水？
4、c中可能是什么？
对应训练
D
[典例6] “NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是( )
C
对应训练
D
[典例7] 下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是( )
A.A气体是CO2，B气体是NH3
B.第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2O
C.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
C
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，根据火焰的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验(火焰颜色与元素存在状态无关)。
九、焰色试验
一、含义
物理变化
(电子跃迁原理)
九、焰色试验
二、试验步骤
不能用玻璃棒
(含有Na元素)
观察钾的焰色时，要通过蓝色钴玻璃观察，目的是过滤掉钠的黄色火焰。
九、焰色试验
九、焰色试验
三、注意事项
1、若没有铂丝，可以用光洁无锈的铁丝代替。
因为它们在火焰上灼烧无颜色，同时熔点高，不易被氧化。
2、洗涤铂丝用盐酸而不能用硫酸。
用稀盐酸清洗的原因：生成金属氯化物，而金属氯化物在高温时可挥发。
3、焰色反应是物理变化，不是化学变化，是金属元素的性质。
不管是单质还是含有该金属的化合物灼烧时都具有同样的颜色。
4、不是所有金属灼烧时都有颜色。
九、焰色试验
四、常见金属的焰色
九、焰色试验
五、焰色试验的应用
①烟花 ②检验金属元素 ③照明或其他
对应训练
D
[典例8] 有关焰色反应的说法正确的是( )
A.焰色反应是金属单质表现的性质
B.焰色反应是因为发生了化学变化而产生的
C.焰色反应看到黄色火焰并不能确定该物质一定不含钾元素
D.洗涤焰色反应中用到的铂丝可用稀硫酸代替稀盐酸
C
对应训练
D
[典例9] 下列有关焰色反应试验操作注意事项正确的是 ( 　　 )
① 钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
② 先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质
③ 每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④ 实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤ 没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A ．仅有③不正确 B ．仅有④不正确
C ．仅有⑤不正确 D ．全对
D
对应训练
D
[典例10] 2022年北京冬奥会开幕式璀璨夺目的焰火与化学的焰色试验有关，关于焰色试验说法正确的是( )
A．做焰色试验时可用铜丝代替铂丝
B．Na2O 和 NaOH 的焰色均为黄色
C．需用稀硫酸清洗铂丝并在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同 D．检验 Na2CO3 中混有的少量 K2CO3可在火焰上灼烧直接观察焰色
B
对应训练
[典例11] 下列说法正确的有 。
①Na2O、Fe2O3、Al2O3属于碱性氧化物
②Na2O2中阴阳离子个数比是1：1
③铜丝能导电，所以铜属于电解质
④非金属氧化物不一定是酸性氧化物
⑤区别NaHCO3与Na2CO3溶液，可以用Ca(OH)2溶液
⑥实验室将钠保存在煤油中
⑦实验室制备Fe(OH)3胶体：将FeCl3饱和溶液逐滴加入热NaOH溶液中，继续加热至呈红褐色
⑧钠或氯化钠固体的焰色试验，透过蓝色钴玻璃都可以看到黄色火焰
④⑥