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文檔簡介
專題三
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3.2.2碳酸鈉
碳酸氫鈉
碳酸鈉、碳酸氫鈉是鈉的兩種重要的化合物,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。Na2CO3NaHCO3
碳酸鈉和碳酸鈣都是重要的碳酸鹽。在初中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過碳酸鈣的性質(zhì),你能據(jù)此推測碳酸鈉可能具有哪些性質(zhì)嗎?CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OCaCO3=CaO+CO2↑高溫Na2CO3與稀鹽酸的反應(yīng)Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O俗名:純堿、蘇打一、碳酸鈉的性質(zhì)化學(xué)式:Na2CO3
鈉鹽、碳酸鹽所屬類別:白色粉末固體,易溶于水物理性質(zhì):
NaOH:俗名燒堿、火堿、苛性鈉,是一種白色固體,易吸收空氣中的水分而潮解,易溶于水且溶于水放出大量的熱,有強(qiáng)腐蝕性。
【實(shí)驗(yàn)1】在兩支潔凈的試管中分別加入2~3mL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。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHNa2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl都有白色沉淀生成【實(shí)驗(yàn)2】用pH試紙測定碳酸鈉溶液的pH。
【實(shí)驗(yàn)3】在一只燒杯中加入50mL0.5mol·L-1碳酸鈉溶液,用酒精燈將其加熱至接近沸騰。將一塊沾有油污的銅片浸入碳酸鈉溶液中,靜置約2min。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。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)
論實(shí)驗(yàn)2:pH試紙變藍(lán)實(shí)驗(yàn)2:碳酸鈉溶液呈堿性實(shí)驗(yàn)3:銅片上油污被去除實(shí)驗(yàn)3:熱的純堿溶液可以去除物品表面的油污。溫度/℃0102030405060溶解度/g712.221.839.748.847.346.4溫度/℃0102030405060溶解度/g6.98.159.611.112.714.4516.4已知:碳酸氫鈉溶解度:【思考】往飽和的碳酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳,有何現(xiàn)象?為什么?現(xiàn)象:原因:有白色晶體析出。Na2CO3(飽和)+H2O+CO2=2NaHCO3↓碳酸鈉溶解度:
實(shí)驗(yàn)室通常用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制備CO2,下列除去CO2中混有的HCl氣體的方法是否正確?為什么?CO2(HCl)Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3NaHCO3
碳酸鈉在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用
純堿是人類最早制取和使用的化學(xué)物質(zhì)之一。人們早期是通過鹽堿湖獲得純堿的。1861年,比利時(shí)人索爾維(E.Solvay,1838—1922)創(chuàng)立了氨堿法制堿工藝,以食鹽、石灰石和氨為原料制得了碳酸鈉,但該法對(duì)原料的利用率較低。
我國化學(xué)家侯德榜發(fā)現(xiàn)了氨堿法生產(chǎn)的不足之處,并于1943年提出了著名的侯氏制堿法(又稱聯(lián)合制堿法),即將二氧化碳通入氨化的氯化鈉飽和溶液中,使溶解度小的碳酸氫鈉從溶液中析出:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
過濾得到的碳酸氫鈉晶體受熱分解后生成碳酸鈉。此方法將氨堿法和合成氨法兩種工藝聯(lián)合起來,同時(shí)得到純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品,提高了食鹽的利用率,縮短了生產(chǎn)流程,減少了對(duì)環(huán)境的污染,降低了成本,為中國贏得了榮譽(yù)。俗名:小蘇打二、碳酸氫鈉的性質(zhì)化學(xué)式:NaHCO3
鈉鹽、碳酸氫鹽所屬類別:白色固體,易溶于水物理性質(zhì):【實(shí)驗(yàn)1】取等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體少許,分別放入兩支試管中,再向兩支試管中加入等體積的水,仔細(xì)觀察它們的溶解情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
碳酸鈉和碳酸氫鈉都易溶于水,并且碳酸鈉溶解度大于碳酸氫鈉?!緦?shí)驗(yàn)2】在兩支試管中分別加入相同物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液,分別用pH試紙測定它們的pH。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
物質(zhì)的量濃度相同時(shí),碳酸鈉的堿性強(qiáng),pH值大。Na2CO3NaHCO3
【實(shí)驗(yàn)3】在兩支干燥試管里分別放入少量
Na2CO3和
NaHCO3固體,接好裝置,使導(dǎo)管末端伸入澄清石灰水中,加熱,觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
裝有NaHCO3的試管生成氣體,使澄清石灰水變渾濁。很穩(wěn)定的是Na2CO3,不穩(wěn)定的是NaHCO3。2NaHCO3=Na2CO3+
H2O
+
CO2↑
△
向澄清石灰水持續(xù)通入二氧化碳,發(fā)現(xiàn)澄清石灰水先變渾濁后又變清的原因:Ca(OH)2+CO2
=
CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O
=Ca(HCO3)2
膨松劑指食品加工中添加于生產(chǎn)焙烤食品的主要原料小麥粉中,使面坯起發(fā),形成致密多孔組織,從而使制品具有膨松、柔軟或酥脆的一類物質(zhì)。為使以面粉為原料的面包松軟可口,通常用碳酸氫鈉作膨松劑,因?yàn)樗孩贌岱€(wěn)定性差②增加甜味③產(chǎn)生二氧化碳④提供鈉離子。其中合理的是(
)A.②③ B.①③C.①④ D.③④B【實(shí)驗(yàn)4】在兩支裝有相同物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液潔凈的試管中分別以同樣的速度加入1mLHCl溶液,觀察現(xiàn)象。Na2CO3和
NaHCO3均能與鹽酸反應(yīng),反應(yīng)更快的是NaHCO3。Na2CO3少量鹽酸:過量鹽酸:CO32-+H+=HCO3-Na2CO3+HCl
=NaHCO3+NaClNa2CO3+2HCl
=2NaCl+H2O
+CO2↑CO32-+2H+=H2O+CO2↑現(xiàn)象:過一小段時(shí)間才產(chǎn)生氣泡,速率較慢。NaHCO3+HCl
=NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3HCO3-+H+=H2O+CO2↑現(xiàn)象:立即產(chǎn)生氣泡,速率較快。治療胃酸過多含有NaHCO3已知泡騰片是將藥物與碳酸氫鈉、固體酸及一些輔料混在一起壓制而成的,一旦放入水中,立刻產(chǎn)生大量CO2氣體。下列說法正確的是(
)A.泡騰片是電解質(zhì)B.CO2氣體由碳酸氫鈉溶于水電離產(chǎn)生C.大量CO2氣體的產(chǎn)生致使藥片翻騰,加速藥片溶解D.泡騰片在溫度較高的環(huán)境中可長期保存C碳酸鈉、碳酸氫鈉與堿的反應(yīng)(1)碳酸鈉與澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3
↓+2NaOH(2)碳酸氫鈉與澄清石灰水2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O澄清石灰水少量:澄清石灰水過量:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O少量定一提示:依據(jù)它們的性質(zhì)差異來區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液(2)NaHCO3→Na2CO3①固體間轉(zhuǎn)化:
②溶液間轉(zhuǎn)化:Na2CO3NaHCO3①通入CO2②少量的鹽酸①固體加熱②溶液滴加NaOH溶液Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△三、Na2CO3與NaHCO3的相互轉(zhuǎn)化
除雜方法或所用試劑反應(yīng)原理NaHCO3溶液(Na2CO3)Na2CO3固體(NaHCO3)Na2CO3溶液(NaHCO3)加熱至恒重通入足量CO2Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3加入適量的NaOH溶液NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑Na2CO3和NaHCO3混合物的除雜【課堂小結(jié)】碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)比較物質(zhì)Na2CO3NaHCO3俗名外觀溶解度溶液堿性強(qiáng)弱與HCl反應(yīng)與NaOH反應(yīng)與CO2反應(yīng)熱穩(wěn)定性與CaCl2反應(yīng)純堿、蘇打小蘇打白色粉末白色細(xì)小晶體碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉碳酸鈉溶液的堿性強(qiáng)于碳酸氫鈉溶液Na2CO3
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