新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第2章海水中的重要元素-鈉和氯第1節(jié)鈉及其化合物第4課時(shí)碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別除雜和計(jì)算學(xué)案新人教版必修第一冊(cè)

第4課時(shí)碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別、除雜和計(jì)算學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能利用碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)和反應(yīng)，設(shè)計(jì)常見碳酸鈉、碳酸氫鈉的制備、分別、提純、檢驗(yàn)等簡(jiǎn)潔任務(wù)的方案。2．能進(jìn)行定量計(jì)算。核心素養(yǎng)1．能依據(jù)實(shí)際條件并運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)學(xué)問和方法解決生產(chǎn)、生活中簡(jiǎn)潔的化學(xué)問題，培育學(xué)生的科學(xué)看法與社會(huì)責(zé)任。2．能通過碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別，培育學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，建立結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，培育證據(jù)推理與模型認(rèn)知的實(shí)力。一、碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別與轉(zhuǎn)化1．常用的鑒別方法2．常用的除雜(提純)方法混合物(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法或試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體Na2CO3溶液(NaHCO3)加入適量NaOH溶液3．Na2CO3與NaHCO3的相互轉(zhuǎn)化Na2CO3eq\o(,\s\up7(①溶液中通入足量CO2),\s\do5(②固體加熱③溶液中加NaOH))NaHCO3，分別寫出①②③的化學(xué)方程式：①Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3；②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；③NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O。正誤推斷(1)向Na2CO3飽和溶液中通入過量CO2，有NaHCO3結(jié)晶析出。(√)(2)Na2CO3和NaHCO3溶液分別和Ca(OH)2溶液反應(yīng)，現(xiàn)象相同。(√)(3)用加熱的方法可除去碳酸氫鈉固體中的碳酸鈉。(×)(4)用CaCl2溶液可以鑒別碳酸鈉溶液與碳酸氫鈉溶液。(√)(5)不用其他試劑不能鑒別Na2CO3溶液與鹽酸。(×)應(yīng)用體驗(yàn)1．現(xiàn)有兩瓶無標(biāo)簽的無色溶液，分別裝有Na2CO3和NaHCO3，用下列試劑或方法能將兩者區(qū)分的是(A)①Ca(OH)2②鹽酸③BaCl2④NaOH⑤加熱A．②③ B．①③C．③④ D．②⑤2．有兩支試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作和推斷正確的是(C)選項(xiàng)操作推斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應(yīng)較猛烈者為Na2CO3C分別加入BaCl2溶液產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸馬上產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3解析：A項(xiàng)中發(fā)生的反應(yīng)分別為Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，兩者現(xiàn)象相同(產(chǎn)生白色沉淀)；B項(xiàng)滴加等濃度的稀鹽酸時(shí)，NaHCO3溶液反應(yīng)更猛烈；C項(xiàng)Na2CO3與BaCl2發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl，產(chǎn)生白色沉淀，NaHCO3與BaCl2不反應(yīng)；D項(xiàng)逐滴加入等濃度的鹽酸時(shí)，NaHCO3馬上產(chǎn)生氣泡，Na2CO3起先無氣泡產(chǎn)生，過一會(huì)兒才產(chǎn)生氣泡。歸納總結(jié)與量有關(guān)的碳酸鹽的反應(yīng)(1)NaOHeq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(少量))Na2CO3eq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(足量))NaHCO3。(2)Na2CO3eq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(少量))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(足量))NaCl。(3)酸式鹽與堿的反應(yīng)，可將少量的物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)定為“1”，過量物質(zhì)依據(jù)須要確定計(jì)量數(shù)。二、碳酸鈉與碳酸氫鈉的相關(guān)計(jì)算1．Na2CO3、NaHCO3與足量鹽酸反應(yīng)的比較①生成CO2的速率NaHCO3快②耗酸量等質(zhì)量Na2CO3耗酸多相同數(shù)目Na2CO3耗酸多③生成CO2的體積等質(zhì)量NaHCO3產(chǎn)生的多相同數(shù)目相等2．圖像分析法(1)鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液現(xiàn)象、原理分析及圖像①現(xiàn)象：起先無明顯現(xiàn)象，后有無色氣體放出。②反應(yīng)：無明顯現(xiàn)象時(shí)反應(yīng)的離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，無色氣體放出時(shí)反應(yīng)的離子方程式為HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。③定量關(guān)系：起先階段與產(chǎn)生氣體階段消耗的鹽酸相等，如圖：(2)Na2CO3溶液逐滴滴入稀鹽酸中現(xiàn)象、原理分析①現(xiàn)象：有無色氣體放出。②反應(yīng)的離子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。③圖像：起先就有氣體生成，如圖：(3)NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象、原理分析及圖像①現(xiàn)象：向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，或向鹽酸中逐滴加入NaHCO3溶液，現(xiàn)象相同：馬上有氣泡產(chǎn)生。②原理：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。③圖像：向NaHCO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖所示。(4)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加鹽酸①NaOH＋HCl=NaCl＋H2O。②Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3。③NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。3．差量法計(jì)算差量法：在反應(yīng)前后，物質(zhì)的質(zhì)量差和參與該反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量成正比關(guān)系。例如：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168g106g62gNaHCO3受熱分解時(shí)，當(dāng)168gNaHCO3參與反應(yīng)后，固體質(zhì)量削減62g，實(shí)際參與反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量與反應(yīng)前后固體質(zhì)量差對(duì)應(yīng)成比例。應(yīng)用體驗(yàn)1．已知：①純凈的碳酸鈉ag；②碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合物ag。下列關(guān)于兩者的比較描述正確的是(C)A．分別和鹽酸完全反應(yīng)時(shí)，混合物的耗酸量大B．分別和鹽酸完全反應(yīng)時(shí)，純凈的碳酸鈉放出的CO2多C．分別溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀質(zhì)量大D．分別配成溶液，混合物溶液中的Na＋個(gè)數(shù)多2．將0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的體積的關(guān)系的是(C)解析：溶液中滴加稀鹽酸，先與OH－反應(yīng)，再與COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)，最終稀鹽酸將HCOeq\o\al(－,3)全部轉(zhuǎn)化成CO2，三個(gè)階段消耗的鹽酸的體積為1︰1︰1，故選C。1．為除去括號(hào)內(nèi)的雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是(D)A．Na2CO3溶液(NaHCO3)：加入適量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入過量的CO2氣體C．Na2O2粉末(Na2O)：將混合物在氧氣中加熱D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入適量Ba(OH)2溶液，過濾解析：NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，由于NaOH適量，A項(xiàng)可以將少量的NaHCO3除去；Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，B項(xiàng)可以將少量的Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3而除去；2Na2O＋O22Na2O2，C項(xiàng)可以將少量的Na2O轉(zhuǎn)化為Na2O2而除去；Na2CO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋2NaOH，Ba(OH)2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaOH，雖然除去了Na2SO4，但又引入了新的雜質(zhì)NaOH，而且消耗了Na2CO3，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是(B)A．在O～a范圍內(nèi)，只發(fā)生中和反應(yīng)B．a(chǎn)b段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑C．a(chǎn)＜0.2D．向原混合溶液中通入過量的CO2，得到Na2CO3溶液3．分別取等濃度的氫氧化鈉溶液各100mL，再通入肯定量的CO2，隨后分別各取20mL溶液，向其中逐滴滴入鹽酸，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生CO2的體積(y軸)與所加入鹽酸的體積(x軸)的關(guān)系如圖(分A、B兩種狀況)：(1)在A狀況下，溶質(zhì)是_NaOH、Na2CO3__(填化學(xué)式)。(2)在B狀況下，溶質(zhì)是_Na2CO3、NaHCO3__(填化學(xué)式)。解析：