高中化学《钠 镁及其化合物》碳酸钠的性质与应用教案1 苏教版必修1.docx

高中化学《钠 镁及其化合物》碳酸钠的性质与应用教案1 苏教版必修1.docx

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高中化学《钠镁及其化合物》碳酸钠的性质与应用教案1苏教版必修1

2019-2020年高中化学《钠镁及其化合物》（碳酸钠的性质与应用）教案1苏教版必修1

一、教学目标

（一）知识与技能目标

1．认识碳酸钠、碳酸氢钠的性质及差异。

2．了解侯氏制碱法的化学原理及生产流程。

（二）过程与方法目标

1．用对比实验的方法探究碳酸钠、碳酸氢钠的性质差异。

2．通过对侯氏制碱法生产流程的分析，了解侯氏制碱法的化学原理。

（三）情感态度与价值观目标

1．认识碳酸钠、碳酸氢钠与人类生产生活的密切关系。

2．通过对侯氏制碱法的学习，培养爱国主义思想，树立努力学习为国争光的志向。

二、重点、难点

重点：

碳酸钠、碳酸氢钠的性质差异。

难点：

侯氏制碱法的化学原理。

三、教学工具

仪器：

8个试管、3个烧杯、2个量筒、玻璃棒、PH试纸、两个分别装有碳酸钠、碳酸氢钠的小气球、双套管、酒精灯、铁架台、三脚架、石棉网、镊子。

药品：

碳酸钠、碳酸氢钠固体和碳酸钠、碳酸氢钠溶液、氯化钙溶液、氢氧化钙溶液、盐酸溶液、蒸馏水、有油污的铜片。

四、课时安排

一课时

五、教学过程

学习课题

教师活动

学生活动

教学设想

引入课题

在中国的近代的历史上，“宋氏三姐妹”名气很响（宋庆龄、宋美龄、宋爱龄）。

在化学王国里也有三姐妹那是“苏氏三姐妹”——苏打、小苏打、大苏打，今天我们学习能过比较老二和老小的性格来重点认识老二的性格也就是碳酸钠的性质及应用。

细听、思考。

发展学生学习化学的兴趣，激发他们探求新知识的欲望。

一、碳酸钠与碳酸氢钠的比较

Na2CO3

NaHCO3

1、物理性质

俗名

色态

1、展示实物观察

溶解性（水）

实验2、取等质量碳酸钠、碳酸氢钠分别放入两小试管中，加入等量水

溶液酸碱性（PH）

实验3、用玻璃棒蘸取溶液在PH试纸上进行比色。

2、化学性质

与盐反应

实验4、取碳酸钠、碳酸氢钠溶液分别放入两小试管中，再分别滴入氯化钙溶液。

与碱反应

实验5、取碳酸钠、碳酸氢钠溶液放入小试管中，再分别滴入氢氧化钙溶液。

与HCl反应

实验6、把事先装有等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠固体的两个小气球套在装有足量的盐酸溶液的小试管口上，并同时将碳酸钠、碳酸氢钠倒入试管中。

热稳定性

实验7、大小试管，大试管中装碳酸钠，小试管中装碳酸氢钠，塞紧双套管，并同时通入装有澄清石灰水的两小烧杯中。

3、用途

实验8、在一只烧杯中加入50mL0.5mol·L-1的碳酸钠溶液，用酒精灯将碳酸钠溶液加热至接近沸腾。

将一块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用后，用水冲洗干净。

比较浸入碳酸钠溶液前后铜片表面的情况。

实验部分由老师演示部分由学生亲身实践，学生仔细观察，并通过实验现象总结出结论或解释。

现象

结论

俗名

Na2CO3纯碱、苏打

NaHCO3小苏打

实验1

Na2CO3白色粉末

NaHCO3白色晶体

实验2

Na2CO3

溶解快而且全部溶解

NaHCO3

溶解慢而且少

溶解度Na2CO3>NaHCO3

实验3

Na2CO3

PH=11

NaHCO3

PH=8

碱性Na2CO3>NaHCO3

实验4

Na2CO3

有白色沉淀

NaHCO3

无现象

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+NaCl2

NaHCO3

不反应

实验5

Na2CO3

NaHCO3

都有白色沉淀

Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+NaOH

2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓

+Na2CO3+2H2O

NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓

+NaOH+H2O

实验6

Na2CO3反应不剧烈且气球小

NaHCO3反应剧烈而且气球大

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O

实验7

Na2CO3

无现象

NaHCO3

澄清石灰水中有气泡产生，且溶液变浑浊。

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

实验8

铜片上的油污去掉，变得光亮。

NaCO3制皂、玻璃、造纸、纺织等、热纯碱除油污。

NaHCO3发酵粉、泡沫灭火器、治胃酸。

水溶液碱性，加热碱性

增强。

通过大量的实验来验证

Na2CO3

NaHCO3

的物理性质和化学性质有助于学生理解和掌握。

再通过用比较法来强调碳酸钠的性质，易于学生吸收。

实验操作方面有些也可以让学生操作，不但可以提高学生的动手能力，还加深了他们对知识点的理解和掌握。

二、侯氏制碱法

过渡：

通过作业中遇到的问题引入。

完成Na的用途作业时遇到了一个问题：

用Na来工业上制取Na2CO3和NaOH可不可以？

不可以，钠比Na2CO3贵，经济角度讲不合理。

通过对现实问题的讨论，增强学生对学习化学的重要性的认识。

通过自学法学习“侯氏制碱法”增强学生的自学能力，培养学生独立思考的思维模式。

老师：

那么如何来制取Na2CO3呢？

板书：

二、侯氏制碱法

教材第52页的“侯氏制碱法流程图”，请带着如下问题去详读：

1．反应原理是什么？

2．NH3和CO2两种气体，哪一种先通入饱和的NaCl溶液中？

为什么？

3．NaHCO3和NH4Cl两种物质，为何是NaHCO3先从溶液中结晶析出？

4．“联合制碱法”的“联合”意义何在？

5．“联合制碱法”的还能得到什么副产品？

讨论时，教师带领学生解释流程图。

板书：

反应原理

NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3+NH4Cl

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

看书回答：

以NaCl为原料的侯氏制碱法P52带问题详读。

1．反应原理

NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3+NH4Cl

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

2.NH3到饱和NaCl溶液中，形成氨水的NaCl饱和溶液，而后再通入CO2。

这样先形成了一个弱碱性的环境以后，可以增大CO2在溶液中的溶解度，生成更多的NaHCO3。

3.因为NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度，所以是NaHCO3先从溶液中结晶析出。

4.在制碱工业上，所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的，所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所以，称为“联合制碱法”。

5.“联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。

讨论题

根据所学知识，设置几个常见的易错题。

1．有关于NaCO3和NaHCO3与HCl反应的讨论。

A、等质量的NaCO3和NaHCO3与足量HCl反应，何者放出气体多？

何者消耗盐酸多？

B、等物质的量的NaCO3和NaHCO3与足量HCl反应，何者放出气体多？

何者消耗盐酸多？

2．Na长时间露置于空气中最终生成什么？

3．如何鉴别NaCO3和NaHCO3？

学生讨论并推荐代表发言与其他组交流思想。

1．A、NaHCO3放出气体多，NaCO3消耗盐酸多。

B、NaCO3和NaHCO3放出气体一样多，消耗盐酸NaCO3多。

2．Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3

3.a、加热固体b、溶解c、加HCld 、加CaCl2等等

该讨论如何时间不够可以放在课后，待下节课再交流。

通过讨论可以加强学生的团队意识。

小结

1、通过对NaCO3和NaHCO3的物理化学性质及应用的比较讨论强调NaCO3的性质。

2、学习侯氏制碱法。

六、板书设计：

碳酸钠的性质与应用

一、碳酸钠的性质

碳酸钠与碳酸氢钠的比较

Na2CO3

NaHCO3

1．物理性质

俗名

--

纯碱、苏打

小苏打

色态

实验1

白色粉末

白色晶体

溶解性（水）

实验2

溶解度Na2CO3>NaHCO3

溶液酸碱性（PH）

实验3

碱性Na2CO3>NaHCO3

2．化学性质

与盐反应

实验4

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+NaCl2

不反应

与碱反应

实验5

Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+NaOH

2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓

+Na2CO3+2H2O

NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓

+NaOH+H2O

与HCl反应

实验6

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O

热稳定性

实验7

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

3．用途

实验8

制皂、玻璃、造纸、纺织等、热纯碱除油污。

发酵粉、泡沫灭火器、治胃酸。

二、侯氏制碱法

反应原理

NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3+NH4Cl

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

2019-2020年高中化学《钠镁及其化合物》（碳酸钠的性质与应用）教案2苏教版必修1

教学目标：

1．知识与技能：

（1）掌握碳酸钠的化学性质，掌握碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化，并能通过实验设计方案区别碳酸钠和碳酸氢钠。

（2）了解碳酸钠的工业制法和生产原理，了解碳酸钠在生产和生活中应用。

2．过程与方法：

（1）通过实验研究、探索、验证碳酸钠的性质，提高学生观察能力、分析问题和解决问题的能力。

（2）利用结构决定性质的观点，采用对比的方法，使学生学会从同类化合物中找出的差异性、相似性，形成规律性的知识。

3．情感态度与价值观：

通过介绍“侯氏制碱法”，对学生进行化学史方面的教育及爱国主义教育。

教学重点和难点：

1．教学重点：

Na2CO3和NaHCO3的主要性质，学习方法的引导

2．教学难点：

对实验现象的观察和分析；良好实验素养的养成；探究能力的养成。

教学方法：

对比法、实验探究法

教学用品：

实验药品：

Na2CO3（固体、溶液）、NaHCO3（固体、溶液）、浓盐酸、浓盐酸、澄清石灰水、、CaCl2溶液、铜片等；

实验仪器：

药匙、试管、试管夹、酒精灯、胶头滴管、培养皿、洗瓶等。

教学过程：

【情景】中国化学工业的先驱

　　在中国化学工业史上，有一位杰出科学家，他为祖国的化学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。

　　侯德榜一生在化工技术上有三大贡献。

第一，揭开了苏尔维法的秘密。

第二，创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法。

第三，就是他为发展小化肥工业所做的贡献。

　　1921年，他在哥伦比亚大学获博士学位后，怀着工业救国的远大抱负，毅然放弃自己热爱的制革专业，回到祖国。

　　为了实现中国人自己制碱的梦想，揭开苏尔维法生产的秘密，打破洋人的封锁，侯德榜把全部身心都投入到研究和改进制碱工艺上，经过5年艰苦的摸索，终于在1926年生产出合格的纯碱。

　　其后不久，被命名为“红三角”牌的中国纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得了金质奖章，并被誉为“中国工业进步的象征”，在1930年瑞士举办的国际商品展览会上，“红三角”再获金奖，享誉欧、亚、美。

　　1937年，抗日战争爆发，永利碱厂被迫迁往四川，由于当时内地盐价昂贵，用传统的苏尔维法制碱成本太高，无法维持生产，为寻找适应内地条件的制碱工艺，永利公司准备向德国购买新的工艺——察安法的专利。

　　但德国与日本暗中勾结，除了向侯德榜一行高价勒索外，还提出了种种对中国人来说是丧权辱国的条件，为了维护民族尊严，范旭东毅然决定不再与德国人谈判。

侯德榜与永利的工程技术人员一道，认真剖析了察安法流程，终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺，1941年，这种新工艺被命名为“侯氏制碱法”。

　　1957年，为发展小化肥工业，侯德榜倡议用碳化法制取碳酸氢铵，他亲自带队到上海化工研究院，与技术人员一道，使碳化法氮肥生产新流程获得成功，侯德榜是首席发明人。

当时的这种小氮肥厂，对我国农业生产曾做出不可磨灭的贡献。

　　侯德榜一生勤奋好学，虽工作繁忙却还著书立说。

　　《纯碱制造》一书于1933年在纽约列入美国化学会丛书出版。

这部化工巨著第一次彻底公开了苏尔维法制碱的秘密，被世界各国化工界公认为制碱工业的权威专著，同时被相继译成多种文字出版，对世界制碱工业的发展起了重要作用。

美国的威尔逊教授称这本书是“中国化学家对世界文明所作的重大贡献”。

　　《制碱工学》是侯德榜晚年的著作，也是他从事制碱工业40年经验的总结。

全书在科学水平上较《纯碱制造》一书有较大提高。

该书将“侯氏碱法”系统地奉献给读者，在国内外学术界引起强烈反响。

【板书】碳酸钠的性质与应用

【探究实验1】

（1）在2支试管里分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠固体，观察二者外观上的细小差别，然后向试管内加入约3-4毫升水（约试管的1/4），用力振荡，有什么现象？

（2）用玻璃棒的一端蘸取上述两溶液浸湿放在表面皿上的PH试纸，测定PH。

比较两者碱性的强弱。

【学生活动】根据以上实验，总结Na2CO3和NaHCO3物理性质：

【板书】一、物理性质：

1、碳酸钠化学式为，摩尔质量为，俗称_________或，__溶于水，溶解度比碳酸氢钠，碳酸钠被称为“纯碱”，是因为其水溶液显___性，且碱性比碳酸氢钠溶液的碱性。

通常情况下为色粉末状固体。

【设问】Na2CO3和Na2CO3·10H2O是否为同一物质？

【分析】是两种不同的纯净物。

Na2CO3溶液结晶生成Na2CO3·10H2O：

Na2CO3＋10H2O=Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O在空气中易发生风化变成Na2CO3粉末：

Na2CO3·10H2O＝Na2CO3＋10H2O（失水）

【板书】2、碳酸氢钠化学式为，摩尔质量为，俗称

_____，溶于水，溶解度比碳酸钠，水溶液显碱性，但碱性比

碳酸钠。

通常情况下为色微小的晶体。

【探究实验2】在两支洁净的试管中分别加入2－3毫升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，并完成反应方程式。

【思考】若把上述实验碳酸钠溶液改用碳酸氢钠溶液结果如何呢？

讨论如何鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液？

【板书】二、化学性质：

1、与氯化钙或氯化钡反应：

2、与碱反应：

（1）与氢氧化钠反应：

（2）与澄清石灰水反应：

【探究实验3】碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应，同学观察老师的演示，比较反应的剧烈程度。

写出碳酸钠、碳酸氢钠和盐酸反应的化学方程式。

【板书】3、与盐酸反应：

【思考】滴加HCl产生CO2气体的物质中是否就一定含有碳酸根呢？

【探究实验4】碳酸钠的热稳定性实验。

同学观察老师的演示，比较放出二氧化碳的快慢。

写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式。

【板书】4、热稳定性：

【结论】碳酸和碳酸盐的热稳定性一般规律：

H2CO3

【学生活动】综合以上探究实验，体会课本P52页表2－4：

（如下）

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值比NaHCO3溶液的大，即碱性强。

热稳定性

稳定

不稳定

NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O。

与酸反应

反应

反应

都放出CO2气体，但NaHCO3与酸反应更剧烈。

【探究实验5】在一只烧杯中加入50mL0.5mol/L碳酸钠溶液，用酒精灯将碳酸钠溶液加热至接近沸腾。

将一块有油污的铜片浸入碳酸钠溶液中，静置约2分钟。

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。

【学生活动】阅读课本52页，小结碳酸钠和碳酸氢钠的用途。

【板书】三、用途：

1、纯碱是一种非常重要的化工原料，在_______、______、____________、______、______、_____、______、______等工业中有着广泛的应用。

在日常生活和生产中常用热的_____溶液来除去物品表面的油污。

2、碳酸氢钠：

发酵粉、胃酸中和剂。

【知识应用】

1、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？

方法一：

等质量的Na2CO3和NaHCO3加足量等浓度的盐酸，比较反应的快慢。

方法二：

加热Na2CO3和NaHCO3固体，比较澄清石灰水是否变浑浊。

方法三：

Na2CO3和NaHCO3配成稀溶液，加入CaCl2或BaCl2溶液,比较是否有沉淀。

2、除杂：

（1）除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠

（2）除去碳酸钠溶液中少量的碳酸氢钠

3、如何鉴别Na2CO3、NaHCO3、NaCl三种固体物质

方法一：

取三种固体少许，分别滴加稀HCl

NaCl——无明显现象

NaHCO3——立即有无色气体逸出，且产生气体速度快。

Na2CO3——开始时无明显现象，后来才有无色气体逸出。

方法二：

取三种固体少许配成溶液，分别滴加BaCl2，有沉淀生成则原固体为Na2CO3，剩下两种溶液中分别滴加稀HCl，有气体产生则原固体为NaHCO3。

方法三：

加热，产生使澄清石灰水变混浊的气体的为NaHCO3，余下二物分别加HCl，有气体产生则为Na2CO3。

4、向澄清石灰水中逐渐通入CO2气体直到CO2气体过量，有什么现象?

解析：

澄清石灰水变混浊，当CO2过量时白色悬浊液又变澄清：

Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2

5、向Na2CO3溶液中通入CO2气体，有什么现象？

向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2气体，有什么现象？

为什么？

（20℃时，Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为21克和10克）

解析：

向Na2CO3溶液中通入CO2气体,无明显现象，发生化学反应：

Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2气体，会看到有白色晶体析出，此白色晶体为NaHCO3，反应中有三个有利于NaHCO3晶体析出的因素：

①溶剂质量减少；②溶质质量增大（每有106克Na2CO3反应生成168克NaHCO3）；③溶质的溶解度减小。

[小结]碳酸钠和碳酸氢钠间相互转化：

4、将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸溶液和将盐酸溶液逐滴滴入碳酸钠溶液，现象是否相同？

为什么?

巩固练习：

1、下列说法中不正确的是（）

A、Na2CO3比NaHCO3易溶于水

B、Na2CO3比NaHCO3稳定

C、石灰水能与Na2CO3反应，而不能与NaHCO3反应

D、与足量盐酸反应要得到相同质量的CO2，用NaHCO3比Na2CO3质量要多

2、下列试剂不能用来区别饱和碳酸钠溶液和饱和碳酸氢钠溶液的是（）

A、CaCl2溶液B、Ca（OH）2溶液C、盐酸D、酚酞试液

3、下列物质热稳定性最好的是（）

A、石灰石B.小苏打C.纯碱D.碳铵

4、可以用来判断NaHCO3粉末中混有Na2CO3的实验方法是（C）

A.加热时有无色气体放出

B．滴加盐酸有气泡产生

C.将固体溶于水，滴加BaCl2稀溶液，有白色沉淀产生

D.将固体溶于水，滴加澄清石灰水时有白色沉淀产生

如何除去该Na2CO3杂质？

＋CO2+H2O

5、加热纯碱和小苏打的混合物20g，至质量不再变化时，冷却后称量其固体质量是13.8g，求原混合物中纯碱的质量分数。

【了解】大苏打：

五水硫代硫酸钠，又叫海波，是无色透明的晶体，易溶于水，遇酸分解：

Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O

区别碳酸钠和碳酸氢钠的实验

方法1：

用等量的水溶解碳酸钠和碳酸氢钠固体，能溶解较多的是碳酸钠。

方法2：

将氯化钙溶液分别加入碳酸钠和碳酸氢钠溶液中，能产生浑浊的是碳酸钠。

方法3：

用PH试纸检验饱和碳酸钠和碳酸氢钠溶液的酸碱性，碱性较强的是碳酸钠。

方法4：

将碳酸钠和碳酸氢钠固体分别置于试管中进行加热，能发生分解，试管上部有水气凝结且生成能使澄清石灰水产生浑浊的气体的是碳酸氢钠。

方法5：

将等质量碳酸钠和碳酸氢钠固体分别置于具支试管中，试管口塞上带滴液漏斗（装有等量等浓度的稀盐酸）的橡皮塞，支管口套上气球，将稀盐酸同时滴入试管，小气球膨胀更快、更大的是碳酸氢钠。

侯氏制碱法

1．反应原理

NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3+NH4Cl

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

2.NH3到饱和NaCl溶液中，形成氨水的NaCl饱和溶液，而后再通入CO2。

这样先形成了一个弱碱性的环境以后，可以增大CO2在溶液中的溶解度，生成更多的NaHCO3。

3.因为NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度，所以是NaHCO3先从溶液中结晶析出。

4.在制碱工业上，所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的，所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所以，称为“联合制碱法”。

5.“联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。