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4.1 碳酸钠(Na₂CO₃)

钠及其化合物的性质与焰色反应 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 碳酸钠是钠离子与碳酸根离子构成的盐,俗称纯碱,水溶液显碱性。

从哪来 基于1.3 电离方程式理解其在水中的解离行为,结合2.2 复分解反应发生的条件判断其与酸、钙镁离子的反应规律。

为什么 碳酸钠(Na₂CO₃)由强碱(NaOH)和弱酸(H₂CO₃)中和生成。在水中,Na⁺ 不水解,但 CO₃²⁻ 会结合水电离出的 H⁺ 生成 HCO₃⁻,导致溶液中 c(OH⁻) > c(H⁺),从而显碱性。 反应本质:CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻。 这解释了为何它虽属“盐”类,却具有碱的性质(俗称纯碱),且能与酸发生复分解反应生成气体(满足生成气体条件)。

类比法:厨房里的“纯碱”与“小苏打”** **适合:生活经验丰富、对抽象概念敏感的学生** 1. **引入
展示小苏打(NaHCO₃)和纯碱(Na₂CO₃)的包装,问:为什么小苏打能发面(产气),纯碱也能去油污(碱性)? 2. 拆解:告诉学生,它们都是“钠”的化合物,但“碳酸”部分不同。NaHCO₃ 是“碳酸氢钠”,Na₂CO₃ 是“碳酸钠”。 3. 核心:Na₂CO₃ 里的 CO₃²⁻ 像一块“海绵”,在水里会抢 H⁺,剩下 OH⁻,所以水变碱了。这就是为什么它能去油污(油脂在碱性条件下水解)。 4. 对比:NaHCO₃ 加热易分解,Na₂CO₃ 很稳定。这就是为什么蒸馒头用小苏打(快速产气),而工业洗涤用纯碱(稳定、碱性强)。
微观离子法:从电离到水解的链条** **适合:逻辑严密、擅长微观想象的学生** 1. **起点
写出 Na₂CO₃ 的电离方程式:Na₂CO₃ = 2Na⁺ + CO₃²⁻。 2. 冲突:CO₃²⁻ 是弱酸根,它“不安分”。水里有 H⁺ 和 OH⁻。 3. 过程:CO₃²⁻ 结合 H⁺ 变成 HCO₃⁻(第一步水解)。 4. 结果:H⁺ 被消耗,OH⁻ 剩余,溶液显碱性。 5. 应用:因为显碱性,所以 Na₂CO₃ 溶液能使酚酞变红;因为含 CO₃²⁻,所以遇 Ca²⁺ 会生成 CaCO₃ 沉淀(复分解条件:生成沉淀)。
工业应用法:侯氏制碱法的产物** **适合:对化学工业、宏观流程感兴趣的学生** 1. **背景
介绍侯德榜先生发明的“联合制碱法”。 2. 流程:向饱和食盐水中通入 NH₃ 和 CO₂,析出 NaHCO₃ 晶体。 3. 转化:加热 NaHCO₃ 分解得到 Na₂CO₃。 2NaHCO₃ --Δ--> Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑ 4. 性质推导:既然 Na₂CO₃ 是最终产品,它必须稳定(耐高温)、易溶于水、碱性适中。 5. 验证:通过实验验证其溶解性、碱性(pH试纸)、与酸反应(产气)。
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练一道
基础题
向 Na₂CO₃ 溶液中滴加稀盐酸,写出离子方程式。
变式
如何除去 NaCl 溶液中少量的 Na₂CO₃ 杂质?请写出操作和离子方程式。
试试手自己判
检测题
某无色溶液可能含有 Na₂CO₃、NaHCO₃、NaCl 中的一种或几种。取少量溶液,加入足量 BaCl₂ 溶液,产生白色沉淀;过滤后,向滤液中滴加酚酞,溶液变红。 问:原溶液中一定含有哪种物质?可能含有哪种物质?
看答案和判分标准
答案:一定含有:Na₂CO₃ 可能含有:NaHCO₃、NaCl
判对标准:
1. 答出“一定含有 Na₂CO₃”得 2 分(依据:加 BaCl₂ 产生白色沉淀,说明有 CO₃²⁻,NaHCO₃ 与 BaCl₂ 不反应)。
2. 答出“可能含有 NaHCO₃”得 1 分(依据:滤液加酚酞变红,说明滤液显碱性。Na₂CO₃ 本身显碱性,NaHCO₃ 也显碱性,无法排除 NaHCO₃ 的存在)。
3. 答出“可能含有 NaCl”得 1 分(依据:NaCl 不参与上述反应,无法通过现有现象判断其存在与否)。
4. 若答“一定含有 NaHCO₃”或“一定不含 NaCl”,则不得分。
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