錢永飛
“碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣”是初中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn),同時(shí)也是教學(xué)的難點(diǎn),在中考試題中占有重要的比例。本文從碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)、碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)、碳酸鈉與碳酸氫鈉之間的化學(xué)性質(zhì)差異三個(gè)角度分析“碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣”考點(diǎn),旨在為初中化學(xué)教學(xué)提供一定的參考與指導(dǎo)。
一、考察碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)
碳酸鈉(Na2CO3)俗稱純堿,在普通環(huán)境下,呈白色粉末狀態(tài),屬于強(qiáng)電解質(zhì),密度為2.532g/cm3,熔點(diǎn)為851℃,具有易溶于水的特性,而且具有鹽的通性。碳酸鈉的知識(shí)重點(diǎn)在于掌握碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)。
本考點(diǎn)主要有:考察碳酸鈉參與反應(yīng)的化學(xué)方程式、碳酸鈉的化學(xué)反應(yīng)原理、碳酸鈉的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。
例1(1)碳酸鈉可以與水、二氧化碳共同發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成NaHCO3,請(qǐng)將化學(xué)方程式書寫出來(lái)。
(2)碳酸鈉可以與鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放出CO2,但是,在實(shí)驗(yàn)室制備CO2中卻不用該反應(yīng),其原因
是什么?
(3)碳酸鈉的溶解度明顯高于碳酸氫鈉的溶解度,假設(shè)連續(xù)性的通入CO2(在飽和的碳酸鈉溶液中),則會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
解(1)碳酸鈉可以與水、二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3
(2)在實(shí)驗(yàn)室制備CO2不用碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的原因主要為:碳酸鈉與鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度過(guò)快,導(dǎo)致所產(chǎn)生的CO2不易被收集。
(3)在飽和的碳酸鈉溶液中連續(xù)性的通入CO2,則會(huì)出現(xiàn)溶液變渾濁或者有晶體析出現(xiàn)象。(由于實(shí)驗(yàn)室CO2制備操作需簡(jiǎn)便,且利于CO2的收集,但是由于碳酸鈉的溶解度明顯的高于碳酸氫鈉,且碳酸氫鈉不能全部溶解,因此容易出現(xiàn)溶液變渾濁或者有晶體析出現(xiàn)象。)
二、考察碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)
碳酸鈣的礦物名稱為白堊方解石,常常產(chǎn)于沉積巖中(由于碳酸鈣水溶液沉淀形成巨厚狀),碳酸鈣呈現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu),且常含鋁、硅、鎂、鐵等。對(duì)碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)探究以下面的例題為突破口。
本考點(diǎn)主要有:碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式、碳酸鈣分解反應(yīng)性質(zhì)。
例2三位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做碳酸鈣受熱分解實(shí)驗(yàn),對(duì)碳酸鈣加熱一段時(shí)間后,為了探究碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì),他們對(duì)加熱分解后形成的固體成分進(jìn)行了探究。提出了探究問(wèn)題:碳酸鈣加熱分解所形成固體的成分是什么?將碳酸鈣分解分兩種情況,即:
(1)碳酸鈣完全分解,所形成的固體成分是什么?
(2)碳酸鈣部分分解,所形成的固體成分是什么?
針對(duì)這兩種狀況,設(shè)置了兩個(gè)探究性問(wèn)題:
1.取少量的固體放置在試管中,加入適量的水振蕩,振蕩完成之后,靜置 ,然后滴入幾滴無(wú)色酚酞試液,這時(shí),溶液的顏色變?yōu)榧t色,請(qǐng)寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。
2.向試管中滴入過(guò)量的稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)生成大量的氣泡。那么上述的兩種情況,哪一種是成立的?并且在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,探討在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,增加哪種儀器,可以直接判定碳酸鈣是否分解。
解碳酸鈣加熱分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
CaCO3高溫CaO+CO2
如果碳酸鈣完全分解剩余的固體為CaO,或者剩余的固體為CaCO3和CaO的混合物,那么CaO和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成Ca(OH)2,其化學(xué)方程式為:
CaO+H2OCa(OH)2
滴入幾滴無(wú)色酚酞試液,溶液變?yōu)榧t色,說(shuō)明原固體溶液呈堿性,而且能夠與鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成大量的氣泡,這說(shuō)明原固體中含有碳酸鈣。另外,在碳酸鈣加熱分解的過(guò)程中,將生成的氣體通入澄清的石灰水,可以有效地根據(jù)石灰水的變化——變渾濁情況,來(lái)判定碳酸鈣是否發(fā)生分解。
三、考察碳酸鈉與碳酸氫鈉之間的化學(xué)性質(zhì)差異
針對(duì)碳酸鈉與碳酸氫鈉之間的化學(xué)性質(zhì)差異探究。
例3(1)在盛有0.5 g的碳酸鈉試管中,加入2 mL的鹽酸,并且迅速地使用帶導(dǎo)管的膠塞將試管口塞緊,避免混入雜質(zhì),并且將導(dǎo)管的另一端放置在盛有澄清石灰水的試管中。
(2)以同樣的方法將碳酸鈉換成碳酸氫鈉,觀察比較兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。請(qǐng)寫出兩組實(shí)驗(yàn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。為了使兩組實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的氣體的量相同,需要選用多少克碳酸氫鈉?
解若選用0.53g的碳酸鈉,可以將化學(xué)反應(yīng)所生成的二氧化碳的量設(shè)為x,并且為了使兩組化學(xué)反應(yīng)所生成的二氧化碳的量相同,將所需要選用的碳酸氫鈉的量設(shè)為y,則可以得出:
(1)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2
106 44
0.53 g x
10644=0.53gxx=0.22 g
(2)NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2
84 44
y 0.22g
8444=y0.22 gy=0.42 g
(收稿日期:2016-01-20)endprint