湖北省荆州市公安县高中化学第一单元走进化学工业课题3纯碱的生产学案新人教版选修2

1、课题 3纯碱的生产 掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。 了解联合制碱法的原理。 了解氨碱法和联合制碱法的优缺点及侯德榜对氨碱法所做的改进。知识梳理1氨碱法生产纯碱的原料是、。2氨碱法的生产过程为在精制的饱和食盐水中通入氨气，将二氧化碳通入氨的饱和食盐水中，写出反应的化学方程式；过滤出碳酸氢钠后，煅烧得到纯碱。写出反应的化学方程式。3在食盐精制过程中，加入熟石灰和纯碱，以除去食盐水的、（填离子符号），写出反应的离子方程式、。4氨碱法中在过滤出碳酸氢钠后的母液中，加石灰乳，以回收氨气进行循环利用。写出反应的化学方程式。5氨碱法生产纯碱的主要优点：；。6侯氏制碱法的原料是、；产品是、。7我国

2、著名的化工专家侯德榜对氨碱法做了怎样的改进？这种改进有什么意义？方法导引氨碱法工业制备纯碱的方法工业上是先在冷却的条件下将氨气通入饱和的食盐水，制得氨化盐水，再在加压条件下通入CO2，得到NaHCO3晶体，最后将滤出的NaHCO3经焙烧得到纯碱。氨气极易溶于水，先溶在食盐中，可在碱性条件下吸收更多CO2。NH3 H2O CO2 NH4HCO3NH4HCO3 NaCl 2NaHCO3 NH4Cl 用 Ca( OH) 2 回 收 氨 1 / 72NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O（ CO2 可回收利用）我国著名化学化工专家侯德榜发明了侯氏制碱法，对氨碱法加以改进。他将析出3NaHCO的母液选

3、在 5 10加入食盐粉末，使不易结晶的NH4Cl 结晶出来，这不仅使原料NaCl 得到充分利用，又获得大量的化肥，也使氨碱法中用Ca( OH) 2 回 收 氨 时 所 产 生 的 大 量 用 途 不 大的 Ca Cl 2 的难题得以解决。侯德榜为制碱做出了卓越的贡献，是值得我们骄傲和敬佩的。在加压通入CO2时温度选在200C 260C 左右，因为此时NaHCO3的溶解度最小。例题 1 在饱和 Na2CO3 溶液中通入CO2 会有晶体析出。向饱和NaCl 溶液中通入CO2并不发生化学反应，若在饱和NaCl 溶液中先通入NH3 后，再通入CO2则会有晶体析出。简述其原因，并写出相应的化学方程式。解

4、析 本题要求学生具有相当的分析能力，思维也要求相当灵活，由于Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3106g18g168g一方面，通入CO2 时消耗了水，另一方面，生成NaHCO3质量比消耗的Na2CO3 质量大，且Na2CO3 的溶解度比NaHCO3还大，因此往Na2CO3 饱和溶液中通入CO2会有晶体析出。答案 由于Na2 CO3转化为成NaHCO3导致溶质质量增大，反应中消耗了部分水，减少了溶剂，相同温度下 NaHCO的溶解度小于Na CO，故向Na CO饱和溶液中通入 CO可以析出NaHCO晶体。3232323Na2CO CO H O 2NaHCO；在饱和NaCl 溶液中通入NH

5、后，由于NHHONH3· H O32233322NH OH ，再通入 CO，42CO2 H2OH2CO3H HCO3，因 H和 OH 结合成水，使上述两种平衡都向右移动，)增大，而溶液中的浓度也很大，就使溶解度小的NaHCO成为晶体而析出。NaClc(HCONa33NH3 H2O CO2 2NaHCO3 NH4Cl例题2 在饱和食盐水中先通入氨气进行氨化，再通入二氧化碳，可制得小苏打。在析出小苏打晶体滤掉的母液中加入生石灰，可将氨气回收利用。小苏打在2500C 下焙烧可得纯碱，分解所得二氧化碳也可以回收利用。以上所述称为索尔维制碱法。饱和食盐水先氨化，再通CO2的原因是；反应的化学方

6、程式是。在析出小苏打的母液中加入生石灰以回收氨气的化学方程式是。我国著名化学家侯德榜在析出小苏打的母液里在一定条件下加入NaCl 粉末，使母液中的NH4Cl 结晶析出，可生产化肥NH4Cl 。在析出NH4Cl 的母液中再通入氨气氨化，又可通CO2制取小苏打。创立了举世闻名的“侯氏制碱法”。简答侯氏制碱法的主要优点。2 / 7解析 在食盐溶液中通入氨得到NaCl 与氨水的混合溶液，此时NaCl 和 NH3 的浓度均达到很浓的程度，再通入CO2，则氨水大量吸收CO2 生成浓度更大的NH4HCO3溶液。这时发生NH4HCO3与NaCl 的反应，因NaHCO3此时溶解度比NH4Cl 、 NH4HCO3

7、、 NaCl 都小而结晶析出。反之先通入CO2则 CO2 以 1 1 溶于水，再通氨气，得不到浓NH4HCO3溶液，而不能析出NaHCO3晶体，不能滤出NaHCO3去加热制Na2CO3。按反应：2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O，有一半的CO2可以回收利用。上述母液中加CaO 后生成Ca ( OH)2与 NHCl 反应生成 NH 得以全部（理论上）回收利用。但反应生成的CaCl 无多大用432途，成为废渣难于处理。侯氏制碱法可多得到一种产品NH4Cl ，将 NaCl 中 Cl 也充分利用，且无废料 CaCl2，并少用原料CaO。答案 使溶液中 NH4HCO3形成浓溶液，便于与NaCl

8、生成小苏打。NHH O CO NHHCONH HCO NaCl NHCl NaHCO（浓溶液中）322434343 2NH4Cl CaOCaCl2 NH3 H2O 使 NaCl 中的Cl也以利用，减少了原料CaO，不再生产废渣CaCl ，增加了新产品氯2化铵，既免于废渣CaCl2 对环境的污染，又使各原料得到充分利用。基础训练1下列科学家中，为我国化学工业做出重大贡献的是（）。A邓稼先B李四光C华罗庚D侯德榜2下列物质的名称和化学式、俗名一致的是（）。A氯化钠（ NaCl、食盐）B氢氧化钠（NaOH、纯碱）C碳酸钠（ Na2CO3、小苏打）D碳酸氢钠（NaHCO3、苏打）3在蔬菜生长过程中，常

9、喷洒农药防治病虫害。据有关专家介绍，有碱性溶液或清水浸泡，可使残留在蔬菜上有农药的毒性降低。因此，买来的蔬菜在食用前最好用稀碱水或清水浸泡一段时间。浸泡蔬菜时可加入适量（）。A纯碱B白酒C白糖D食醋4除去混在碳酸钠中的少量碳酸氢钠的方法是（）。A加热B加 NaOH溶液C加盐酸D加 CaCl2 溶液5 工业上常用氨碱法制取碳酸钠，但却不能用氨碱法制取碳酸钾，这是因为在溶液中（ ）。AKHCO3溶解度较大B KHCO3溶解度较小CK2CO3 溶解度较大D K2CO3溶解度0102030NH4Cl29.33.337.241.13 / 76右面是几种物质在指定温度下的溶解度，工业上将4NH4HCO31

10、1.15.921.027相同物质的量的NaCl、 CO2、 NH3 在 30时酿成溶液，9此时溶液中无晶体。当降温至某温度时，开始析出晶NaHCO36.98.159.611.1体，此晶体是（）。NaCl35.35.83636.4ANH4ClB NH4HCO37CNaHCO3D NaCl7将等量的小苏打用下列方法制取CO2，甲法是加热，乙法是跟足量的盐酸反应。两种方法得到的 CO2 气体的量的关系为（）。A甲法多B乙法多C一样多D无法比较8关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较，下列说法正确的是（）。A在相同条件下，碳酸钠与盐酸反应比碳酸氢钠与盐酸反应剧烈B在相同条件下，碳酸氢钠比碳酸钠更易溶于水C在碳酸钠

11、和碳酸氢钠溶液中分别加入氢氧化钙溶液均有沉淀产生D碳酸钠、碳酸氢钠受热都可分解根据以下叙述，回答9 11 题。某工厂按如下步骤进行生产：以煤为燃料煅烧石灰石用饱和Na2CO3溶液充分吸收步骤中产生的二氧化碳使步骤中产生的氧化钙跟水反应消石灰跟Na2CO3反应。9该厂生产中涉及的物质有石灰石纯碱小苏打烧碱二氧化碳消石灰。下列叙述正确的是（）。A起始原料是B起始原料是C最终产品是D最终产品是10该厂生产过程中的优点可能有：排放的气体对大气无污染生产过程中的部分产品可作为起始原料使用无高温作业。其中正确的是（）。A只有B只有C和D和11生产过程中没有涉及的化学反应类型是（）。A分解反应B化合反应C置

12、换反应D复分解反应12从 Na2CO3、 NaHCO3中选择下列各题中所使用的物质，并说明选择该物质的理由：洗涤碱，理由。发酵粉，理由。治胃酸过多，理由。13含有2-2-的稀溶液中离子的物质的量之比为+2+Na、 Mg、 HCO、 SOn（ Na） n（ Mg ） n34-2-） 2 1 2 1。向此溶液中滴加酚酞数滴，溶液呈色。充分加热（ HCO3） n（ SO44 / 7此溶液，加热过程中观察到有气体放出，溶液变浑浊。有关的离子方程式或化学方程式是。14侯氏制碱法的步骤如下：晶体Na2CO3 粉末通入足量通入足量饱和饱和CO食盐水NH氨盐水悬浊夜挥发性物质I液体试回答下列问题：若上述的悬浊

13、液是NaHCO3和 NH4Cl 的混合液，则I 和 II的总反应式为。由这一反应可知NaCl 比 NaHCO3的溶解度。操作 I 、 II不能颠倒的原因是。 III的操作叫。 IV 的操作叫。15碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠。现加热5.00g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物, 使碳酸氢钠完全分解 , 混合物的质量减少了0.31g ，则原混合物中碳酸钠的质量为多少g？拓展提高16将 Na2CO3· 10H2O与 NaHCO3的混合物mg 溶解于水，配制成100mL溶液，测知m(Na ) 0.92g ，若将溶液蒸干灼烧直至质量不变，可得固体g。17实验室里临时需要用NaOH溶液和CO2 来制取

14、纯Na2CO3 溶液100mL。已知CO2 气体在通入NaOH溶液过程中极易过量生成NaHCO3，且无明显现象。实验室有下列试剂：未知浓度的NaOH 溶液 37%的盐酸 37%的硫酸 14%的盐酸大理石 K2CO3 固体Cu 2 ( OH) 2 CO3实验室有下列仪器：铁架台、启普发生器、烧杯（100mL）、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗、试剂瓶（ 200mL）、碱式滴定管（50mL）、烧瓶（ 250mL）。下表列出各物质在常温时的溶解度（g/100g H 2O)：Na2CO3NaHCO3NaClNa2SO4NaHSO4NaOH15.98.43535.52040本实验应选用的仪器：除启普发生器、橡

15、皮管、玻璃导管外，还需要。5 / 7为保证制得的Na2CO3 溶液尽量纯，应选用的药品有。叙述必要的实验步骤，直到制得较纯的Na2CO3溶液（仪器安装省略）。根据给出的溶解度表，求出当 NaOH溶液中溶质的质量分数大于多少时，在配制过程中会有晶体析出（列出简要计算步骤和必要的文字说明）？6 / 7基础训练参考答案1D2A3A4A5A6C7B8C9AD10B11C12 Na2CO3 Na 2CO3 溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强 NaHCO3 与等量酸反应 NaHCO3比 Na2CO3产生的 CO2多 NaHCO3NaHCO3 溶液的碱性比 Na 2CO3溶液的弱13粉红Mg2 CO HO 2HCOMgCO3322MgCO3 H2OMg(OH)2 CO214 NaCl CO2 NH3 H2ONaHCO3 NH4Cl小若 I 、 II颠倒，则得不到浓NH4HCO3溶液，而不能析出NaHCO3晶体。过滤加热15 4.16g16 2.12 g17 烧杯 2 个、碱式滴定管、