湖北省荆州市公安县车胤中学高中化学 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.doc

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。nh3h2oco2nh4hco3nh4hco3nacl2nahco3nh4cl用ca(oh)2回收氨2nahco3 na2co3co2h2o（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nahco3的母液选在510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cacl2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200c260c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na2co3co2h2o2nahco3106g 18g 168g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na2co3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nahco3的溶解度小于na2co3，故向na2co3饱和溶液中通入co2可以析出nahco3晶体。na2co3co2h2o2nahco3；在饱和nacl溶液中通入nh3后，由于nh3h2o nh3h2o nh4oh，再通入co2，co2h2o h2co3 hhco3，因h和oh结合成水，使上述两种平衡都向右移动，c(hco3)增大，而溶液中na的浓度也很大，就使溶解度小的nahco3成为晶体而析出。naclnh3h2oco22nahco3nh4cl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。 。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、nacl都小而结晶析出。反之先通入co2则co2以11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：2nahco3 na2co3co2h2o，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nh4cl反应生成nh3得以全部（理论上）回收利用。但反应生成的cacl2无多大用途，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生成小苏打。nh3h2oco2nh4hco3 nh4hco3naclnh4clnahco3（浓溶液中） 2nh4clcao cacl2nh3h2o 使nacl中的cl也以利用，减少了原料cao，不再生产废渣cacl2，增加了新产品氯化铵，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 bkhco3溶解度较小ck2co3溶解度较大 dk2co3溶解度0102030nh4cl29.433.337.241.1nh4hco311.915.921.027nahco36.98.159.611.1nacl35.735.83636.46右面是几种物质在指定温度下的溶解度，工业上将相同物质的量的nacl、co2、nh3在30时酿成溶液，此时溶液中无晶体。当降温至某温度时，开始析出晶体，此晶体是（ ）。anh4cl bnh4hco3cnahco3 dnacl7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911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na、mg2、hco3-、so42-的稀溶液中离子的物质的量之比为 n（na+）n（mg2+）n（hco3-）n（so42-）2121。向此溶液中滴加酚酞数滴，溶液呈 色。充分加热此溶液，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：饱和食盐水饱和氨盐水na2co3粉末挥发性物质晶体液体悬浊夜通入足量nh3 i 通入足量co2a 试回答下列问题：若上述的悬浊液是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na2co310h2o与nahco3的混合物m g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 cu2(oh)2co3 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 h2o)：na2co3nahco3naclna2so4nahso4naoh15.98.43535.52040本实验应选用的仪器：除启普发生器、橡皮管、玻璃导管外，还需要 。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）？基础训练参考答案 1d 2a 3a 4a 5a 6c 7b 8c 9ad 10b 11c 12na2co3 na2co3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nahco3 nahco3溶液的碱性比 na2co3溶液的弱13粉红 mg22hco3 mgco3co2h2omgco3h2o mg(oh)2co214naclco2nh3h2onahco3nh4cl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154.16g162.1