470.高中化学人教版选修2教案 纯碱生产.doc

1、470.高中化学人教版选修2教案 纯碱生产纯碱的生产教学目的：1.了解我国纯碱工业的现状掌握相关的化学原理；2.结合侯氏制碱法对学生进行爱国主义教育；3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。教学重点、难点：掌握与纯碱工业相关的化学原理；探究建议：1、实验：用碳酸氢铵和氯化钠制取碳酸钠对产品进行检验；2、查阅资料：侯德榜制碱法。课时划分：一课时教学过程：课堂练习1、盛放NaOH溶液的试剂瓶口部时间长了会有白色固体附着这固体的成分是BA.NaOHB.Na2CO3C.NaHCO3D.Na2CO310H2O2.下列实验中没有白色沉淀或晶体析出的是CDA.饱和石灰水中加入少量N

2、aOH固体B.饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2C.氯化钙溶液中通入少量CO2D.碳酸氢钠溶液中加入氯化钡溶液3.下列关于NaHCO3的叙述不正确的是ADA它是一种白色粉末溶解度大于Na2CO3B加热至200左右可完全分解利用这种性质可由NaHCO3制取纯碱C与Na2CO3相似当质量相同分别跟足量盐酸反应后NaHCO3可得到较多的二氧化碳D其分子为NaHCO310H2O在空气中会风化4.下列物质中可用于治疗胃酸过多的是AA.碳酸钠B.氢氧化钠C.氧化钠D.碳酸钡5.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品它们都是白色固体下列区分这两种物质的说法正确的是CA.分别用炒锅加热两种样品全部分解挥发没有残留物

3、的是小苏打B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C.用两只小玻璃杯分别加入少量的两种样品再加入等量的食醋产生气泡快的是小苏打D.先将两样品配成溶液分别加入石灰水无白色沉淀生成的是小苏打6.某学生拟用溶液吸收气体制备溶液为了防止通入的气体过量生成他设计了如下的实验步骤：用25mL溶液吸收过量的气体至气体不再溶解；小心煮沸溶液12分钟；在?得到的溶液中加入25mL相同的溶液使溶液充分混合。按他的设计第?步实验装置如下图：ABC(1）他能否制得较纯净的理由是(2）装置A使用的试剂是石灰石和稀盐酸可否用纯碱代替石灰石原因是(3）装置B使用的试剂是作用是(4）有人认为

4、实验步骤的顺序对调即先混合再煮沸更合理你认为对吗？为什么？_。答案：（1）能理由是：实验生成其中溶解的气体煮沸时除去在实验恰好被NaOH中和完全转化生成（2）不能原因是：实验中使用的气体发生器只适用于块状固体和液体反应是粉末状固体反应过于剧烈（3）饱和溶液除去中的HCl气体（4）不合理若不先驱除溶液中溶解的气体实验加入NaOH将有一部分消耗于与气体的反应使不能完全转化为7化学活动课上三组学生分别用图示甲、乙两装置探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应”按表中的试剂用量在相同条件下将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。请回答：各组反应开始时_装置中的气球体积先变大该

5、装置中反应的离子方程式是_。当试管中不再有气体生成时三组实验出现不同现象填写下表的空格。组数试剂用量实验现象(气球体积变化)分析原因0.42gNaHCO30.53gNa2CO33mL4molL1盐酸甲中气球与乙中气球的体积相等甲、乙盐酸均过量n(NaHCO3)=n(Na2CO3)甲(CO2)=乙(CO2)0.3gNaHCO30.3gNa2CO33mL4molL1盐酸甲中气球比乙中气球的体积大0.6gNaHCO30.6gNa2CO33mL2molL1盐酸甲中气球比乙中气球的体积大片刻后乙中气球又缩小甲中气球的体积基本不变(用离子方程式表示)答案：甲HCO3+H=CO2+H2O甲、乙盐酸均过量n(

6、NaHCO3)n(Na2CO3)V甲(CO2)V乙(CO2)甲、乙盐酸均不足量消耗的n(NaHCO3)n(NaCO3)V甲(CO2)V乙(CO2)；CO2+CO32+H2O=2HCO3解析：根据化学方程式计算可知第组中NaHCO3和Na2CO3都已完全反应。对比第组数据知第组中盐酸一定过量NaHCO3和Na2CO3一定完全反应且NaHCO3产生的CO2比Na2CO3的多。第组中n(Na2CO3)=0.0057moln(NaHCO3)=0.0071moln(HCI)=0.006mol。把Na2CO3缓慢加入到盐酸中在盐酸反应完以前盐酸是过量的而Na2CO3是少量的。因此开始发生的反应是：Na2C

7、O3+2HCI=2NaCI+CO2+H2O根据化学方程式有：Na2CO3+2HCI=2NaCI+CO2+H2O0.003mol0.006mol0.003molNaHCO3+HCI=NaCI+CO2+H2O0.006mol0.006mol0.006mol说明Na2CO3、NaHCO3都过量NaHCO3产生的CO2较Na2CO3的多。因为气体收集于气球中乙中CO2又与过量的Na2CO3溶液反应。8、根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热控制温度在3035搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体加料完毕后继续保温30分钟静置

8、、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质抽干后转入蒸发皿中灼烧2小时制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表温度温度溶解度盐0102030405060100NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.335NH4HCO3会有分解请回答：(1）反应温度控制在3035是因为若高于35则若低于30则；为控制此温度范围采取的加热方法为。(2）加料完毕后继续保温

9、30分钟目的是。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质（以化学式表示）。(3）过滤所得的母液中含有(以化学式表示）需加入并作进一步处理使NaCl溶液循环使用同时可回收NH4Cl。(4）测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品Wg放入锥形瓶中加蒸馏水溶解加1滴2滴酚酞指示剂用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色（指示H反应的终点）所用HCl溶液体积为V1mL再加1滴2滴甲基橙指示剂继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙所用HCl溶液总体积为V2mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3（）答案

10、：（1）NH4HCO3分解；反应速率降低；水浴加热(2）使反应充分进行；NaHCO3的溶解度最小；NaCl、NH4Cl、NH4HCO3(3）NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3；HCl(4）侯氏制碱法碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠但仍不能满足工业生产的需要。1862年比利时人索尔维（ErnestSolvay18381922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。此后英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂并组织了索尔维公会对会员以外的国家实行技术封锁。第一次世界大战期间欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从

11、英国进口的一时间纯碱非常缺乏一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。1920年侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内而且远销日本和东南亚。针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低制碱成本高废液、废渣污染环境和难以处理等不足侯德榜先生经过上千次试验在1943年研究成功了联合制碱法。这种方法把合

12、成氨和纯碱两种产品联合生产提高了食盐利用率缩短了生产流程减少了对环境的污染降低了纯碱的成本。联合制碱法很快为世界所采用。由于侯德榜对制碱技术做出了重大贡献所以人们把他所发明的联合制碱法称做“侯氏制碱法”。他本人也荣获“中国工程学会化工贡献最大者奖”并被聘为英国化学工业学会名誉会员以及英国皇家学会和美国化学工程学会荣誉会员。侯德榜先生对英、法、德、美等国垄断技术十分愤慨将自己多年来研究制碱技术的心得写成纯碱制造一书于1933年在美国出版将保密达70年之久的索尔维法公诸于世为中外学者所钦佩。该书被誉为首创的制碱名著为祖国争得了荣誉附：“索尔维法”和“侯氏制碱法”十九世纪六十年代比利时人苏尔维发明用

13、氨、二氧化碳和食盐饱和液共同作用制得碳酸氢钠。经分滤并煅烧分解得到高纯度的碳酸钠这就是有名的氨碱法又称为苏尔维法。氨碱法产出的碳酸钠的质量比天然碱和路布兰法产的碱都好得多因此人们把它叫作“纯碱”。苏尔维法比过去的路布兰法有明显的优点。但是它对原料氯化钠的利用率却比较低（仅28%左右）氯化钠中的氯完全没有被利用全变为废物氯化钙无法处理占用土地污染环境。我国著名的化学家侯德榜1938年发明了“联合制碱法”较好地解决了这个问题。它是联合氨碱法与合成氨法同时制造纯碱和氯化氨的方法。它以食盐和二氧化碳（合成氨工业的副产品）为原料将氨与二氧化碳先后通人饱和的食盐溶液中生成碳酸氢钠沉淀经过滤、煅烧等工序而得

14、产品纯碱。在滤液中再通入氨并加食盐将它所含的氯化氨析出经过滤、干燥就得到氯化铵。采用这种方法盐的饱和溶液可循环使用。同氨碱法比较它的优点是能充分利用食盐中的钠和氯避免产生大量的氯化钙的废液和废渣并可节省一些设备。模块学习评价(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(每小题3分共54分)1下列叙述正确的是()A容量瓶、滴定管、蒸馏烧瓶、量筒等仪器上都具体标明了使用温度B冷浓硫酸保存在敞口的铅制的容器中C为了使过滤速率加快可用玻璃棒在过滤器中轻轻搅拌加速液体流动DKNO3晶体中含有少量NaCl可利用重结晶的方法提纯【解析】蒸馏烧瓶没有规定使用温度；铅不能被冷浓硫酸钝化铅制容器不能用来盛放浓硫酸；

15、过滤时不能用玻璃棒搅拌。【答案】D2下列实验可行的是()A加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质B用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体C用浓硫酸与蛋白质的颜色反应鉴别各种蛋白质D用乙醇从碘水中萃取碘【解析】铜与AgNO3反应置换出Ag同时生成Cu(NO3)2A项正确；NaOH既能与HCl反应也能与CO2反应B项不正确；浓硫酸能使蛋白质变性C项不正确；乙醇与水互溶不能用作萃取剂D项不正确。【答案】A3(2021浙江高考)下列说法正确的是()A实验室从海带提取单质碘的方法是：取样灼烧溶解过滤萃取B用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时可用水浴加热控制反应的温度C氯离子存在时铝表面的氧化膜易被破坏因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中D将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入