第10讲 纯碱的制备与原理分析（能力课）课件高三化学第一轮复习

第10讲纯碱的制备与原理分析第二部分元素及其化合物第三章金属及其化合物目标导航·内容索引复习目标内容索引任务1探究制碱工业中存在的平衡任务2

分析评价索尔维制碱法任务3改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法精炼高考真题·明确高考方向1．掌握制碱工业中存在的平衡。2．掌握索尔维制碱法的原理。3．掌握侯氏制碱法的原理。1.工业制碱的原料是什么？2.如何从溶液中析出NaHCO3晶体？3.向饱和食盐水中通入足量CO2，会析出NaHCO3晶体吗？为什么？4.向饱和食盐水中通入足量NH3后，溶液中存在的平衡有哪些？再通入足量CO2后，又会增加哪些平衡？5.以上平衡之间是否存在相互作用？最后形成的溶液中，存在的主要微粒有哪些？物质NaClNH4HCO3NaHCO3NH4ClNa2CO3(NH4)2CO3溶解度/g(20℃)35.921.79.637.221.5100索尔维制碱法的流程任务1探究制碱工业中存在的平衡认识角度认识对象存在的平衡及相互作用物质组成溶质溶剂溶液NaCl

=Na++Cl-CO2+H2O⇌H2CO3⇌HCO3-+H+NH3+H2O⇌NH3

·H2O⇌NH4++OH-HCO3-⇌CO32-

+H+微粒种类微粒数量+

H2O正向移动有何现象？Na+、Cl-

、NH4+、HCO3-、H2ONaClNH3CO2H2OH2O⇌H++OH-主要主要微量微量任务1探究制碱工业中存在的平衡

锥形瓶中装有CaCO3粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水,并滴有1-2滴酚酞溶液。用冷水浴降低试管内的温度。试管口放一团蘸水的棉花。打开分液漏斗，观察CO2通入氨盐水的实验现象。请用所提供的仪器和试剂，完成实验验证任务1探究制碱工业中存在的平衡开始10分钟30分钟50分钟为什么氨盐水褪色后才开始产生白色沉淀？实验结果展示任务1探究制碱工业中存在的平衡认识角度认识对象相互作用物质组成溶质溶剂溶液NaClNH3CO2H2ONaCl

=Na++Cl-CO2+H2O⇌H2CO3⇌HCO3-+H+NH3+H2O⇌NH3

·H2O⇌NH4++OH-HCO3-⇌CO32-

+H+微粒种类微粒数量Cl-

、Na+、HCO3-、NH4+、H2O+

H2O(NH4)2CO3HCO3-足量CO2NaHCO3↓加酚酞变红红色变浅至消失还未生成沉淀析出白色沉淀20℃时，100g水中最多可溶解35.9gNaCl，若完全转化为NaHCO3，其质量约为51.5g，而该温度下NaHCO3溶解度为9.6g，则此时将会有41.9gNaHCO3析出。任务1探究制碱工业中存在的平衡宏观现象微粒数量微粒种类相互作用物质组成溶质溶剂NaCl

=Na++Cl-CO2+H2O⇌H2CO3⇌HCO3-+H+NH3+H2O⇌NH3

·H2O⇌NH4++OH-

NH4+、Na+、HCO3-、Cl-

NaClNH3CO2H2O

Na+(aq)+HCO3-

(aq)⇌NaHCO3(s)从平衡角度分析，如何增加NaHCO3晶体的析出量？改变条件平衡右移NaHCO3晶体析出NaHCO3晶体析出增大c(Na+)饱和NaCl先通NH3，再通CO2降低温度增大c(HCO3-)调控温度认识角度认识对象NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl任务1探究制碱工业中存在的平衡你能否对索尔维制碱法作出客观评价？索尔维制碱法工艺流程任务1探究制碱工业中存在的平衡1.原料(食盐和石灰石)便宜；2.副产品NH3和CO2都可以循环使用；3.制造步骤简单，适合于大规模生产；4.产品纯度高。1.能量损耗高；2.原料利用率低，不符合“绿色化学”的原则；3.生成了用途不大的氯化钙(CaCl2)，毁占大量耕地，难以处理。索尔维制碱法的优点索尔维制碱法的缺点任务2分析评价索尔维制碱法认识角度认识对象微粒种类微粒数量相互作用滤液组成溶质溶剂NH4+、Cl-

、

Na+、HCO3-(大量)

(少量)

(大量)

(少量)

Na+、Cl-

、NH4+、CO32-

(少量)

2.分离出NH4Cl，用作肥料NH4+(aq)+Cl-(aq)⇌NH4Cl(s)

加入NaCl细粉通入NH3降低温度（5-10℃）1.NaCl循环使用改变条件使平衡右移(主要)

任务3改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法通入NH3合成氨工厂加NaCl细粉析出NH4Cl降温任务3改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法任务3改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法(1)“吸氨”过程NH3＋H2O⥫⥬

NH3·H2O⥫⥬

NH4+＋OH－

不断通入的NH3会使平衡右移，c(NH4+)、c(OH－)增大。(2)“碳酸化”过程CO2＋H2O⥫⥬H2CO3

⥫⥬H＋

＋HCO3－

HCO3－⥫⥬H＋＋CO32－

因“吸氨”过程中产生的c(OH－)，会使上述平衡右移。(3)析出NaHCO3的过程Na+(aq)+HCO3－(aq)⥫⥬

NaHCO3(s)ΔH<0

饱和食盐水中，c(Na+)较大，会使平衡右移；不断通入CO2，c(HCO3－)增大，

使平衡右移；降低温度，也会使平衡右移，析出NaHCO3固体。(4)“盐析”过程

NH4+(aq)＋Cl－(aq)

⥫⥬NH4Cl(s)

增大c(Cl－)或c(NH4+)，使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。(5)“冷析”过程NH4+(aq)＋Cl－(aq)

⥫⥬NH4Cl(s)ΔH<0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。归纳总结：平衡四项在工业制碱法中的应用任务3改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法精炼高考真题·明确高考方向1.（上海高考）如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是（

）A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉精炼高考真题·明确高考方向2.（2025·安徽高考节选题）侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下：①配制饱和食盐水；②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3，加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3，溶解，静置，析出NaHCO3晶体；③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。回答下列问题：(1)步骤①中配制饱和食盐水，下列仪器中需要使用的有

(填名称)。烧杯、玻璃棒精炼高考真题·明确高考方向(2)步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是

_______________

。(3)在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是

。加快NH4HCO3溶解、加快NH4HCO3与NaCl反应工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高精炼高考真题·明确高考方向3.（2021·河北高考节选）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：回答下列问题：(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序

(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或

。

aefbcg将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔精炼高考真题·明确高考方向精炼高考真题·明确高考方向(2)B中使用雾化装置的优点是