湖北省荊州市公安縣高中化學(xué)第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè)課題3純堿的生產(chǎn)學(xué)案新人教版選修2

1、課題 3純堿的生產(chǎn) 掌握氨堿法制取純堿的原料、原理及工藝流程。 了解聯(lián)合制堿法的原理。 了解氨堿法和聯(lián)合制堿法的優(yōu)缺點(diǎn)及侯德榜對氨堿法所做的改進(jìn)。知識(shí)梳理1氨堿法生產(chǎn)純堿的原料是、。2氨堿法的生產(chǎn)過程為在精制的飽和食鹽水中通入氨氣，將二氧化碳通入氨的飽和食鹽水中，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；過濾出碳酸氫鈉后，煅燒得到純堿。寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。3在食鹽精制過程中，加入熟石灰和純堿，以除去食鹽水的、（填離子符號），寫出反應(yīng)的離子方程式、。4氨堿法中在過濾出碳酸氫鈉后的母液中，加石灰乳，以回收氨氣進(jìn)行循環(huán)利用。寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。5氨堿法生產(chǎn)純堿的主要優(yōu)點(diǎn)：；。6侯氏制堿法的原料是、；產(chǎn)品是、。7我國

2、著名的化工專家侯德榜對氨堿法做了怎樣的改進(jìn)？這種改進(jìn)有什么意義？方法導(dǎo)引氨堿法工業(yè)制備純堿的方法工業(yè)上是先在冷卻的條件下將氨氣通入飽和的食鹽水，制得氨化鹽水，再在加壓條件下通入CO2，得到NaHCO3晶體，最后將濾出的NaHCO3經(jīng)焙燒得到純堿。氨氣極易溶于水，先溶在食鹽中，可在堿性條件下吸收更多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）我國著名化學(xué)化工專家侯德榜發(fā)明了侯氏制堿法，對氨堿法加以改進(jìn)。他將析出3NaHCO的母液選

3、在 5 10加入食鹽粉末，使不易結(jié)晶的NH4Cl 結(jié)晶出來，這不僅使原料NaCl 得到充分利用，又獲得大量的化肥，也使氨堿法中用Ca( OH) 2 回 收 氨 時(shí) 所 產(chǎn) 生 的 大 量 用 途 不 大的 Ca Cl 2 的難題得以解決。侯德榜為制堿做出了卓越的貢獻(xiàn)，是值得我們驕傲和敬佩的。在加壓通入CO2時(shí)溫度選在200C 260C 左右，因?yàn)榇藭r(shí)NaHCO3的溶解度最小。例題 1 在飽和 Na2CO3 溶液中通入CO2 會(huì)有晶體析出。向飽和NaCl 溶液中通入CO2并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，若在飽和NaCl 溶液中先通入NH3 后，再通入CO2則會(huì)有晶體析出。簡述其原因，并寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。解

4、析 本題要求學(xué)生具有相當(dāng)?shù)姆治瞿芰?，思維也要求相當(dāng)靈活，由于Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3106g18g168g一方面，通入CO2 時(shí)消耗了水，另一方面，生成NaHCO3質(zhì)量比消耗的Na2CO3 質(zhì)量大，且Na2CO3 的溶解度比NaHCO3還大，因此往Na2CO3 飽和溶液中通入CO2會(huì)有晶體析出。答案 由于Na2 CO3轉(zhuǎn)化為成NaHCO3導(dǎo)致溶質(zhì)質(zhì)量增大，反應(yīng)中消耗了部分水，減少了溶劑，相同溫度下 NaHCO的溶解度小于Na CO，故向Na CO飽和溶液中通入 CO可以析出NaHCO晶體。3232323Na2CO CO H O 2NaHCO；在飽和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 結(jié)合成水，使上述兩種平衡都向右移動(dòng)，)增大，而溶液中的濃度也很大，就使溶解度小的NaHCO成為晶體而析出。NaClc(HCONa33NH3 H2O CO2 2NaHCO3 NH4Cl例題2 在飽和食鹽水中先通入氨氣進(jìn)行氨化，再通入二氧化碳，可制得小蘇打。在析出小蘇打晶體濾掉的母液中加入生石灰，可將氨氣回收利用。小蘇打在2500C 下焙燒可得純堿，分解所得二氧化碳也可以回收利用。以上所述稱為索爾維制堿法。飽和食鹽水先氨化，再通CO2的原因是；反應(yīng)的化學(xué)方

6、程式是。在析出小蘇打的母液中加入生石灰以回收氨氣的化學(xué)方程式是。我國著名化學(xué)家侯德榜在析出小蘇打的母液里在一定條件下加入NaCl 粉末，使母液中的NH4Cl 結(jié)晶析出，可生產(chǎn)化肥NH4Cl 。在析出NH4Cl 的母液中再通入氨氣氨化，又可通CO2制取小蘇打。創(chuàng)立了舉世聞名的“侯氏制堿法”。簡答侯氏制堿法的主要優(yōu)點(diǎn)。2 / 7解析 在食鹽溶液中通入氨得到NaCl 與氨水的混合溶液，此時(shí)NaCl 和 NH3 的濃度均達(dá)到很濃的程度，再通入CO2，則氨水大量吸收CO2 生成濃度更大的NH4HCO3溶液。這時(shí)發(fā)生NH4HCO3與NaCl 的反應(yīng)，因NaHCO3此時(shí)溶解度比NH4Cl 、 NH4HCO3

7、、 NaCl 都小而結(jié)晶析出。反之先通入CO2則 CO2 以 1 1 溶于水，再通氨氣，得不到濃NH4HCO3溶液，而不能析出NaHCO3晶體，不能濾出NaHCO3去加熱制Na2CO3。按反應(yīng)：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與 NHCl 反應(yīng)生成 NH 得以全部（理論上）回收利用。但反應(yīng)生成的CaCl 無多大用432途，成為廢渣難于處理。侯氏制堿法可多得到一種產(chǎn)品NH4Cl ，將 NaCl 中 Cl 也充分利用，且無廢料 CaCl2，并少用原料CaO。答案 使溶液中 NH4HCO3形成濃溶液，便于與NaCl

8、生成小蘇打。NHH O CO NHHCONH HCO NaCl NHCl NaHCO（濃溶液中）322434343 2NH4Cl CaOCaCl2 NH3 H2O 使 NaCl 中的Cl也以利用，減少了原料CaO，不再生產(chǎn)廢渣CaCl ，增加了新產(chǎn)品氯2化銨，既免于廢渣CaCl2 對環(huán)境的污染，又使各原料得到充分利用?；A(chǔ)訓(xùn)練1下列科學(xué)家中，為我國化學(xué)工業(yè)做出重大貢獻(xiàn)的是（）。A鄧稼先B李四光C華羅庚D侯德榜2下列物質(zhì)的名稱和化學(xué)式、俗名一致的是（）。A氯化鈉（ NaCl、食鹽）B氫氧化鈉（NaOH、純堿）C碳酸鈉（ Na2CO3、小蘇打）D碳酸氫鈉（NaHCO3、蘇打）3在蔬菜生長過程中，常

9、噴灑農(nóng)藥防治病蟲害。據(jù)有關(guān)專家介紹，有堿性溶液或清水浸泡，可使殘留在蔬菜上有農(nóng)藥的毒性降低。因此，買來的蔬菜在食用前最好用稀堿水或清水浸泡一段時(shí)間。浸泡蔬菜時(shí)可加入適量（）。A純堿B白酒C白糖D食醋4除去混在碳酸鈉中的少量碳酸氫鈉的方法是（）。A加熱B加 NaOH溶液C加鹽酸D加 CaCl2 溶液5 工業(yè)上常用氨堿法制取碳酸鈉，但卻不能用氨堿法制取碳酸鉀，這是因?yàn)樵谌芤褐校?）。AKHCO3溶解度較大B KHCO3溶解度較小CK2CO3 溶解度較大D K2CO3溶解度0102030NH4Cl29.33.337.241.13 / 76右面是幾種物質(zhì)在指定溫度下的溶解度，工業(yè)上將4NH4HCO31

10、1.15.921.027相同物質(zhì)的量的NaCl、 CO2、 NH3 在 30時(shí)釀成溶液，9此時(shí)溶液中無晶體。當(dāng)降溫至某溫度時(shí)，開始析出晶NaHCO36.98.159.611.1體，此晶體是（）。NaCl35.35.83636.4ANH4ClB NH4HCO37CNaHCO3D NaCl7將等量的小蘇打用下列方法制取CO2，甲法是加熱，乙法是跟足量的鹽酸反應(yīng)。兩種方法得到的 CO2 氣體的量的關(guān)系為（）。A甲法多B乙法多C一樣多D無法比較8關(guān)于碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較，下列說法正確的是（）。A在相同條件下，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)比碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)劇烈B在相同條件下，碳酸氫鈉比碳酸鈉更易溶于水C在碳酸鈉

11、和碳酸氫鈉溶液中分別加入氫氧化鈣溶液均有沉淀產(chǎn)生D碳酸鈉、碳酸氫鈉受熱都可分解根據(jù)以下敘述，回答9 11 題。某工廠按如下步驟進(jìn)行生產(chǎn)：以煤為燃料煅燒石灰石用飽和Na2CO3溶液充分吸收步驟中產(chǎn)生的二氧化碳使步驟中產(chǎn)生的氧化鈣跟水反應(yīng)消石灰跟Na2CO3反應(yīng)。9該廠生產(chǎn)中涉及的物質(zhì)有石灰石純堿小蘇打燒堿二氧化碳消石灰。下列敘述正確的是（）。A起始原料是B起始原料是C最終產(chǎn)品是D最終產(chǎn)品是10該廠生產(chǎn)過程中的優(yōu)點(diǎn)可能有：排放的氣體對大氣無污染生產(chǎn)過程中的部分產(chǎn)品可作為起始原料使用無高溫作業(yè)。其中正確的是（）。A只有B只有C和D和11生產(chǎn)過程中沒有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是（）。A分解反應(yīng)B化合反應(yīng)C置

12、換反應(yīng)D復(fù)分解反應(yīng)12從 Na2CO3、 NaHCO3中選擇下列各題中所使用的物質(zhì)，并說明選擇該物質(zhì)的理由：洗滌堿，理由。發(fā)酵粉，理由。治胃酸過多，理由。13含有2-2-的稀溶液中離子的物質(zhì)的量之比為+2+Na、 Mg、 HCO、 SOn（ Na） n（ Mg ） n34-2-） 2 1 2 1。向此溶液中滴加酚酞數(shù)滴，溶液呈色。充分加熱（ HCO3） n（ SO44 / 7此溶液，加熱過程中觀察到有氣體放出，溶液變渾濁。有關(guān)的離子方程式或化學(xué)方程式是。14侯氏制堿法的步驟如下：晶體Na2CO3 粉末通入足量通入足量飽和飽和CO食鹽水NH氨鹽水懸濁夜揮發(fā)性物質(zhì)I液體試回答下列問題：若上述的懸濁

13、液是NaHCO3和 NH4Cl 的混合液，則I 和 II的總反應(yīng)式為。由這一反應(yīng)可知NaCl 比 NaHCO3的溶解度。操作 I 、 II不能顛倒的原因是。 III的操作叫。 IV 的操作叫。15碳酸氫鈉受熱容易分解為碳酸鈉?，F(xiàn)加熱5.00g的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物, 使碳酸氫鈉完全分解 , 混合物的質(zhì)量減少了0.31g ，則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為多少g？拓展提高16將 Na2CO3· 10H2O與 NaHCO3的混合物mg 溶解于水，配制成100mL溶液，測知m(Na ) 0.92g ，若將溶液蒸干灼燒直至質(zhì)量不變，可得固體g。17實(shí)驗(yàn)室里臨時(shí)需要用NaOH溶液和CO2 來制取

14、純Na2CO3 溶液100mL。已知CO2 氣體在通入NaOH溶液過程中極易過量生成NaHCO3，且無明顯現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)室有下列試劑：未知濃度的NaOH 溶液 37%的鹽酸 37%的硫酸 14%的鹽酸大理石 K2CO3 固體Cu 2 ( OH) 2 CO3實(shí)驗(yàn)室有下列儀器：鐵架臺(tái)、啟普發(fā)生器、燒杯（100mL）、橡皮管、玻璃導(dǎo)管、分液漏斗、試劑瓶（ 200mL）、堿式滴定管（50mL）、燒瓶（ 250mL）。下表列出各物質(zhì)在常溫時(shí)的溶解度（g/100g H 2O)：Na2CO3NaHCO3NaClNa2SO4NaHSO4NaOH15.98.43535.52040本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的儀器：除啟普發(fā)生器、橡

15、皮管、玻璃導(dǎo)管外，還需要。5 / 7為保證制得的Na2CO3 溶液盡量純，應(yīng)選用的藥品有。敘述必要的實(shí)驗(yàn)步驟，直到制得較純的Na2CO3溶液（儀器安裝省略）。根據(jù)給出的溶解度表，求出當(dāng) NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于多少時(shí)，在配制過程中會(huì)有晶體析出（列出簡要計(jì)算步驟和必要的文字說明）？6 / 7基礎(chǔ)訓(xùn)練參考答案1D2A3A4A5A6C7B8C9AD10B11C12 Na2CO3 Na 2CO3 溶液的堿性比NaHCO3溶液的堿性強(qiáng) NaHCO3 與等量酸反應(yīng) NaHCO3比 Na2CO3產(chǎn)生的 CO2多 NaHCO3NaHCO3 溶液的堿性比 Na 2CO3溶液的弱13粉紅Mg2 CO HO 2HCOMgCO3322MgCO3 H2OMg(OH)2 CO214 NaCl CO2 NH3 H2ONaHCO3 NH4Cl小若 I 、 II顛倒，則得不到濃NH4HCO3溶液，而不能析出NaHCO3晶體。過濾加熱15 4.16g16 2.12 g17 燒杯 2 個(gè)、堿式滴定管、