海洋化學(xué)資源海水制堿

海水“制堿”【知識梳理】一、氨堿法制純堿海水中蘊(yùn)含著大量氯化鈉（食鹽）。工業(yè)上利用海水提純出的食鹽、石灰石、氨氣為原料，采用氨堿法制得一種重要化工原料一一純堿（碳酸鈉）。1、氨堿法制純堿（碳酸鈉）步驟：先向飽和食鹽水中通入氨氣制成飽和氨鹽水溶液，在加壓并不斷通入二氧化碳條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的碳酸氫鈉（NaHCO）將從溶液中結(jié)晶析出，過濾出碳酸氫鈉并加熱分解即得純堿（碳酸鈉Na2cO）。整個(gè)流程圖：食鹽水—吟氨鹽水」氈2\碳隈氫鈉」^純堿2、反應(yīng)原理：CaCOS^CaO+CO3 2NaCl+NHJCO2+.0=NaHCO3+NH4C12NaHCO3ANa2cO3+H2O+COJ思考：①為什么氨鹽水比食鹽水更易吸收CO2?因氨鹽水顯堿性，食鹽水顯中性，co2氣體是酸性氧化物，容易在氨鹽水中與氨氣發(fā)生反應(yīng)而被更多吸收。②氨鹽水吸收C02后生成NaHCO3和NH4c1,哪種物質(zhì)先析出？NaHCO3先析出，因?yàn)橥瑴叵翹aHCO3溶解度比NH4C1溶解度小。3、識別“蘇打”“小蘇打”“蘇打”指純堿或碳酸鈉，化學(xué)式為Na2c03,是鹽類化合物不是堿；“小蘇打”指碳酸氫鈉，化學(xué)式為NaHCO」也是鹽類化合物，又稱酸式碳酸鈉。它們?nèi)苡谒@堿性，二者可相互轉(zhuǎn)化。Na2cO3+CO2+H2O=2NaHCO3 2NaHCO3=Na2c03+H2O+CO2t4、侯氏制堿法及其貢獻(xiàn)1926年，我國化學(xué)家侯德榜在氨堿法的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立了更為先進(jìn)的聯(lián)合制堿法，即侯氏制堿法。該方法向過濾NaHCO3晶體后的NH4c1溶液中加入食鹽，使其中的NH4c1再單獨(dú)結(jié)晶析出，用作氮肥，NaCl溶液則可循環(huán)使用，同年就生產(chǎn)出“紅三角”牌純堿并獲萬國博覽會金獎(jiǎng)。候氏制堿法克服了氨堿法的缺點(diǎn)，促進(jìn)了世界制堿業(yè)技術(shù)的發(fā)展，打破了西方國家對中國制堿技術(shù)的壟斷，為純堿和氮肥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。二、純堿（碳酸鈉）的化學(xué)性質(zhì)①與指示劑作用：碳酸鈉易溶于水，溶液顯堿性，可以使指示劑無色酚酞試液顯紅色。②能與鹽酸、硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏wNa2cO3+2HCl=2NaCl+H2O+COjNa2cO3+H2SO4=Na2sO/H'+COJ反應(yīng)實(shí)質(zhì)：CO32-+2H+=H2O+COJ③與氫氧化鈣反應(yīng)：向Na2cO3溶液中滴加石灰水有白色沉淀生成Ca（OH）2+Na2co3=CaCOj+2NaOH。反應(yīng)實(shí)質(zhì)：CO32-+Ca2+=CaCOj上述反應(yīng)方程式是工業(yè)上利用純堿（Na2cO）、熟石灰（Ca（OH））制燒堿（NaOH）的原理。④與氯化鋇的反應(yīng)：向Na2cO3溶液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成BaCl2+Na2cO3=2NaCl+BaCOj反應(yīng)實(shí)質(zhì)：CO32-+Ba2+=BaCOj【典型例題】例1.某?；瘜W(xué)興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對相關(guān)問題進(jìn)行研究?！井a(chǎn)品與原理】該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)化工產(chǎn)品一一純堿（Na2cOJ和化肥NH4cl。生產(chǎn)原理是：將NH3和82通入飽和食鹽水中得到NaHCO3和NH4cl的混合物，反應(yīng)為：NaCl（飽和）+NH3+CO2+H2O=NaHCOj+NH4cl；分離出NaHCO」加熱制得純堿?！旧a(chǎn)流程】【相關(guān)資料】⑴NH4clJLnHJ+HClt⑵已知20℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）物質(zhì)NaClNaHCO3NHCl4NH3CO2溶解度36.0g9.6g37.2g7100.9【問題討論】：⑴操作I、II、III中，相同操作的名稱為。⑵反應(yīng)①中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，寫出其中的一個(gè)化學(xué)方程式： O⑶反應(yīng)③中得到純堿的化學(xué)方程式為。⑷溶液B中的溶質(zhì)有（至少寫出兩種）。⑸上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是（填序號）。A.揮發(fā)性氣體CB.溶液D C.氫氧化鎂 D.化肥NHCl4【組成確定】⑴稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱重，質(zhì)量無變化；⑵另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀hno3,再滴加AgNO溶液，有白色沉淀。3由上述實(shí)驗(yàn)可確定純堿樣品含有雜質(zhì)（寫化學(xué)式）。例2、海水是一種重要的自然資源。以下是我市對海水資源的部分利用。（1）從海水中獲取淡水。常用的操作方法是。（2）從海水中獲得氯化鈉。將海水進(jìn)行—可得到粗鹽；為除去粗鹽中含有的SO：-、Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)，有如下操作：①溶解；②加過量的Na2cO3溶液；③加過量的BaCl2溶液;④加適量的鹽酸；⑤加過量NaOH溶液；⑥蒸發(fā)結(jié)晶；⑦過濾。正確的操作順序是。（用序號填一種合理組合）。（3）從海水中得到金屬鎂。下圖是從海水中提取鎂的簡單流程。上述過程中，沉淀B與試劑C發(fā)生的是中和反應(yīng)，則沉淀B的化學(xué)式為，由無水MgCl2制取Mg的化學(xué)方程式為。海水本身就是含有MgCl2的溶液，它與通過步驟①、②得到的MgCl2溶液有何不同：(4)海水“制堿”。下圖是海水“制堿”的部分簡單流程。步驟加、步驟W反應(yīng)的化學(xué)方程式為：、O制氨鹽水的過程中要先通入氨氣，再通入二氧化碳。如果反過來，二氧化碳的吸收率會降低。這是因?yàn)椤！菊n堂鞏固】一、選擇題(只有一個(gè)正確答案，共8個(gè)小題，8,)()1、下列哪項(xiàng)不是純堿的用途A.石油精煉 B.硬水軟化C.去除油污D.醫(yī)用消毒()2、既能跟鹽酸又能跟澄清石灰水反應(yīng)的物質(zhì)是A.鐵 B.硫酸銅 C.氧化銅 D.純堿()3、下列物質(zhì)不屬于鹽類的是A.燒堿 B.純堿 C.氯化鋇 D.高錳酸鉀()4、下列物質(zhì)間不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的是A.純堿溶液和氫氧化鋇溶液 B.純堿溶液和氯化鈣溶液C.純堿和硝酸 D.純堿溶液和氯化鉀溶液()5、在發(fā)酵面團(tuán)中加入某種物質(zhì)糅合，既能使蒸出的面包疏松多孔，又能除去面團(tuán)中的酸，該種物質(zhì)可能是A.NaOHB.NaHCO3C.CH3COOH D.Na2sO4()6、石灰漿新抹的墻壁上掉下一塊白色固體，小紅為探究其成分，它應(yīng)該選用的試劑是A.酚酞 氫氧化鈉溶液 B.酚酞稀鹽酸C.酚酞氯化鈉溶液 D.鹽酸氫氧化鈉溶液()7、用水作試劑，不可能區(qū)分開來的一組物質(zhì)是A.硝酸銨、食鹽、燒堿 B.汽油、酒精、濃硫酸C.無水硫酸銅、碳酸鈉、碳酸鈣D.氯化鉀、硝酸鈉、硫酸鉀()8、下列兩種溶液混合后能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且溶液的總質(zhì)量不會發(fā)生變化的是A.氫氧化鈉溶液和硫酸溶液 B.碳酸鈉溶液和稀鹽酸C.食鹽溶液和稀硝酸 D.氯化鐵溶液和燒堿溶液二、選擇題(每題有一到兩個(gè)正確答案)()9、下列各組內(nèi)離子，在溶液中不能大量共存的是A.H+、SO42-、Ba2+、NO3- B. Ca2+、H+、NO3- . Cl-C.Mg2+、K+、NO3-、Cl- D.K+ 、Na+、Mg2+、SO42-()10、向25ml含有H2sO4和MgCl2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，若縱坐標(biāo)表示產(chǎn)()11、除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))，所用試劑和方法不正確的是A.Na2cO332。，；通入適量的二氧化碳 B.CO (CO?)；通入灼熱的氧化銅C.HNO3 (HCl)；AgNO3溶液，過濾 D.Cu(OH)2(CuCl2)；加入適量稀鹽酸三、理解與應(yīng)用12、從H、C、Na、O、N五種元素中，選擇適當(dāng)元素組成符合下列要求的物質(zhì)各一種；將其化學(xué)式填入相應(yīng)的空格中：(1)人體內(nèi)含量最多的物質(zhì)；(2)水溶液呈堿性的鹽；(3)具有強(qiáng)烈的腐蝕性，廣泛用于肥皂，造紙工業(yè)的化合物；(4)干粉滅火器的主要原料，在食品工業(yè)中，它是發(fā)酵粉的一種主要原料。13、向某鹽溶液中，加入氫氧化鈉溶液時(shí)，有紅褐色沉淀生成，若加入硝酸鋇溶液時(shí)，有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成；則該鹽的化學(xué)式為，寫出上述紅褐色沉淀與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。14、用食鹽制純堿有以下主要步驟：（1）首先向濃氨水中加入足量的，制取飽和的氨鹽水；用食鹽制純堿還需要含碳元素的物質(zhì)，試運(yùn)用化學(xué)原理解釋其原因s。（2）再向飽和氨鹽水中通入足量的，產(chǎn)生大量沉淀，這是，反應(yīng)原理是。（3）過濾，將濾紙上固體轉(zhuǎn)移至坩堝中，加熱至不再有水蒸氣產(chǎn)生，既得碳酸鈉固體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（4）碳酸鈉和碳酸氫鈉都是白色固體，（碳酸鈉和碳酸氫鈉水溶液都顯堿性）鑒別這兩種固體可用的方法是。15、小明在做某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一瓶瓶口已敞開不知多久的氫氧化鈉溶液（下稱試液），聯(lián)想到藥品保存注意事項(xiàng)，小明利用提供的試劑（CaCl2溶液、鹽酸、CaCO3固體、酚酞）對試液是否變質(zhì)展開了探究。他首先的猜想是：試液沒有變質(zhì)，溶液中溶質(zhì)還是NaOH小明通過查閱資料知Na2cO3顯堿性。他根據(jù)先后先的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是：取少量試液加入試管，滴入酚酞，觀察到試液變紅。由此得出的結(jié)論是原試液沒有變質(zhì)。還是NaOH