2019-2020年高中化学 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

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1、2019-2020年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●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①在精制的饱和食盐水中通入氨气，②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；③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

2、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：①；②；③；④。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。NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3NH4HCO3＋NaCl＝2NaHCO3↓＋NH4Cl〔用Ca(OH)2回收氨〕2NaHCO3Na

3、2CO3＋CO2↑＋H2O（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5℃～10℃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200C～260C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

4、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Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3106g18g168g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

5、通入CO2可以析出NaHCO3晶体。Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3↓；在饱和NaCl溶液中通入NH3后，由于NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－，再通入CO2，CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO3－，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。NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝2NaHCO3↓＋NH4Cl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

6、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。⑴饱和食盐水先氨化，再通CO2的原因是；反应的化学方程式是。⑵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。⑶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

7、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1﹕1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：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