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实验三：模拟氨碱法制纯碱

一、实验目的

1、了解氨碱法制纯碱的化学反应原理

2、模拟练习氨碱法制纯碱的操作方法

3、增强将化学知识应用与生活实践的意识，提高参与化学科技活动的热情，强化对化学学习的学习兴趣

二、中学教学中存在的问题

1、实验操作步骤复杂繁琐，实验耗时长

2、教学资源的短缺，学生不能亲自操作实验

3、不能把握对氨的通入率，过多减低氨的利用率，过少饱和食盐水分解不够完全三、实验原理

氨碱法（又称索尔维法）

以食盐（氯化钠）、石灰石（经过高温煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓

＋NH4Cl将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3

＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl

＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O四、实验任务

1、查阅文献，了解氨碱法制取纯碱的实验装置和工作原理

2、对比联合制碱法，改进实验装置，采取实际可行的实验方案，减少实验原料的应用

3、结合本实验室的实验情况与本人情况，控制反应的条件。

4、明确本实验的注意事项与成功关键五、影响实验的因素及影响规律

1、反应的温度控制：在30～40°C下通入氨气形成氨盐水，后加入二氧化碳形成碳酸氢钠，温度过高会使碳酸氢钠分解，过低反应速率低

2、溶液达到饱和态，降温到10°C以下，因为氯化铵的溶解度比氯化钠小，析出晶体氯化铵，是一种化肥，节约药品

3、氯化钠6g（0.1mol）、氨水4g(NH0.1mol)、碳酸钙10g(CO0.1mol),盐酸约0.2mol

3 2

六、实验设计过程

1、本实验采取盐酸与石灰石反应生成0.1molCO2加,

热浓氨水收集0.1mol氨气，加入食

盐水，水浴控制反应温度，使之反应充分，节约药品

2、仪器选择与装置的思考：本实验选用带有三个导管口的集气瓶作为反应装置，装有冰水的大烧杯（便于控制反应温度），用分液漏斗和圆底烧瓶以及集气瓶制取并收集二氧化碳。

物质相对分子质量

物质

相对分子

质量

熔点/0C

沸点/0C

密度g/cm3

溶解度

备注

氯化钠

58.5

801

1412

2.165

易溶于水

白色晶体

碳酸钙

100

825

/

2.71

难溶于水

白色晶体或粉末

盐酸

36.5

-35

57

1.20

与水混溶

无色液体，有挥发性腐蚀性，

性气味

二氧化碳44-78.46

二氧化碳

44

-78.46

-56.56

1.977

能溶于水

通常无色无味气体

氨气

17

-77.7

-33.5

0.771

极易溶于水

无色有刺激性气味的气体

氯化铵

53.5

34

100

1.52

易溶于水

无色晶体或白色结晶粉末

碳酸氢钠

84

440

/

2.159

7.8g/100ml

白色粉末或单斜晶结晶粉

碳酸钠

106

851

/

2.532

易溶于水

通常为白色粉末

架台、集气瓶、烧杯、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、

药品：饱和食盐水，氯化铵，氢氧化钙，稀盐酸，碳酸钙，稀硫酸九、实验装置图

十、实验步骤

1、检查装置的气密性

2、制取氨气和二氧化碳，按先后顺序通入饱和食盐水中，形成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液

3、经过过滤，洗涤后得到碳酸氢钠晶体，

4、加热碳酸氢钠，使之分解，得到纯碱碳酸钠，对尾气进行处理

5、实验结束后，整理试验台十一、成功关键

饱和食盐水要充分饱和。

碳酸钙适量，二氧化碳的产生量适宜。

制取气体的仪器要装配严密，要求气密性良好。

气体在中途损失不大，与饱和食盐水充分化合。

6、．提高产率的措施：（1）NaCl溶液要饱和。（2）通入要充足。（3）过滤、洗涤晶体的蒸馏水必须用冰水冷却，淋洗时要少量多次。

十二、注意事项

1、酒精灯不能互点

2，移动玻璃器具时，要轻拿轻放，以免破碎伤人。

34．氨气有刺激性气味，以免泄露在空气中，人体吸入。

5．加热时，要先预热，以免局部温度过高，试管爆裂。十三、参考文献

氨碱法纯碱可持续发展途径_邹泽民.caj

离子交换法制备纯碱的试验研究_李贵贤.caj

氨碱法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用_茅爱新.caj