化学学案课堂互动第一单元课题纯碱的生产.docxVIP

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课堂互动

三点剖析

一、碳酸钠和碳酸氢钠知识小结

物质

碳酸钠(Na2CO3)

碳酸氢钠(NaHCO3）

俗名

纯碱或苏打

小苏打

色、态

白色粉末(Na2CO3·10H2O为晶体）

细小白色晶体

溶解性

易溶于水

在水中溶解度较Na2CO3小

与酸反应

Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑

NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑

反应速度比Na2CO3快

与碱反应

Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOH

Na2CO3+NaOH不反应

2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O

与可溶性钙盐、钡盐反应

Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl

Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl

不反应

主要用途

制玻璃、制皂、造纸、纺织、洗涤剂

食品发酵、治疗胃酸过多

相互转化

【例1】将0。8mol·L-1的HCl溶液nmL与1。0mol·L—1的Na2CO3溶液等体积混合，产生气体的体积为VmL（标准状况下），则V的取值为（）

A。0〈V8。96n

B。8。96n

C.11.2n

D。0≤V≤8.96n

解析：若把Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中，则产生V（CO2）=8.96nmL，若把盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，则不会产生CO2气体，即0≤V≤8.96n。

答案:D

二、氨碱法和联合制碱法的反应原理

1.氨碱法

化学反应原理：NaCl+NH3+H2O+CO2====NaHCO3↓+NH4Cl

将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体加热煅烧即可制得纯碱产品。2NaHCO3Na2CO3+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。

2.联合制碱法

联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得到NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体.由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品.此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。

【例2】1892年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为原料生产Na2CO3，叫索尔维法。其主要步骤是：(1）在氨化的饱和NaCl溶液中通入CO2制得NaHCO3;(2）再将NaHCO3焙烧制得纯碱，CO2循环使用；(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰，NH3循环使用.1940年,我国著名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维法的技术封锁，并加以改进，用NaCl固体代替生石灰，加入母液使NH4Cl晶体析出，生产出纯碱和氯化铵。这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.试回答：

(1）在氨化的饱和NaCl溶液中通入CO2的两步反应方程式为_______________________。

(2）不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因是_________________________。

(3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是_________________________。

（4）“侯氏制碱法”与“索尔维法相比其优点是________________________。

解析：(1)将CO2通入含氨的饱和食盐溶液中，可得到NaHCO3和NH4Cl.

(2）H2CO3酸性比HCl酸性弱，因此不能用NaCl与CO2反应制取NaHCO3。

(3）母液为NH4Cl，加入生石灰可生成NH3和CaCl2。

(4)改用NaCl，可使母液中的NH4Cl晶体析出，NH4Cl可用作肥料。析出NH4Cl后的母液可循环使用，NaCl利用率高，且没有CaCl2生成.

答案:（1)NH3+CO2+H2O====NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl====NH4Cl+NaHCO3↓

(2）H2CO3酸性比盐酸弱，CO2不与NaCl反应

（3）2NH4Cl+CaO====CaCl2+H2O+2NH3↑

(4)使NH4Cl析出，可作氮肥，不生成CaCl2，原料NaCl充分利用