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高中化学第1单元走进化学工业课题3纯碱的生产作业新人教版选修

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纯碱的生产一、Na2CO3、NaHCO3性质的比较1.下列关于NaHCO3的叙述,不正确的是( )A.它是一种白色粉末,相同温度下溶解度小于Na2CO3B.加热至200 ℃左右,可完全分解,利用这种性质,可由NaHCO3制取纯碱C.与Na2CO3相比,当质量相同时,分别跟足量盐酸反应后,NaHCO3可得到较多的二氧化碳D.其晶体的化学式为NaHCO3·10H2O,在空气中会风化解析:Na2CO3·10H2O在干燥的空气中容易风化,没有NaHCO3·10H2O这种物质。

答案:D2.在制小苏打(NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl)的操作中,应在饱和食盐水中( )A.先通入CO2,达到饱和后再通入NH3B.先通入NH3,达到饱和后再通入CO2C.CO2和NH3同时通入D.以上三种方法都行解析:CO2在NaCl溶液中溶解度小,先通入NH3后使溶液呈碱性,能溶解大量的CO2,生成大量的HC,从而有利于析出大量的NaHCO3晶体。

答案:B3.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,结果有晶体析出,对析出晶体的原因分析不正确的是( )A.相同温度下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的B.溶液中溶剂减少了C.溶质质量增加了D.反应过程放热解析:本题考查的是Na2CO3与CO2反应的知识,根据化学方程式Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3可以得出:通过反应,溶剂质量减少,溶质质量增加,由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的,因此有NaHCO3晶体析出。

答案:D4.为了确定小苏打中是否含有纯碱,下列实验操作及判断正确的是( )A.将固体加热,观察是否有水生成B.滴加盐酸,观察是否放出气体C.将固体溶于蒸馏水配成溶液,滴加少量BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成D.将固体溶于蒸馏水配成溶液,滴加澄清石灰水,观察是否有白色沉淀生成解析:A中加热有H2O生成是NaHCO3的性质;B中加盐酸两者都放出气体;C中Na2CO3能与BaCl2发生复分解反应生成BaCO3沉淀而NaHCO3则不能;D中加澄清石灰水两者都能生成白色沉淀,无法确定含Na2CO3。

答案:C二、纯碱的工业生产5.纯碱是一种重要的化工原料。

目前制碱工业主要有氨碱法和联合制碱法两种工艺。

请按要求回答问题:(1)氨碱法产生大量CaCl2废弃物,请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式:。

(2)写出联合制碱法有关反应的化学方程式:。

(3)CO2是制碱工业的重要原料,联合制碱法与氨碱法中CO2的来源有何不同?。

(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。

根据联合制碱法总反应,列出计算原子利用率的表达式为:原子利用率(%)=。

解析:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑(3)联合制碱法中CO2来源于合成氨工业的副产品,而氨碱法中CO2来源于石灰石的分解。

(4)联合制碱法原子利用率的表达式:原子利用率(%)=×100%=×100%答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑(3)联合制碱法中CO2来源于合成氨的副产品,氨碱法中CO2来源于CaCO3的分解(4)×100%(建议用时:30分钟)1.下列工业生产所发生的化学反应不涉及氧化还原反应的是( )A.用侯氏制碱法生产纯碱B.用二氧化硫制硫酸C.工业合成氨D.从海水中提取单质溴解析:联合制碱法利用生成溶解度更小的碳酸氢钠,不属于氧化还原反应;B、C、D中都有氧化还原反应发生。

答案:A2.(双选)下列说法中错误的是( )A.制纯碱的原料只能是无机物B.制纯碱的原料可能包含有机物C.NR3·HCl+NH3NR3+NH4Cl是氧化还原反应D.NR3·HCl+NH3NR3+NH4Cl是非氧化还原反应解析:在侯氏制碱法制纯碱的生产中,可以用甲烷等烃与水反应制氢气。

用有机胺制碱法制纯碱的生产中,所用的有机胺就属于有机物。

答案:AC3.一定温度下,向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2气体,忽略溶液体积的变化,下列有关说法中正确的是( )A.c(Na+)不变B.溶液的pH变大C.溶液质量增大D.溶液中溶质的质量分数变小解析:向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体时,发生反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,该反应为化合反应,生成溶质NaHCO3的质量大于原溶质Na2CO3的质量,因为同一温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,且反应过程中溶剂的质量也减少,因此析出NaHCO3晶体,c(Na+)减小,溶液的质量减小,所以A、C选项错误;溶液中的溶质质量分数减小,所以D项正确;HC的水解程度小于C的水解程度,所以溶液的pH减小,B项错误。

答案:D4.下列关于工业生产说法错误的是( )A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通氨气,后通二氧化碳B.在硫酸工业、合成氨工业中,皆采用循环操作提高原料利用率C.在侯氏制碱工业中,二氧化碳可以循环利用D.硫酸工业中,用水来吸收三氧化硫解析:硫酸工业中,是用98%的硫酸来吸收三氧化硫,如果用水来吸收,则会产生酸雾,影响产率,D选项错误。

答案:D5.下列叙述中正确的是( )A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的稀盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同D.向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2,有NaHCO3结晶析出解析:选项A,Ca(HCO3)2和NaHCO3在水溶液中不发生反应;选项B,向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸发生反应Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,理论上没有CO2生成;选项C,注意等质量NaHCO3和Na2CO3与足量的稀盐酸反应,NaHCO3的物质的量大,生成CO2多;选项D,NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,若Na2CO3全反应则生成NaHCO3的质量比Na2CO3的大,反应消耗水,则有大量晶体析出。

答案:D6.工业上常用氨碱法制取碳酸钠(将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打,再经过滤、煅烧而得到纯碱),但却不能用氨碱法制取碳酸钾,这是因为在溶液中( )A.KHCO3溶解度较大B.KHCO3溶解度较小C.K2CO3溶解度较大D.K2CO3溶解度较小解析:氨碱法制取Na2CO3的原理是,在精制的食盐水中分别通入NH3、CO2,由于NaHCO3溶解度不大,当Na+、HC浓度较大时便析出NaHCO3晶体,将过滤得到的NaHCO3煅烧得Na2CO3,反应的化学方程式为:NH3+H2O+CO2N+HC,Na++HC NaHCO3↓,2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑。

由于KHCO3溶解度较大,无法从溶液中析出,故无法利用氨碱法制取K2CO3。

答案:A7.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的说法正确的是( )A.分别用炒锅加热两种样品,全部分解挥发,没有残留物的是小苏打B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快的是小苏打D.先将两样品配成溶液,分别加入石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打解析:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑,剩余固体为Na2CO3,A错误;纯碱和小苏打均含有钠元素,焰色反应无法区分;NaHCO3与石灰水也能产生沉淀:Ca2++2OH-+2HC CaCO3↓+C+2H2O。

答案:C8.根据氨碱法的原理,首先配制氨化饱和食盐水,即向饱和食盐水中加入氨水(体积比1∶1)并充分搅拌;再将二氧化碳通入氨化饱和食盐水中,控制一定的温度,直至有碳酸氢钠析出。

请回答下列问题:(1)用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生N、HC的原理。

(2)向饱和食盐水中加入氨水和通入二氧化碳的先后顺序是先加氨水后通二氧化碳。

是否可以先通二氧化碳后加氨水?为什么?。

(3)写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式:。

解析:在通常状况下,氨在水中的溶解度近700体积,二氧化碳在水中的溶解度仅约1体积。

答案:(1)NH3+H2O NH3·H2O N+OH-(或NH3+H2O N+OH-);CO2+H2O H2CO3HC+H+(或CO2+H2O HC+H+)(2)否。

在常温下,氨在饱和食盐水中的溶解度很大,二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。

若先通二氧化碳后加氨水,溶液里只能产生很小浓度的HC,不利于生成NaHCO3沉淀(3)NaCl+NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl(或NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl)9.纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛,需求量很大,因此纯碱的制备一直是科学家研究的一个重要方面。

18世纪欧洲有个路布兰制碱法,其主要反应原理是:Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑Na2S+CaCO3CaS+Na2CO3这种方法的最大缺点是:①此反应是高温固体反应,不能连续生产;②浪费原料,CO2不能回收利用;③污染环境,CaS没有任何用处,只能抛至野外。

由于这些缺点的存在和后来化学工业的发展,路布兰法被索尔维法所代替。

索尔维法的生产流程如下:索尔维法能实现连续生产,但其食盐利用率只有70%,且所得副产品CaCl2没有用处,污染环境。

侯德榜经过几年的努力,做了500多次循环实验,终于设计出新的制碱工艺,于1943年11月在完成实验室规模的流程实验基础上,在工厂顺利试产,食盐的利用率达96%以上,得到了纯碱和氯化铵两种重要产品。

氯化铵主要用作氮肥。

侯德榜制碱法的原理是:①在30~50 ℃的饱和食盐水中,先通入氨至饱和,再通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀;②过滤,将滤渣加热而得到产品;③滤液中加入细食盐粉末,在5~10 ℃使NH4Cl沉淀,过滤,滤液为饱和食盐水。

据此回答下列问题:(1)标出反应Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑的电子转移方向和数目。

(2)写出索尔维制碱法的各步反应的化学方程式:①;②;③;④。

(3)写出侯德榜制碱法第①步反应的化学方程式:。

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高中化学第一单元走进化学工业1.3纯碱的生产教案2新人教版选修2(2021学年)

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课题三纯碱的生产第1课时教学目标（1）理解“氨碱”的原理。

（2）尝试实验模拟,体验化学实验设计的过程.教学重点(1)“氨碱法”原理的理解。

(2）模拟实验的设计和流程的改进.课时安排2课时教学过程优点：不足：原料便宜成品纯度高氯化钠利用率低氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙课堂小结：氨碱法制碱法概述又称索尔维法。

是比利时工业化学家索尔维(Ernｅsｔ Solvａy）首先发明的纯碱工业制法。

以食盐、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳）和氨为原料。

先使氨通入饱和食盐水中制成氨盐水，再通入二氧化碳以发生碳酸化反应，析出碳酸氢钠固体和含氯化铵的母液；经过滤、洗涤后，将碳酸氢钠煅烧得到产品纯碱。

滤液中含大量的氯化铵,与石灰乳混和，加热产生的氨以及煅烧碳酸氢钠时产生的二氧化碳都可循环使用.此法氯化钠的利用率仅为72～74%左右,同时有大量的氯化钙作为废液排出，未加以利用。

课外拓展无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。

它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。

它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。

高中化学 人教版选修2 第1单元课题3 纯碱的生产 教学设计、教案、学案

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课题3 纯碱的生产1．了解纯碱的生产及发展过程。

2．了解天然碱的生产与化工生产之间的联系及技术发展的过程。

3．掌握路布兰法—索尔维法—联合制碱法(侯氏制碱法)。

一、氨碱法生产纯碱氨碱法是由比利时人索尔维发明的，氨碱法是以碳酸钙和食盐为原料生产碳酸钠的过程。

1.制取碳酸氢钠和氯化铵将CO 2通入含氨的饱和食盐水中现象 有白色晶体析出反应方程式NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3、NaCl ＋NH 4HCO 3===NaHCO 3↓＋NH 4Cl2.制取碳酸钠的反应方程式是 2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ↑。

3.氨碱法制纯碱的优点是原料食盐和石灰石易得，产品纯度高，氨和部分CO 2可循环使用，制造步骤简单。

缺点是生成的氯化钙不易处理，食盐利用率才70%。

氨碱法中加入氨的主要作用是什么？提示：主要作用是让氨与二氧化碳作用NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3，然后再与饱和食盐水反应NaCl ＋NH 4HCO 3===NaHCO 3↓＋NH 4Cl ，进而制纯碱2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ↑。

二、联合制碱法根据上图，写出生产纯碱的化学方程式： (1)NaCl ＋NH 3＋CO 2＋H 2O===NaHCO 3＋NH 4Cl 、 (2)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ↑。

1.我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。

“侯氏制碱法”中的碱是指下列的( ) A ．NaOH B ．K 2CO 3 C ．Na 2CO 3D ．NaHCO 3解析：选C 。

“侯氏制碱法”中的碱是指Na 2CO 3 。

2.与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是( ) A ．提高了原料的原子利用率 B ．降低了生产成本 C ．减少了环境污染 D ．减轻了对设备的腐蚀解析：选D 。

高中化学 第一单元 走进化学工业 课题3 纯碱的生产 制碱工业的发展素材 新人教版选修2

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制碱工业的发展远在几千年前，劳动人民就有使用碱的知识，在没有工业方法生产碱以前人们所需要的碱都取自天然碱和草木灰。

至于应用化学方法制取纯碱，还只是近两百年的事情。

1、路步兰法1791年，法国人路步兰成功地研究出以食盐为原料的制碱法，即路步兰法，该发首先用硫酸和食盐制取硫酸钠、石灰石和炭，按100：100：35.5的重量比混合,在反射炉或回转炉内煅烧（950~1000°C），生成熔块（黑灰），再经浸取、蒸发、短少等过程而得到纯碱。

产品中含碳酸钠约为95%左右。

该法的主要化学反应为： H2SO4+2NaCl =Na2SO4+2HClNa2SO4+ CaCO32CO3+CaS+2CO2制取硫酸钠时产生的氯化氢气体，经水吸收制成或用氧化法制成氯气。

浸取“黑灰”后的废渣，经与二氧化碳作用可得到硫化氢；从硫化氢中可回收硫磺。

路步兰法盛行一时。

但其放的主要生产过程系在固相中进行，并且需要高温，生产不能、连续，原料利用不充分，设备腐蚀严重。

因此，人们除了改进路步兰法之外，又在探索新的制碱方法。

2、氨碱法（索尔维法）1861年，比利时人索尔维综合前人的工作并实现了改进，于1863年实现索尔维法制碱，即氨碱法。

该法以食盐、石灰石为原料，借氨的媒介作用，经石灰石煅烧，盐水精制、吸氨、碳酸化，碳酸氢钠过滤、煅烧，母液蒸馏等工序制得纯碱。

氨碱法生产过程主要工序的基本化学反应如下：(1)石灰乳的制备：CaCO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2(2) 盐水吸氨、碳酸化，生成碳酸氢钠和氯化铵：NaCl+NH3+ CO2+H2O= NaHCO3↓+NH4Cl(3) 碳酸氢钠（重碱）煅烧制得纯碱；分解出二氧化碳循环使用：2NaHCO32 CO3＋CO2＋H2O(4)氯化铵母液加石灰乳蒸馏，回收氨：2 NH4Cl+Ca(OH)2 = 2CaCl2+2NH3↑+H2O氨碱法生产纯碱其主要化工过程：以氨和二氧化碳与氯化钠（食盐）水溶液反应，生成碳酸氢钠和氯化铵，将碳酸氢钠结晶煅烧制得纯碱；氯化铵母液蒸馏回收氨循环使用。

2018年高中化学第一单元走进化学工业1.3纯碱的生产名师制作优质课件新人教版选修

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一
二
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三、联合制碱法 联合制碱法是将氨碱法与合成氨联合生产纯碱和氯化铵的方法, 它是由我国化工专家侯德榜研究成功的,故也称侯氏制碱法。 (1)生成碳酸氢钠和氯化铵。 将原料Ⅰ(精制食盐水)与原料Ⅱ(来自合成氨的NH3和CO2)反应, 化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。 (2)制取碳酸钠,化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O↑。 联合制碱法与氨碱法的主要区别在哪里?有哪些优点? 提示联合制碱法利用合成氨生产中的氨和二氧化碳,生产过程中 回收氯化铵。联合制碱法使NaCl中的Cl-也得以利用,减少了原料 CaO,不再产生废渣CaCl2,增加了新产品NH4Cl,既免于废渣CaCl2对 环境的污染,又使各原料得到充分利用。
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氨碱法的生产流程中,有哪些物质参与循环利用? 提示氯化铵与石灰乳反应,生成的NH3参与循环利用;二氧化碳参 与循环利用。
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Байду номын сангаас
一、纯碱的存在与用途 1.纯碱的存在 碳酸钠,俗名纯碱,在自然界中存在相当广泛。生长于盐碱地和 海岸附近的植物中含有碳酸钠。大量的碳酸钠主要来自于地表碱 湖,由湖水可得到天然碱。 2.纯碱的用途 很多工业都要用到碳酸钠,如玻璃、制皂、造纸、纺织和漂染等。 碳酸钠作为原料还可以用于生产其他含钠的化合物;碳酸钠也被大 量地应用于生活中。