熱點(diǎn)導(dǎo)析——從侯氏制堿法說起 -桐城中學(xué)

1、 熱點(diǎn)導(dǎo)析熱點(diǎn)導(dǎo)析從侯氏制堿法說起從侯氏制堿法說起桐城中學(xué)桐城中學(xué) 鄔宗雙鄔宗雙2015年4月13日 星期一侯德榜簡介侯德榜簡介“凡是黃頭發(fā)藍(lán)眼睛的人能辦到的，我們凡是黃頭發(fā)藍(lán)眼睛的人能辦到的，我們黑頭發(fā)黑眼睛的人就一定能辦到。黑頭發(fā)黑眼睛的人就一定能辦到?！?” 侯德榜，侯德榜，18901890年出生于福建省的一年出生于福建省的一個(gè)農(nóng)民家庭個(gè)農(nóng)民家庭, ,就讀于福州英華書院和滬皖就讀于福州英華書院和滬皖兩省路礦學(xué)堂，兩省路礦學(xué)堂，19101910年考入清華留美預(yù)備年考入清華留美預(yù)備學(xué)堂，學(xué)堂，19131913年公費(fèi)赴美留學(xué)，年公費(fèi)赴美留學(xué)，1917191719211921年先后獲得麻省理工學(xué)

2、院化學(xué)工程學(xué)學(xué)士年先后獲得麻省理工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)學(xué)士學(xué)位、哥倫比亞大學(xué)碩士學(xué)位和博士學(xué)位。學(xué)位、哥倫比亞大學(xué)碩士學(xué)位和博士學(xué)位。侯德榜一生在化工技術(shù)上有三大貢獻(xiàn)：侯德榜一生在化工技術(shù)上有三大貢獻(xiàn)：第一，揭開了索爾維制堿法的秘密；第一，揭開了索爾維制堿法的秘密；第二，創(chuàng)立了中國人自己的制堿工藝第二，創(chuàng)立了中國人自己的制堿工藝 侯氏制堿法侯氏制堿法（又稱聯(lián)合制堿法）（又稱聯(lián)合制堿法） ；第三，推廣發(fā)展了我國小化肥第三，推廣發(fā)展了我國小化肥工業(yè)工業(yè)。侯氏制堿法的工藝流程合成氨廠合成氨廠沉淀池沉淀池煅燒爐煅燒爐NH3NaHCO3NaCl(飽和飽和)母液母液Na2CO3NH4ClCO2NH3細(xì)小的細(xì)小的

3、NaCl顆粒顆粒CO2NaCl合成氨廠合成氨廠NH3沉淀池沉淀池NaCl(飽和飽和)母液母液煅燒爐煅燒爐NaHCO3Na2CO3CO2NH4ClNH3細(xì)小的細(xì)小的NaCl顆粒顆粒CO2NaCl反應(yīng)原理：反應(yīng)原理：(1)(1)： NHNH3 3+ + H H2 2O +O + COCO2 2=NH=NH4 4HCOHCO3 3 (2)(2)： NaClNaCl（飽和）（飽和）+ NH+ NH4 4HCOHCO3 3= NaHCO= NaHCO3 3+ NH+ NH4 4ClCl(3)(3)： 2NaHCO2NaHCO3 3 = Na= Na2 2COCO3 3 + H + H2 2O + COO

4、 + CO2 2侯氏制堿法的工藝原理命題點(diǎn)命題點(diǎn)角色轉(zhuǎn)換角色轉(zhuǎn)換請你來命題請你來命題合成氨廠合成氨廠沉淀池沉淀池煅燒爐煅燒爐NH3NaHCO3NaCl(飽和飽和)母液母液Na2CO3NH4ClCO2NH3細(xì)小的細(xì)小的NaCl顆粒顆粒CO2命題點(diǎn)命題點(diǎn)命題點(diǎn)命題點(diǎn)NaCl命題點(diǎn)命題點(diǎn)：以侯氏制堿法工藝流程為背景來命題：以侯氏制堿法工藝流程為背景來命題（2010上?；瘜W(xué)第上海化學(xué)第27題改編）題改編）工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下：工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下：完成下列填空：完成下列填空：1）工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是）工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是 。 碳酸

5、化時(shí)沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是碳酸化時(shí)沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是 。2）碳酸化后過濾，濾液）碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是最主要的成分是 （填寫化學(xué)式），請指（填寫化學(xué)式），請指 出其一種常見的用途：出其一種常見的用途： 。有晶體析出有晶體析出碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大NH4Cl作化肥等作化肥等3 3）從綠色環(huán)保角度考慮，該工藝流程中可循環(huán)利用是）從綠色環(huán)保角度考慮，該工藝流程中可循環(huán)利用是： 。COCO2 2合成氨廠合成氨廠沉淀池沉淀池煅燒爐煅燒爐NH3NaHCO3NaCl(飽和飽和)母液母液Na2CO3NH4ClCO2NH3細(xì)小的細(xì)小的NaCl顆粒顆粒CO2命

6、題點(diǎn)命題點(diǎn)：以：以COCO2 2能與能與NaClNaCl溶液反應(yīng)的溶液反應(yīng)的條件為條件為背景來命題背景來命題 先通入先通入NHNH3 3至飽和的作用：至飽和的作用： 增大增大COCO2 2的溶解度，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。的溶解度，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。?NaCl交流與討論交流與討論 CO CO2 2 + H + H2 2O + O + NaClNaCl - - COCO2 2 + H + H2 2O + O + NHNH3 3 + + NaClNaCl - - COCO2 2 + H + H2 2O + CaClO + CaCl2 2- - COCO2 2 + H + H2 2O + Ca(NOO + C

7、a(NO3 3) )2 2- 下列下列CO2與可溶性鹽的與可溶性鹽的反應(yīng)能否進(jìn)行，若能反應(yīng)能否進(jìn)行，若能指出預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；若不能說明理由。指出預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；若不能說明理由。 COCO2 2 + H + H2 2O + O + NHNH3 3 + CaCl + CaCl2 2-NaHCO3Ca CO3 高考真題鏈接高考真題鏈接 （2012安徽理綜第安徽理綜第8題題）下列離子或分子下列離子或分子 在溶液中能大量共存，通入在溶液中能大量共存，通入COCO2 2后仍能大后仍能大 量共存的一組是（量共存的一組是（ ） A.KA.K+ +、CaCa2+2+、ClCl- -、NONO3 3- - B.K B

8、.K+ +、NaNa+ +、BrBr- -、SiOSiO3 32-2- C.H C.H+ +、FeFe2+2+、SOSO4 42-2-、ClCl2 2 D.K D.K+ +、AgAg+ +、NHNH3 3HH2 2O O、NONO3 3- -（2014上海卷第上海卷第15題題）下圖是模擬）下圖是模擬“侯氏制堿法侯氏制堿法”制取制取 NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是的部分裝置。下列操作正確的是（ ） Aa通入通入CO2，然后，然后b通入通入NH3，c中放堿石灰中放堿石灰 Bb通入通入NH3，然后，然后a通入通入CO2，c中放堿石灰中放堿石灰 Ca通入通入NH3，然后，然后b通入通入CO2

9、，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉中放蘸稀硫酸的脫脂棉 Db通入通入CO2，然后，然后a通入通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉中放蘸稀硫酸的脫脂棉高考真題鏈接高考真題鏈接問題拓展問題拓展再探究再探究 若將若將COCO2 2改為改為SOSO2 2，與下列可溶性鹽的反應(yīng)能否進(jìn)，與下列可溶性鹽的反應(yīng)能否進(jìn)行？若能指出預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；若不能說明理由。行？若能指出預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；若不能說明理由。 SO SO2 2 + H + H2 2O + O + NaClNaCl - - SOSO2 2 + H + H2 2O + BaClO + BaCl2 2- SOSO2 2 + H + H2 2O + Ba(NOO + Ba

10、(NO3 3) )2 2- SOSO2 2 + H + H2 2O + O + NHNH3 3 + BaCl + BaCl2 2- SOSO2 2 + H + H2 2O + O + NONO2 2 + BaCl+ BaCl2 2- SO SO2 2 + H + H2 2O + O + ClCl2 2 + BaCl + BaCl2 2-BaSOBaSO4 4 BaSOBaSO3 3BaSOBaSO4 4 BaSOBaSO4 4 高考真題鏈接高考真題鏈接（2005上海卷第上海卷第21題改編題改編）碳跟濃硫酸共熱碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生的氣體X X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的

11、氣體體Y Y同時(shí)通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣同時(shí)通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中（如圖裝置），下列有關(guān)說法正確瓶中（如圖裝置），下列有關(guān)說法正確的是（的是（ ）A A、集氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇、集氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇B B、Z Z導(dǎo)管出來的氣體中無二氧化碳導(dǎo)管出來的氣體中無二氧化碳C C、氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇、氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇D D、Z Z導(dǎo)管口無紅棕色氣體出現(xiàn)導(dǎo)管口無紅棕色氣體出現(xiàn)合成氨廠合成氨廠沉淀池沉淀池煅燒爐煅燒爐NH3NaHCO3NaCl(飽和飽和)母液母液Na2CO3NH4ClCO2NH3細(xì)小的細(xì)小的NaCl顆粒顆粒CO2命題點(diǎn)命題點(diǎn)：以：以NaHCONaHCO3

12、 3、NHNH4 4ClCl的析出原理為背景來命題的析出原理為背景來命題通入NH3和CO2后的溶液中有哪些溶質(zhì)離子大量存在？NaNa+ + 、 HCOHCO3 3- - 、 NHNH4 4+ + 、ClCl- -NaClNaCl 、NHNH4 4Cl Cl 、NaHCONaHCO3 3 、NHNH4 4HCOHCO3 3NaHCONaHCO3 3?NaCl?幾種常見鹽的溶解度幾種常見鹽的溶解度 T T 0 010102020303040405050NaClNaCl35.735.735.835.836.036.036.336.336.636.637.037.0NHNH4 4HCHCOO3 311

13、.911.915.815.821.021.027.027.0NaHCONaHCO3 36.96.98.28.29.69.611.111.112.712.714.514.5NHNH4 4ClCl29.429.433.333.337.237.241.141.145.845.850.450.4命題點(diǎn)命題點(diǎn)：以：以NaHCONaHCO3 3、NHNH4 4ClCl晶體的析出原理為背景來命題晶體的析出原理為背景來命題（20122012安徽第安徽第1313題題）已知室溫下，Al(OH)3的Ksp或溶解度遠(yuǎn)大于Fe(OH)3。向濃度均為0.1molL-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加

14、入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系，合理的是（ ）nAl(OH)nAl(OH)3 3 nAl(OH)3nAl(OH)3nAl(OH)30 V(NaOH) 0 V(NaOH) 0 V(NaOH)0 V(NaOH) A B C D高考真題鏈接高考真題鏈接合成氨廠合成氨廠沉淀池沉淀池煅燒爐煅燒爐NH3NaHCO3NaCl(飽和飽和)母液母液Na2CO3NH4ClCO2NH3細(xì)小的細(xì)小的NaCl顆粒顆粒CO2問題拓展問題拓展再探究再探究? T T 0 010102020303040405050NaClNaCl35.735.735.835.836.0

15、36.036.336.336.636.637.037.0NHNH4 4HCOHCO3 311.911.915.815.821.021.027.027.0NaHCONaHCO3 36.96.98.28.29.69.611.111.112.712.714.514.5NHNH4 4ClCl29.429.433.333.337.237.241.141.145.845.850.450.4NaCl 已知四種物質(zhì)在水中、液氨中的溶解度(克溶質(zhì)/100克溶劑)如下表。 類別 AgNO3 Ba(NO3)2 AgCl BaCl2 水 170 9.3 1.510-4 33.3 液氨 86 97.2 0.8 0 請寫

16、出這四種化合物在以上兩種溶劑中可能發(fā)生的兩個(gè)復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：（1）在水中：（2）在液氨中： 2AgNO3+BaCl2=Ba(NO3)2+2AgCl Ba(NO3)2+2AgCl=2AgNO3+BaCl2 問題拓展問題拓展再探究再探究學(xué)以致用學(xué)以致用-請你來設(shè)計(jì)請你來設(shè)計(jì) 請你結(jié)合本節(jié)課所學(xué)侯氏制堿法原理和中學(xué)化請你結(jié)合本節(jié)課所學(xué)侯氏制堿法原理和中學(xué)化學(xué)知識，設(shè)計(jì)一種學(xué)知識，設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室制取制取少量少量 NaHCONaHCO3 3的方法。的方法。（用化學(xué)方程式表示）（用化學(xué)方程式表示）方案一：用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應(yīng) ；NaCl（飽和）（飽和）+ NH4HCO3= NaHCO3+ NH4Cl方案二：向NaOH溶液中通入過量CO2 ；Na