2022-2023學年新教材高中化學研究與實踐1了解純堿的生產(chǎn)歷史學生用書新人教版必修第一冊

1、 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！研究與實踐1了解純堿的生產(chǎn)歷史【研究目的】純堿是一種重要的化工原料，具有廣泛的用途。通過查閱資料，了解純堿的生產(chǎn)歷史，感受化學工業(yè)發(fā)展過程中技術進步的重要性，以及建設生態(tài)文明的意義?！静牧祥喿x】1路布蘭制堿法1791年法國醫(yī)生路布蘭首先取得專利，以食鹽為原料，制得了純堿，稱為路布蘭制堿法。(1)先使氯化鈉與硫酸反應，生成硫酸鈉：2Na

2、ClH2SO4Na2SO42HCl。(2)然后用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：Na2SO44CNa2S4CO。(3)最后利用硫化鈉與石灰石的反應生產(chǎn)碳酸鈉：Na2SCaCO3=Na2CO3CaS。2索爾維制堿法1861年比利時工程師索爾維發(fā)明的純堿制法，是以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿。(1)在飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳，析出碳酸氫鈉：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。(2)過濾、洗滌、煅燒碳酸氫鈉晶體，得到純堿產(chǎn)品：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O，反應產(chǎn)生的二氧化碳循環(huán)使用。(3)氯化銨濾液與石灰乳混合加熱：2NH

3、4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O，反應產(chǎn)生的氨氣循環(huán)使用。3侯氏制堿法1943年我國化學工程專家侯德榜發(fā)明創(chuàng)建了聯(lián)合制堿法，即將氨堿法(又稱索爾維制堿法)和合成氨法兩種工藝聯(lián)合起來，同時生產(chǎn)純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化碳，二氧化碳為合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣。侯氏制堿法，低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再加入細鹽末，因氯離子存在及低溫條件使氯化銨溶解度突然降低，而食鹽的溶解度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨飽和后通二氧化碳，結果相繼析出NaHCO3和NH4Cl，該法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量優(yōu)良，純白如雪?！締栴}討論】1路

4、布蘭制堿法開創(chuàng)了歷史的先河，為人類做出突出貢獻，但也存在很多缺點，你認為其缺點有哪些？2索爾維制堿法相對路布蘭制堿法有哪些優(yōu)點？還有什么需要改進的地方？3相對于索爾維制堿法，侯氏制堿法做了哪些改進？【素養(yǎng)練習】1“NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl”是著名的“侯氏制堿法”的重要反應。下面是4位同學對該反應涉及的有關知識發(fā)表的部分見解。其中不正確的是()2下圖是侯氏制堿法在實驗室進行模擬實驗的生產(chǎn)流程示意圖，則下列敘述正確的是()AA氣體是CO2，B氣體是NH3B第步得到的晶體是Na2CO310H2OC侯氏制堿法的工藝過程中應用了物質(zhì)溶解度的差異D第步操作的主要過程有溶解、蒸發(fā)、

5、結晶3“索爾維制堿法”工藝流程如圖所示，請回答下列問題：(1)向飽和氯化鈉溶液中先通入_，效果更好。反應制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化學方程式為_。(2)索爾維制堿法除了得到純堿外，還會產(chǎn)生一種廢渣_。侯氏制堿法在此工藝上改進，不再使用碳酸鈣制備CO2，而是在制備NH3的過程中制得CO2，則侯氏制堿法在得到純堿的同時還制得了_，此物質(zhì)在農(nóng)業(yè)上的用途是_。42022北京101中學高一質(zhì)檢某化學興趣小組模擬“侯氏制堿法”制純堿。先以NaCl、NH3、CO2和水等為原料，用下圖所示裝置制取NaHCO3，然后再將NaHCO3制備成Na2CO3。(1)裝置甲中反應的離子方程式為_；裝置乙的作用

6、是_，反應的化學方程式為_。(2)反應進行一段時間后，觀察到裝置丙中試劑瓶內(nèi)溶液中有白色固體析出，經(jīng)檢驗該白色固體是NaHCO3。裝置丙中可得兩種產(chǎn)物，分別是NaHCO3和另一種鹽，裝置丙中反應的化學方程式為_。(3)用裝置丙中產(chǎn)生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有_、洗滌固體、_，最后一步發(fā)生反應的化學方程式為_。研究與實踐1了解純堿的生產(chǎn)歷史問題討論1提示：(1)主要生產(chǎn)過程在固相中進行，難以連續(xù)生產(chǎn)；(2)需濃硫酸作原料，設備腐蝕嚴重；(3)產(chǎn)品質(zhì)量不純，硫化鈣不易溶于水，沉淀成渣子被棄掉，原料利用不充分，成本較高；(4)生成HCl、CO等氣體，造成環(huán)境污染。2提示：

7、(1)優(yōu)點：氨堿法使生產(chǎn)實現(xiàn)了連續(xù)性生產(chǎn)，食鹽的利用率得到很大程度提高，產(chǎn)品較純凈，因而被稱為純堿，但最大的優(yōu)點還在于成本低廉。(2)缺點：原料利用率低，并產(chǎn)生大量使用價值不高的副產(chǎn)物CaCl2。3提示：針對索爾維制堿法生產(chǎn)純堿時食鹽利用率低，制堿成本高，廢液、廢渣污染環(huán)境和難以處理等不足，侯德榜先生經(jīng)過上千次試驗，在1943年成功研究出聯(lián)合制堿法。這個新工藝是把氨廠和堿廠建在一起，聯(lián)合生產(chǎn)。由氨廠提供堿廠需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化銨用加入食鹽的辦法使它結晶出來，作為化工產(chǎn)品或化肥。食鹽溶液又可以循環(huán)使用。所謂“聯(lián)合制堿法”中的“聯(lián)合”，指該法將合成氨工業(yè)與制堿工業(yè)組合在一起，利用了生產(chǎn)

8、氨時的副產(chǎn)品CO2，革除了用石灰石分解來生產(chǎn)，簡化了生產(chǎn)設備。此外，聯(lián)合制堿法也避免了生產(chǎn)氨堿法中用處不大的副產(chǎn)物氯化鈣，而用作化肥的氯化銨來回收，提高了食鹽利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對環(huán)境的污染，降低了純堿的成本。素養(yǎng)練習1解析：侯氏制堿法的實質(zhì)就是利用NaHCO3溶解度比其他物質(zhì)小的原理，則A說法正確；純堿是Na2CO3的俗名，而NaHCO3的俗稱是小蘇打，則B說法正確；析出晶體后的溶液一定為該物質(zhì)的飽和溶液，則C說法錯誤；NH4Cl是一種可用作氮肥的副產(chǎn)品，D說法正確。答案：C2解析：侯氏制堿法中應先在飽和食鹽水中通入NH3再通入CO2。因為CO2在飽和食鹽水中的溶解度很小，先通入N

9、H3使食鹽水顯堿性，能夠吸收大量CO2氣體，產(chǎn)生高濃度的HCO3，才能析出NaHCO答案：C3解析：(1)由于氨氣極易溶于水，所以向飽和NaCl溶液中先通入氨氣，效果更好。反應制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化學方程式為NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。(2)根據(jù)原子守恒可知反應后還有氯化鈣生成。根據(jù)化學方程式NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl可知侯氏制堿法在得到純堿的同時還制得氯化銨。銨鹽在農(nóng)業(yè)上可作氮肥。答案：(1)NH3NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl(2)CaCl2NH4Cl作氮肥4解析：(1)裝置甲中碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，反應的離子方程式是CaCO32H=Ca2CO2H2O；裝置乙中碳酸氫鈉與氯化氫反應放出二氧化碳，裝置乙的作用是用碳酸氫鈉除去二氧化碳中的氯化氫，反應的化學方程式為NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。(2)裝置丙中氯化鈉、二氧化碳、氨氣反應可得兩種產(chǎn)物，分別是NaHCO3和另一種鹽，根據(jù)元素守恒，另一種鹽是氯化銨，反應的化學方程式是NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl。(3)用裝置丙中產(chǎn)生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有過濾、洗滌固