第三節(jié)-海水“制堿”

第三節(jié)

海水“制堿”你知道是什么物質(zhì)讓這些食品松軟可口嗎?純堿，又名蘇打（soda），化學成分是含有一定量結(jié)晶水的碳酸鈉，化學式為Na2CO3。

純堿在自然界中廣泛存在，分布于世界各地。它們大都蘊藏在地表堿湖和露出地表的礦床中，如非洲埃及開羅附近的堿旱谷、美國懷俄明州西南部的天然堿礦床，歐洲匈牙利的堿湖，都是聞名的純堿產(chǎn)地。西藏堿湖天然堿堿湖

我國內(nèi)蒙古的鄂托克旗堿湖群也很有名，在那些地方全年下不了幾場雨，一到秋天整日整夜刮大風，冬天寒冷季節(jié)來臨后，湖水中所含的堿都結(jié)成了冰，上面鋪蓋了一層堿霜。人們把它刮取下來，就近進行一些粗加工，制成塊狀，運集到張家口和古北口，然后運往全國各地。這就是曾經(jīng)聞名全國的“口堿”。

許多植物體內(nèi)含有碳酸鉀和碳酸鈉，當它們腐爛或被燒成灰燼后，其中含有一定量的碳酸鈉，其質(zhì)量分數(shù)高達30%。400多年前我國明朝醫(yī)學家李時珍的《本草綱目》中就寫到：“采蒿蓼之屬，曬干，燒灰，以原水淋汁。”這里蒿和蓼都是草名。歐洲人也知道從淋過海草灰的汁液中提取堿?？墒?，隨著18世紀中期工業(yè)革命從英國開始后，紡織、印染、造紙、制皂和玻璃等工業(yè)需求的堿量劇增，單靠從天然堿和植物灰中提取的堿明顯不足，這就需要人工制造。小故事

許多工業(yè)部門，尤其是紡織、肥皂、造紙、玻璃、火藥等行業(yè)都需要大量用堿。古代那種從草木灰中提取堿液，從鹽湖水中取得天然堿的方法是遠遠不能滿足需求的。為此，1775年法國科學院用10萬法郎的懸賞征求可工業(yè)化的制堿方法。小故事

1862年，比利時化學家索爾維實現(xiàn)了氨堿法的工業(yè)化。這種方法能連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)量大，質(zhì)量高，省勞動力，成本低廉。

信息分析

海水中含量最多的鹽就是食鹽（NaCl）,我國海岸線漫長，可采用鹽田法曬制而得。原料來源廣，成本低，且和純堿（Na2CO3）都屬鈉鹽，在組成上都含鈉元素。提出猜想:

食鹽（NaCl）可以轉(zhuǎn)化為純堿（Na2CO3）想一想：由NaCl轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3，物質(zhì)的元素組成發(fā)生了什么變化？加C、O;去Cl元素守恒CO2向飽和食鹽水中通入CO2加壓向飽和食鹽水中先通入NH3制成飽和氨鹽水氨氣溶于水顯堿性，氨鹽水比食鹽水更易吸收CO2中和反應(yīng)原理！海水“制堿”原理增大二氧化碳的吸收率，即要增大二氧化碳的溶解度。可采取措施：1、在低溫加壓條件下通入二氧化碳2、先向飽和食鹽水中通入氨氣，制成飽和氨鹽水原理是氨氣溶于水形成氨水，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，氨水和碳酸發(fā)生中和反應(yīng)。原因是氣體在水中的溶解度隨壓強的增大，溫度的降低而增大。海水“制堿”原理飽和食鹽水吸收氨氣、通入過量二氧化碳后，溶液中含有Na+、Cl-、HCO32-、NH4+的離子?？刂七m宜條件使碳酸氫鈉結(jié)晶析出生成的碳酸氫鈉和氯化銨，哪種物質(zhì)首先結(jié)晶析出？為什么？相同溫度下，碳酸氫鈉的溶解度比氯化銨的的溶解度小，先達到飽和進而結(jié)晶析出。且產(chǎn)生的碳酸氫鈉的質(zhì)量比氯化銨多。溶解度\克0102030405060708090100

溫度/℃1009080706050403020100碳酸氫鈉氯化銨氨堿法制純堿的溫度要控制在28～35℃。在20℃時，1體積水可溶解約1體積二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸。氨氣極易溶于水，在20℃時，1體積水可溶解700體積氨，溶液顯堿性。精制飽和食鹽水碳酸化鹽水純堿飽和氨鹽水過濾、熱解吸氨碳酸氫鈉2NaHCO3

=Na2CO3+H2O+CO2↑明確原理——海水制堿的反應(yīng)方程式NaCI+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4CI

選擇原料的原則是:原料來源豐富成本低廉工藝過程、設(shè)備簡單對環(huán)境無污染過程安全海水制堿的原料:

食鹽、石灰石和氨氣

↓↓↓NaCI

CO2使CO2更易被食鹽水吸收海水“制堿”原理索爾維的氨堿法制純堿----向母液中加入熟石灰

優(yōu)點：原料經(jīng)濟易得二氧化碳和氨氣可回收使用

缺點：產(chǎn)生大量的氯化鈣，用處不大，且污染環(huán)境。原料利用率不高小故事掌握氨堿法的資本家為了獨享此項技術(shù)成果，他們采取了嚴密的保密措施，使外人對此新技術(shù)一無所知。一些技術(shù)專家想探索此項技術(shù)秘密，大都以失敗告終。不料這一秘密竟被一個中國人運用智慧摸索出來了。這個中國人就是侯德榜?。?！

侯德榜1890年8月9日出生于福建的一個農(nóng)民家庭1910年考入清華留美預(yù)備學堂1913年公費赴美留學1917～1921年先后獲得麻省理工學院化學工程學學士學位、哥倫比亞大學碩士學位和該校哲學博士學位。侯氏制堿法的誕生

1921年10月侯德榜接受了永利堿業(yè)公司的聘請，毅然從美國啟程回國，決心自己開發(fā)制堿新工藝。經(jīng)過600多次研究實驗，分析了2000多個樣品，歷時5年，于1942年發(fā)明并創(chuàng)立了舉世聞名的“侯氏制堿法”。閱讀P71“多識一點”侯氏制堿法----向母液中加入食鹽，使氯化銨單獨結(jié)晶析出。優(yōu)點：1.原料易得2.氯化鈉溶液可循環(huán)使用3.副產(chǎn)品氯化銨是一種可利用的氮肥

海水“制堿”過程中母液成分的探究。1、海水制堿過程中，會有

晶體析出，過濾后母液是

的飽和溶液。2、母液中的離子有

種，分別是

。3、母液中的溶質(zhì)有

種，分別是

。4、母液中物質(zhì)共含有

種元素，分別是

。5、氨堿法制純堿的過程中，先向食鹽水中通入氨氣再通入二氧化碳的原因是

。6、氨鹽水吸收二氧化碳后生成碳酸氫鈉和氯化銨，

先結(jié)晶析出，原因是

。閱讀課本71-72頁內(nèi)容，認識碳酸鈉和碳酸氫鈉。

2、碳酸氫鈉，又稱

，化學式為

，俗稱

，通常是

色晶體，

溶于水。主要用途有

。

1、純堿，化學式為

，俗稱

，通常是

色粉末，

溶于水。主要用途有：

。制玻璃等酸式碳酸鈉小蘇打白能發(fā)酵粉，制飲料等NaHCO3Na2CO3蘇打白易二、純堿的性質(zhì)2025/1/18碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉化學式俗名顏色、狀態(tài)溶解性水溶液酸堿性

熱穩(wěn)定性用途Na2CO3NaHCO3純堿、蘇打小蘇打、酸式碳酸鈉白色晶體白色

粉末可溶顯堿性滅火器、制飲料、發(fā)酵粉、治療胃酸石油精煉、洗滌劑、制造玻璃等。易溶顯弱堿性受熱不易分解受熱易分解實驗：用試管取適量的碳酸鈉溶液，向試管中滴加酚酞試液?，F(xiàn)象：

.實驗結(jié)論：碳酸鈉

(難、易)溶于水，溶液呈

性。溶液顏色變紅堿1、與指示劑的作用易二、純堿的性質(zhì)實驗探究3-2實驗：取少量碳酸鈉固體，加入試管中，然后滴加稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。迅速將燃著的木條伸進試管口，觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象：

.實驗結(jié)論：碳酸鈉

。固體迅速溶解，產(chǎn)生大量氣體，該氣體能使燃著的木條熄滅2、與酸反應(yīng)能與酸反應(yīng)，生成二氧化碳二、純堿的性質(zhì)實驗探究3-22025/1/18實驗：向盛有澄清石灰水的試管中滴加碳酸鈉溶液，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：

.實驗結(jié)論：碳酸鈉

。有白色沉淀生成。3、與氫氧化鈣反應(yīng)能與氫氧化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀。二、純堿的性質(zhì)實驗探究3-22025/1/18實驗：向盛有少量碳酸鈉溶液的試管中滴加氯化鋇溶液，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：

.實驗結(jié)論：碳酸鈉

。有白色沉淀生成。4、與氯化鋇反應(yīng)能與氯化鋇反應(yīng)，生成碳酸鋇沉淀。二、純堿的性質(zhì)實驗探究3-22、與鹽酸和稀硫酸的反應(yīng)2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑3、與氫氧化鈣的反應(yīng)

Ca(OH)2

+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH4、與氯化鋇的反應(yīng)Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl鹽鹽酸堿Na2CO31、在發(fā)酵面團中加入下列某種物質(zhì)的溶液揉和，既能除去面團中的酸，又能使蒸發(fā)出的饅頭疏松多孔。這種物質(zhì)是（）ANa2CO3BCa（OH）2CNaClDCaOA鞏固新知2.下面是一些常見鹽的俗稱或主要成分，其中錯誤的是（）A.蘇打碳酸氫鈉

B.大理石碳酸鈣C.食鹽氯化鈉

D.純堿碳酸鈉A鞏固新知3.小明學習化學后，在家里想用化學方法來鑒別堿面（主要成分是碳酸鈉）和食鹽，你認為下列方法可行的是（）A.觀察它們的顏色B.取少量分別倒入食醋C.分別倒入水中觀察是否溶解D.分別嘗它們的味道B鞏固新知4.檢驗碳酸鹽的正確方法是()A.滴加鹽酸，產(chǎn)生使木條火焰熄滅的氣體B.滴加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀C.加熱，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體D.滴加稀鹽酸產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體A鞏固新知三、復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件及其應(yīng)用2025/1/18書寫下列反應(yīng)的化學方程式1、鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)

2、稀鹽酸和硝酸銀溶液反應(yīng)HCl+NaOH=NaCl+H2O3、實驗室制取二氧化碳的原理HCl+AgNO3=HNO3

+2AgClCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2【提出問題】

：

是不是所有的化合物在一起都可以進行復(fù)分解反應(yīng)呢？2NaNO3+BaCl2=2NaCl+Ba（NO3)2這個反應(yīng)能不能進行呢？為什么？復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)：

酸、堿、鹽所電離出的離子相互結(jié)合生成沉淀、氣體或水的過程。復(fù)分解反應(yīng)的條件：1、反應(yīng)物必須溶于水或者溶于酸2、生成物必須有沉淀、氣體或者水二者必須同時滿足例如：氫氧化銅與碳酸鈉不反應(yīng)，因為氫氧化銅是沉淀。2025/1/182NaNO3+BaCl2=2NaCl+Ba（NO3)2這個反應(yīng)能不能進行呢？為什么？【思考】以下反應(yīng)能否進行，能進行寫出化學方程式，不行說出理由？

1、AgNO3+HCl--------2、K2CO