2025年高中化學新教材同步 必修第一冊 第2章　第1節(jié)　研究與實踐1　了解純堿的生產(chǎn)歷史

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(shù)進步的重要性,以及建設(shè)生態(tài)文明的意義?！炯儔A的生產(chǎn)歷史】1.路布蘭制堿法(1)原料:食鹽、焦炭和石灰石等。(2)制取原理與步驟(3)制取方法評價路布蘭制取純堿,主要生產(chǎn)過程在固相中進行,難以連續(xù)生產(chǎn),又需硫酸做原料,設(shè)備腐蝕嚴重,產(chǎn)品質(zhì)量不純,原料利用不充分,價格較貴,所以在20世紀20年代被淘汰。2.索爾維制堿法(氨堿法)(1)原料:食鹽、氨、石灰石等。(2)生產(chǎn)原理流程(3)制取方法評價此法食鹽利用率比路布蘭制堿法高,產(chǎn)品較純凈,成本低。缺點:原料中一半成分未能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。3.侯氏(聯(lián)合)制堿法(1)原料:食鹽、氨、二氧化碳。(2)工藝流程與反應原理①產(chǎn)生NaHCO3的反應:NH3+NaCl+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。②產(chǎn)生Na2CO3的反應:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。(3)制取方法評價①符合現(xiàn)在提倡的“綠色化學的要求”,提高了原料(NaCl)的利用率,不產(chǎn)生無用的CaCl2。②利用了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性,利用一個廠的廢料,作為另一個廠的主要原料。如合成氨廠的廢料CO2可以作為堿廠的主要原料;堿廠無用的Cl-可以代替價格比較昂貴的硫酸用來固定氨,制成氮肥,降低了成本,提高了綜合經(jīng)濟效益。1.侯氏制堿法中,向飽和食鹽水中是先通NH3還是先通CO2?為什么?提示應先通NH3,再通CO2。NH3在水中的溶解度很大,先通NH3,使溶液呈堿性,再通入CO2,可以保證吸收更多的CO2,產(chǎn)生高濃度的HCO3-,利于析出更多的NaHCO2.侯氏制堿法與索爾維制堿法相比較,有哪些優(yōu)點?提示侯氏制堿法與索爾維制堿法相比較,其優(yōu)點是食鹽的利用率大大提高,用等量的食鹽可生產(chǎn)更多的純堿,同時得到氮肥氯化銨,不再產(chǎn)生廢渣氯化鈣,減少了對環(huán)境的污染,并且大大降低了純堿和氮肥的成本,充分體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性。1.(2023·山東淄博實驗中學高一月考)如圖是侯氏制堿法模擬實驗的生產(chǎn)流程示意圖,則下列敘述正確的是 ()A.通入A氣體是為了使溶液呈酸性B.第Ⅱ步得到的懸濁液不屬于分散系C.析出晶體是利用了物質(zhì)溶解度的差異D.第Ⅳ步操作得到的物質(zhì)可用來治療胃酸過多答案C解析氣體A為NH3,氨氣溶于水使溶液呈堿性,能充分吸收CO2,A錯誤;懸濁液屬于分散系,B錯誤;第Ⅳ步得到的是碳酸鈉,碳酸鈉堿性較強,腐蝕性較強,不可用來治療胃酸過多,D錯誤。2.(2024·湖北襄陽一中高一月考)侯氏制堿法制取NaHCO3的原理為NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。實驗室用如圖所示的裝置模擬侯氏制堿法制取少量Na2CO3固體。下列說法正確的是 ()A.甲中反應的離子方程式為CO32-+2H+↑+HB.乙中的試劑為飽和Na2CO3溶液,可除去CO2中的少量HClC.丙中用冷水浴冷卻有利于析出NaHCO3固體D.進一步制取Na2CO3的操作是取丙中的沉淀在蒸發(fā)皿中灼燒答案C解析甲中CaCO3是難溶物,不拆寫,反應的離子方程式為CaCO3+2H++CO2↑+H2O,A錯誤;由于CO2與Na2CO3溶液能反應,乙中的試劑為飽和NaHCO3溶液,目的是除去CO2中的少量HCl,B錯誤;丙中,隨溫度降低NaHCO3的溶解度下降,用冷水浴冷卻有利于析出NaHCO3固體,C正確;進一步制取Na2CO3的操作是過濾取得丙中的沉淀,在坩堝中灼燒,D3.(2024·廣東北大附中深圳南山分校高一月考)碳酸鈉是一種重要的無機化工原料,主要用于玻璃制品和陶瓷釉的生產(chǎn),還廣泛用于生活洗滌、酸類中和以及食品加工等。工業(yè)制堿法大致經(jīng)歷了如圖所示的三個階段。Ⅰ.路布蘭是開創(chuàng)化學工業(yè)的先驅(qū)者,路布蘭制堿法是化工史上的一個里程碑。路布蘭制堿法的原理如下:①2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑②Na2SO4+4CNa2S+4CO↑③Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS(1)反應①屬于(填四大基本反應類型),反應②中的氧化產(chǎn)物為(填化學式)。

(2)路布蘭制堿法的缺點有

(寫出一點即可)。Ⅱ.1861年,比利時人歐內(nèi)斯特·索爾維發(fā)明了以食鹽、石灰石、氨氣為原料制取碳酸鈉的索爾維制堿法(又稱氨堿法),其工業(yè)生產(chǎn)的簡單流程如圖所示。(3)上述流程涉及的物質(zhì)中,屬于堿性氧化物的是(填化學式)。

(4)向飽和Na2CO3溶液中持續(xù)通入CO2,觀察到的現(xiàn)象為。

Ⅲ.1943年左右我國著名科學家侯德榜先生克服重重困難,把合成氨工業(yè)和氨堿法制堿工業(yè)結(jié)合起來,發(fā)明了聯(lián)合制堿法,也被人們稱為“侯氏制堿法”,該方法大大提高了原料的利用率,其流程如圖所示。(5)向飽和食鹽水中通入NH3和CO2獲得NaHCO3固體和母液a,通過操作分離NaHCO3固體和母液a,NaHCO3固體制備純堿的化學方程式為。

(6)相比索爾維制堿法,侯氏制堿法的優(yōu)點有(填字母)。

a.用等量的食鹽可以生產(chǎn)更多的純堿,同時得到氮肥氯化銨,NaCl的利用率高b.不產(chǎn)生用途不大且難處理的CaCl2,對環(huán)境更加友好c.侯氏制堿法無須加熱d.侯氏制堿法中CO2可以循環(huán)使用,后續(xù)無須補充CO2答案(1)復分解反應CO(2)需要硫酸作為原料,導致設(shè)備腐蝕嚴重(或原料沒有充分利用或副產(chǎn)品多等)(3)CaO(4)溶液變渾濁(或有固體析出)(5)過濾2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(6)ab解析(5)分離固體和溶