1、第5課時純堿的生產(chǎn)教學設計【學習目標】認識索爾維制堿法和侯氏制堿法的化學反響原理、主要原料和生產(chǎn)過程。認識純堿的豐要性質(zhì)和用途。認識純堿生產(chǎn)對環(huán)境的影響及解決方法。經(jīng)過對索爾維制堿法和侯氏制堿法的比較，提高解析與解決問題的能力?！局攸c難點】掌握路布蘭法索爾維法結合制堿法(侯氏制堿)的基根源理。課前預習【情況資料】純堿制造一書于1933年在紐約列入美國化學會叢書初版。這部化工巨著第一次完整公開了索爾維法制堿的奧秘，被世界各國化工界公認為制堿工業(yè)的聲威專著，同時被相繼譯成多種文字初版，對世界制堿工業(yè)的發(fā)展起了重要作用。美國的威爾遜教授稱這本書是“中國化學家對世界文明所作的重要貢獻”。侯先生奉獻了一

2、世的精力制備純堿碳酸鈉，為什么要制備碳酸鈉？它終究有什么重要用途呢？那現(xiàn)代工業(yè)上是怎樣制備的呢？【預習內(nèi)容】依照教材有關內(nèi)容填寫以下空白：一、純堿及其用途碳酸鈉的俗名叫和，可用來制，碳酸鈉作為原料可用來生產(chǎn)、的化合物，還大量應用于中，我國素有“”之稱。二、路布蘭制堿法1原料：、。2生產(chǎn)原理路布蘭制堿法的生產(chǎn)原理用化學反響方程式表示為：(1)生成Na2SO4：。(2)生成NaCO：23。(3)弊端：路布蘭制堿法生產(chǎn)純堿擁有，、等弊端。三、氨堿法生產(chǎn)純堿1.原料氨堿法是以和一系列反響來生產(chǎn)碳酸鈉。2.生產(chǎn)原理氨堿法是由比利時人學方程式表示為：為原料生產(chǎn)碳酸鈉的過程，但因二者不能夠自覺進行反響，發(fā)明

3、的，因此也稱為法，其生產(chǎn)原理用化，。四、結合制堿法原料結合制堿法，立刻和，其中與結合生產(chǎn)的改進工藝，原料為和來自于合成氨。、反響原理結合制堿法的主要化學反響方程式是：。，預習內(nèi)容答案一、純堿玻璃、制皂、造紙、紡織二、硫酸食鹽木炭石灰石120漂染鈉口堿NaClH2SO4=NaHSO4HCl600700NaClNaHSO4=Na2SO4HClNa2SO42C=Na2S2CONa2SCaCO3=Na2CO3CaS原料利用不充分較成本較高設備腐化嚴重三.索爾維索爾維制堿NH3CO2H2O=NH4HCO3NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O四、氨堿合成氯

4、化氨二氧化碳氨二氧化碳NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O堂中互動【問題研究1】從天然堿的形成推測碳酸鈉在水中結晶析出主要碰到哪些因素的影響？【教師點撥】重點從影響物質(zhì)在水中的溶解度因素出發(fā)。解析解答:天然堿的生產(chǎn)主若是利用碳酸鈉從水溶液中結晶析出，因此，依照固體物質(zhì)在水中溶解度的影響因素，改變溫度、結晶水合物的組成以及溶劑水的質(zhì)量等因素，能夠改變碳酸鈉在水中的溶解情況，提高結晶析出的速率和質(zhì)量（純度）?！炯磳W即練1】向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2，結果有晶體析出，對析出晶體的原因解析不正確的選項是()A.相同溫度下，Na2CO3的溶解

5、度大于NaHCO3B.溶液中溶劑減少了C.溶質(zhì)質(zhì)量增加了D.反響過程放熱1.D【解析】本題觀察的是Na2CO3與CO2反響的知識，依照反響方程式Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3能夠得出：經(jīng)過反響，溶劑質(zhì)量減少，溶質(zhì)質(zhì)量增加，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3，因此有NaHCO3晶體析出?！締栴}研究2】索爾維法制堿生產(chǎn)的主要過程可劃分為哪幾個階段？索爾維法制堿的工藝流程是怎樣的？氨堿法有何優(yōu)、弊端？【教師點撥】重點要修業(yè)生從課本中找信息點，將信息轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W用語。解析解答：鹽水的精制鹽水氨化氨鹽水碳酸化碳酸氫鈉的轉(zhuǎn)變氨的循環(huán)優(yōu)點：氨堿法生產(chǎn)純堿擁有原料(食鹽和石灰石)低價易得、產(chǎn)品純

6、度高、氨和部分二氧化碳可循環(huán)使用、制造步驟簡單、生產(chǎn)過程連續(xù)且規(guī)模大等。弊端：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，約30%的NaCl留在母液中?！炯磳W即練2】以下關于索爾維制堿法的描述正確的選項是()A.使用的原料為食鹽、CO2、氨B.精制鹽水后應先通入CO2再通入過分的NH3C.析出NaHCO3后的母液中已無NaCl，只有NH4ClD.索爾維法的弊端是鹽利用率只有70%，生成的CaCl2難辦理2.AD【解析】索爾維制堿法又叫氨堿法，主要原料有食鹽、氨和CO2；反響的原理為NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl，而NH3與CO2為11時才能生成NaHCO3，但CO2在

7、水中溶解度小，先通入CO2，CO2溶解度小，再通入NH3時，NH3過分而CO2太少；析出NaHCO3后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰后回收NH3，但生成的CaCl2吸水性強，呈黏稠狀無法辦理?！締栴}研究3】結合制堿法的主要生產(chǎn)過程有哪些？侯氏制堿法的工藝流程是怎樣的？侯氏制堿法比索爾維制堿法有何優(yōu)越性？【教師點撥】重點要修業(yè)生從課本中找信息點，將信息轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W用語。解析解答：結合制堿法：鹽水精制鹽水氨化氨鹽水碳酸化制Na2CO3回收CO2循環(huán)制NH4Cl。保留了氨堿法的優(yōu)點，除掉了它的弊端，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥；可與合成氨廠結合，使合成氨的原料

8、氣CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，革除了CaCO3制CO2這一工序?！炯磳W即練3】純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“結合制堿法”兩種工藝。以下說法不正確的選項是()“結合制堿法”和“氨堿法”的化學反響原理中都有以下化學反響NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2“結合制堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝“氨堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝“結合制堿法”和“氨堿法”都有必然的限制性3.B【解析】“氨堿法”將NH4Cl和Ca(OH)2再反響，使NH3循環(huán)利用；“結合制堿法”是制得純堿和副產(chǎn)品氯化銨。練案A組（課堂反響滿分50分）一、選擇題（每題

9、5分，共35分）1.在以下科學家中，為我國的化學工業(yè)做出重要貢獻的是A鄧稼先B李四光C華羅庚1.D【解析】這四位都是我國在世界上享有盛譽的出名科學家，()D侯德榜鄧稼先是核物理學家；李四光是地質(zhì)學家；華羅庚是數(shù)學家；侯德榜是化工學家。以下物質(zhì)的用途中不正確的選項是()A.小蘇打：制糕點B小蘇打：發(fā)酵粉主要成分C過氧化鈉：制O2D燒堿：治療胃酸2.D【解析】小蘇打是NaHCO3的俗名，它可用于制糕點、作發(fā)酵粉以及治療胃酸過多等。2NaO22H2O=4NaOHO2，可用Na2O2來制O2。與氨堿法比較，以下關于結合制堿法優(yōu)點的判斷中不正確的是()A.提高了原料利用率B.降低了生產(chǎn)成本C.減少了環(huán)境

10、污染D.減少了對設備的腐化3.D【解析】侯氏結合制堿法是將合成氨工業(yè)和制堿工業(yè)結合起來，保留了氨堿法的優(yōu)點，除掉了它的弊端，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥，防范了生成大量無用的CaCl2；同時可與合成氨廠結合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，革除了CaCO3制CO2這一工序，降低了生產(chǎn)成本，減少了對環(huán)境的污染。4.1791年，法國醫(yī)生路布蘭第一獲得制堿專利，以食鹽、濃硫酸、石灰石、煤為原料制堿，該方法分三步：用NaCl與H2SO4反響制Na2SO4：2NaClH2SO4=Na2SO42HCl煅燒用焦炭還原Na2SO4制Na2S：Na2SO44C=Na2S4CO煅燒用硫化鈉與石

11、灰石反響制Na2CO3：Na2SCaCO3=Na2CO3CaS以下說法正確的選項是()A.兩步都是氧化還原反響B(tài).只有第步是氧化還原反響C.該方法對生產(chǎn)設備基本沒有腐化D.該方法對環(huán)境污染較小4.B【解析】依照氧化還原反響是有化合價變化的反響可知，第步是氧化還原反響，故A錯，B對；該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl，對生產(chǎn)設備嚴重酸蝕；第步產(chǎn)生的CO是大氣污染物，故C、D錯。5.依照課本的介紹，以下工業(yè)生產(chǎn)過程中不需要使用氨水或氨氣的是（）A.硫酸的工業(yè)制法B.石油的催化裂化C.硝酸的工業(yè)制法D.結合制堿工業(yè)5.B【解析】工業(yè)上用氨水來吸取制備硫酸尾氣中的二氧化硫，選項A對；選項B中，不需要使用氨氣或氨水，選

12、項B對；選項C中，氨氣是工業(yè)上制備硝酸的原料之一，選項C錯；選項中，氨氣是結合制堿中的反響物，選項D錯；正確答案為B。D工業(yè)上常用氨堿法制取碳酸鈉(將氨和二氧化碳先后通入飽和食鹽水而析出小蘇打，再經(jīng)過濾、煅燒而獲得純堿)，但卻不能夠用氨堿法制碳酸鉀，這是由于在溶液中()AKHCO溶解度較大BKHCO溶解度較小33CKCO溶解度較大DKCO溶解度較小23236.A【解析】氨堿法制取NaCO的原理是，在精制的食鹽水中分別通入NH、CO，由于NaHCO23323NaHCO晶體，將過濾獲得的NaHCO煅燒得NaCO，溶解度不大，當Na，HCO濃度較大時便析出33323(aq)=NaHCO3(s)，反響

13、的方程式為：NH3H2OCO2=NH4(aq)HCO3(aq)，Na(aq)HCO32NaHCO3=Na2CO3H2OCO2。由于KHCO3溶解度較大，無法從溶液中析出，故無法利用氨堿法制取K2CO3。7.1892年比利時人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3，該法又稱氨堿法，其主要生產(chǎn)流程以下：以下有關說法不正確的選項是()A.從理論上看，循環(huán)生產(chǎn)時不需要再補充NH3從綠色化學原料的充分利用的角度看，該方法有兩個明顯的弊端是：氯化鈉未能充分利用和產(chǎn)生CaCl2荒棄物C.將NH4Cl作為一種化工產(chǎn)品，不再生產(chǎn)NH3來循環(huán)使用D.從理論上看，每再生產(chǎn)1molNa

14、2CO3，再補充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是補充2molNaCl和1molCO27.C【解析】本題屬于實驗議論題。工業(yè)制堿的原理涉及反響：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O。索爾維法用生成的氯化銨制備氨氣，將氯化銨進行了循環(huán)利用，因此從理論上講，是不需要補充氨的。但是在生產(chǎn)過程中NaCl母液被棄去，氯化銨制備氨氣生成了無用的氯化鈣，這兩點是索爾維法的弊端。依照反響關系式及原子守恒，從理論上看每生產(chǎn)1molNaCO,2NaCl2NH2CO2NaHCONaCOCO，再補充的物質(zhì)及其物質(zhì)的2333232量分別是2molNaCl和1molCO2。二

15、、填空題（共15分）8.(6分)依照氨堿法的原理，第一配置氨化飽和食鹽水，即向飽和食鹽水中加入氨水(體積比11)并充分攪拌；再將二氧化碳通入氨化飽和食鹽水中，控制必然的溫度，直至有碳酸氫鈉析出。請回答以下問題：(1)用化學方程式分別表示出氨和二氧化碳在水中產(chǎn)生43_。(2)向飽和食鹽水中加入氨水和通入二氧化碳的先后序次是先加氨水后通二氧化碳。可否能夠先通二氧化碳后加氨水？為什么？_。(3)寫出氨堿法生成碳酸氫鈉的化學方程式_。8.(1)NH3H2ONH3H2ONH4分)OH或(NH3H2ONH4OH)；(1CO2H2OH2CO3HCO3H(或CO2H2OHCO3H)(1分)否。在常溫下，氨在飽

16、和食鹽水中的溶解度很大，二氧化碳在飽和食鹽水中的溶解度較小。若先通二氧化碳后加氨水，溶液里只能產(chǎn)生很小濃度的分)33(3)NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl(或NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl)(2分)【解析】在平時情況下，氨在水中的溶解度近700體積，二氧化碳在水中的溶解度僅約1體積。9.(9分)依照侯德榜制堿法原理參照下表的數(shù)據(jù)，實驗室制備純堿(Na2CO3)的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在3035，在攪拌下分批加入研細的NH4HCO3固體；加料達成后，連續(xù)保溫30min，靜置、過濾得NaHCO晶體。用少量蒸餾水沖洗除掉雜質(zhì)，

17、3抽干后轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼熱2h，制得Na2CO3固體。四種鹽在不相同溫度下的溶解度(S/100g)溫度溶解度0102030405060100鹽NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NHHCO11.915.821.027.043NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.85455.377.3(說明：35，NHHCO會分解)43請回答：(1)反響溫度控制在3035，是由于若高于35，則_，若低于30，則_；為控制此溫度范圍，采用的加熱方法為_。(2)加料達成后，連續(xù)保溫30min，目的是_；靜置后

18、只析出NaHCO3晶體的原因是_；用蒸餾水沖洗NaHCO3晶體的目的是除掉_雜質(zhì)(用化學式表示)。(3)過濾所得的母液中含有_(用化學式表示)，需加入_，并作進一步辦理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4Cl。9.(1)NH4HCO分解（1分）反響速率降低（1分）水浴加熱（1分）3(2)使反響充分進行（1分）3035時，NaHCO的溶解度最?。?分）NaCl、NHCl、NHHCO3443（1分）(3)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3（2分）HCl（1分）【解析】(1)由題意知，大于35時NH4HCO3分解，故溫度不能夠高出35，若低于30反響速率降低，要控制此溫度范圍應

19、用水浴加熱。(2)保溫30min是為了使反響充分進行，提高原料的利用率和NaHCO3的產(chǎn)率，由表可知，只析出NaHCO3晶體的原因是由于在3035時NaHCO3的溶解度最?。粵_洗的目的是為了除掉溶液中的其他雜質(zhì)如NaCl、NH4Cl、NH4HCO3等。(3)過濾所得的母液中含有NaHCO3、NH4Cl、NaCl、NH4HCO3，能夠加HCl使之全部生成NaCl。組（課后拓展）結合制堿法中重點的一步是把NH4Cl從幾乎飽和的NaHCO3溶液中分別出來，為此依照NaCl和NH4Cl溶解度的差別，向混雜溶液中通入某種氣體，同時加入磨細的食鹽，可析出不夾帶NaHCO3的NHCl。NaCl和NHCl共同

20、存在時的溶解度曲線以下列圖，以下操作正確的選項是（）44通入氣體溫度控制ACO30402BCO2010CNH33040DNH01031.D【解析】由題圖可知，溶液的溫度在010的范圍內(nèi)，有利于NaCl的溶解和4NHCl的析出。向溶液中加NaCl就是加Na和Cl，向溶液中加3就是加OH4，這些都有利于4NH和NHNHCl3的析出和NaHCO的溶解。工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料，經(jīng)不相同的方法生產(chǎn)純堿。請回答以下問題：盧布蘭芳是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高溫下進行煅燒，再浸取，結晶而制得純堿。食鹽和濃硫酸反響的化學方程式為_；硫酸鈉和焦炭、石灰石反響的化學方程式為_(已知產(chǎn)物之一為

21、CaS)；氨堿法的工藝以以下列圖所示，獲得的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。圖中的中間產(chǎn)物C是_，D_。(寫化學式)；裝置乙中發(fā)生反響的化學方程式為_；(3)結合制堿法對氨堿法的改進，其優(yōu)點是_；(4)有人認為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請結合以下列圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線，解析說明可否可行？_。2.(1)2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HClNa2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或NaSO+2C+CaCO3CaS+NaCO+2CO24232(2)Ca(OH)2，NH3；NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHC

22、O3+NH4Cl(3)保留了氨堿法的優(yōu)點，使食鹽的利用率提高到96%；NHCl可做氮肥；可與合成氨廠結合，4原料氣氨氣和一氧化碳都由氨廠供應，減少CaCO3制CO2這一工序，降低了能耗與污染。不能行，由于碳酸氫鉀溶解度較大,且在常溫下與氯化鉀的溶解度差別小，在氨鹽水碳酸化時無法大量析出?！窘馕觥?1)是觀察工業(yè)生產(chǎn)中的基根源理；(2)是生產(chǎn)過程中工藝的觀察，在細讀生產(chǎn)工藝圖中各物質(zhì)的變化后，可得出；(3)觀察對教材知識的掌握情況；(4)解析圖可看出NaHCO3與新信息KHCO3在溶解度圖中的差別，可推測溶解度的差別是判斷的依照。3.我國化工專家侯德榜的侯氏制堿法為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻。他以為原料制得NaHCO3，進而生產(chǎn)出純堿，有關反響的化學方程式為：NH3CO2H2O=NH4HCO3NaCl、NH3、CO2等NH4HCO3NaCl=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3=Na