學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精課題3純堿的生產(chǎn)名師導(dǎo)航知識(shí)梳理1.索爾維法制堿原理（1）生成碳酸氫鈉和氯化銨（2）制取碳酸鈉2NaHCO3Na2CO3+__________↑+__________↑（可以循環(huán)使用）2NH4Cl+__________CaCl2+2H2O+2__________↑(可以循環(huán)使用）索爾維法優(yōu)點(diǎn):原料易得、產(chǎn)品__________高、__________和__________可循環(huán)、步驟__________；索爾維法缺點(diǎn)：副產(chǎn)物氯化鈣難處理、氯化鈉利用率只有70％左右.2。聯(lián)合（_________與_________）制堿法-—侯氏制堿法（Hou'sprocessforsodamanufacture）流程:_________________________________________________________________________。聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn):原料易得、產(chǎn)品_________高、_________可循環(huán)、步驟簡(jiǎn)單；副產(chǎn)品_________是氮肥、氯化鈉利用率大于______________,利用___________廢料成本低。聯(lián)合制堿法缺點(diǎn)：必須與合成氨工業(yè)聯(lián)合進(jìn)行,獨(dú)立性差.3。碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)比較（1)俗名：Na2CO3:純堿、蘇打(Soda)；NaHCO3：小蘇打。（2）色態(tài)：Na2CO3：白色固體;NaHCO3;白色晶體。（3)溶解度在水中的溶解度：____________＞___________。（4)和鹽酸反應(yīng)①Na2CO3和NaHCO3都能和鹽酸反應(yīng)放出CO2氣體.②__________的反應(yīng)要比__________的反應(yīng)劇烈得多.③Na2CO3和鹽酸反應(yīng)分兩步進(jìn)行：+H+====;+H+====H2O+CO2↑（5）熱穩(wěn)定性①______________受熱不分解.②______________受熱易分解.③熱穩(wěn)定性規(guī)律：_____________＞難溶性正鹽＞_____________＞碳酸。如：Na2CO3＞CaCO3＞NaHCO3＞H2CO3.（6）Na2CO3與NaHCO3性質(zhì)的差異性①與某些鹽（如：CaCO3、BaCO3)的反應(yīng)：Na2CO3+BaCl2====BaCO3+2NaCl，而NaHCO3與之不反應(yīng)。②與堿的反應(yīng)：Na2CO3+Ca（OH）2====CaCO3↓+2NaOHNaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2ONaHCO3+Ca（OH）2(過(guò)量)====CaCO3↓+NaOH+H2O③與CO2的反應(yīng)：Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3，而NaHCO3與CO2不反應(yīng)。該反應(yīng)可用來(lái)除去________溶液中溶有的_____________。（7）Na2CO3與NaHCO3的制?、貼aHCO3的制取方法：飽和Na2CO3溶液中通入過(guò)量的CO2后過(guò)濾晶體；減壓低溫蒸發(fā)溶液,防止NaHCO3分解。②Na2CO3的制取方法：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O（8）Na2CO3與NaHCO3的水解是二元弱酸根離子，在溶液中分兩步水解:+H2O+OH-；+H2H2CO3+OH—（9）Na2CO3與NaHCO3的鑒別①晶體受熱：__________受熱產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的無(wú)色無(wú)氣味氣體。無(wú)此性質(zhì).②加CaCl2溶液：Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl，而NaHCO3__________無(wú)此性質(zhì)。③用稀鹽酸：__________溶液中加入很稀的鹽酸,開(kāi)始無(wú)氣體產(chǎn)生；__________溶液中加入稀鹽酸即產(chǎn)生氣體。④pH：__________的pH＞__________(同濃度、同溫度）。(10）Na2CO3與NaHCO3的互相轉(zhuǎn)化______________________________________________知識(shí)導(dǎo)學(xué)了解析出碳酸氫鈉的原因，主要從三個(gè)方面理：a。二氧化碳溶于水形成的碳酸是二元弱酸，其第一級(jí)電離產(chǎn)生有碳酸氫根離子；b。加入氨水（弱堿性)可促使碳酸電離出更多的碳酸氫根離子，增大溶液中的碳酸氫根離子濃度，從而形成碳酸氫銨溶液；c.此時(shí)加入氯化鈉，則由于碳酸氫鈉的溶解度比碳酸氫銨更小,所以蒸發(fā)溶液結(jié)晶析出的是碳酸氫鈉。聯(lián)合制堿法是分析了索爾維法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)后在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的更為合理的制堿方法。它與索爾維法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）它使氯化鈉的利用率從70％增大到96%以上。(2）消滅了氯化鈣廢料,而副產(chǎn)品氯化銨則是一種較好的氮肥。（3）同時(shí)它也繼承了二氧化碳循環(huán)利用這一優(yōu)點(diǎn)。碳酸鈉與碳酸氫鈉物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)：首先從組成上認(rèn)識(shí)它們碳酸鈉是正鹽，碳酸氫鈉是酸式鹽，它們的性質(zhì)既有相似的一面,又存在著較大的差異.物理性質(zhì)都是白色固態(tài)物質(zhì),都能溶于水，碳酸氫鈉在水中的溶解度較小，受熱分解為碳酸鈉,這兩大性質(zhì)是工業(yè)制堿的性質(zhì)基礎(chǔ).化學(xué)性質(zhì)是都能與酸反應(yīng).酸式鹽具有兩性，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，受熱分解也是諸多酸式鹽都有的性質(zhì)。碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)剖析：（1）原理—-分兩步進(jìn)行第一步：+H+====；第二步：+H+====H2O+CO2↑(2）注意的幾個(gè)題型①碳酸鈉與鹽酸相互滴加順序不同，現(xiàn)象不同.碳酸鈉滴入鹽酸中，一開(kāi)始就有氣體產(chǎn)生，而鹽酸滴入碳酸鈉中，一開(kāi)始并沒(méi)有氣體產(chǎn)生，后來(lái)才有氣體產(chǎn)生。因此可以利用此性質(zhì)區(qū)別碳酸鈉與鹽酸。②碳酸鈉與碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)速率不同，碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)速率大于碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)速率，原因是碳酸鈉需轉(zhuǎn)化成碳酸氫鈉后才與鹽酸產(chǎn)生氣體,而碳酸氫鈉直接與鹽酸反應(yīng)就立即產(chǎn)生氣體。③用于設(shè)計(jì)計(jì)算題,碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合物與鹽酸反應(yīng),根據(jù)鈉原子與碳原子守恒列出二元一次方程組可以進(jìn)行此類(lèi)計(jì)算.④設(shè)計(jì)圖象題，以鹽酸的用量為橫坐標(biāo)，氣體的量為縱坐標(biāo),碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)沒(méi)有氣體產(chǎn)生，出現(xiàn)一段與橫坐標(biāo)相重合的水平線(xiàn)，它就是碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)生成碳酸鈉的階段.碳酸氫鈉的制取應(yīng)注意兩點(diǎn)：①通入過(guò)量的CO2.②減壓低溫蒸發(fā)溶液。鑒別的Na2CO3與NaHCO3主要根據(jù)：和的性質(zhì)不同，鑒別時(shí)應(yīng)選用不同的方法。Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定,可用是否生成CO2來(lái)鑒別.在水溶液中Na2CO3和NaHCO3分別以和式存在，因此可用CaCl2溶液來(lái)鑒別,看是否有沉淀產(chǎn)生。疑難突破1。最初的純堿來(lái)自于天然鹽湖析出的堿,也有從植物灰燼中提取的堿。圖1-7是從我國(guó)最大的鹽湖——青海察爾汗鹽湖中析出的鹽花。(1）請(qǐng)說(shuō)明鹽湖中析出的是什么鹽.它們?yōu)槭裁磿?huì)析出？（2）鹽湖周?chē)闹参镏械暮}量與其他地區(qū)的植物有何不同？從鹽湖周?chē)参锘覡a中提取的鹽又是什么鹽？圖1-7剖析：鹽湖中析出的鹽與其所處的地質(zhì)條件有關(guān),也不盡相同，但一般都是氯化鈉（食鹽）、氯化鉀、氯化鎂，及大量的硼、鋰等微量元素。鹽湖中的水分經(jīng)風(fēng)吹日曬蒸發(fā)后，鹽水的濃度越來(lái)越大,最終形成飽和溶液并析出晶體。鹽湖周?chē)牡叵滤型瑯颖绕渌貐^(qū)的鹽度要大，所以鹽湖周?chē)闹参镏幸脖绕渌貐^(qū)的植物含鹽量高，則其灰燼中的鹽的含量也比其他地區(qū)要多一些。2.最早的工業(yè)制純堿方法是路布蘭法,其原理如下：NaCl+H2SO4120℃NaHSO4+HCl↑NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl↑Na2SO4+2C1000℃Na2S+2CO2↑Na2S+CaCO3CaS+Na2CO3為什么最后一個(gè)反應(yīng)不符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的規(guī)律卻能發(fā)生？其中在溶液中硫化鈣與碳酸鈉可以生成碳酸鈣和硫化鈉,為什么這里不是逆反應(yīng)？剖析：同學(xué)們熟悉的是溶液中的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律，即物質(zhì)間在溶液中互相交換成分時(shí)，只要有氣體、沉淀或難電離物質(zhì)生成，則此反應(yīng)就可以順利發(fā)生。固體間的反應(yīng)規(guī)律與溶液中復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律存在著相當(dāng)大的差異，所以不能拿溶液中的反應(yīng)規(guī)律來(lái)考慮固體反應(yīng)。這兩個(gè)反應(yīng)是在不同條件下的兩個(gè)反應(yīng).所以不是逆反應(yīng)。3。聯(lián)合制堿法與索爾維制堿法有何優(yōu)缺點(diǎn)？剖析：索爾維法的原料有氨水、食鹽、二氧化碳及熟石灰等，其中的氨與二氧化碳可進(jìn)行循環(huán),但它產(chǎn)生的氯化鈣固體廢棄物難以處理，且氯化鈉的利用率只有70%。聯(lián)合制堿法是在索爾維制堿法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新的結(jié)果.首先在原料上它利用了合成氨工業(yè)中的氨水及廢氣二氧化碳,降低了生產(chǎn)成本,其次它沒(méi)有固體廢棄物，副產(chǎn)物氯化銨也是極好的氮肥,同時(shí)二氧化碳也實(shí)行了循環(huán),提高了二氧化碳的利用率，其生產(chǎn)流程更短，所以氯化鈉的轉(zhuǎn)化率也大大提高，可達(dá)到96%左右.聯(lián)合制堿的缺點(diǎn)是必須與合成氨廠聯(lián)合進(jìn)行生產(chǎn)。疑難導(dǎo)析有人以為鹽湖中的鹽主要成分是純堿，這其實(shí)是一個(gè)誤解，雖然純堿來(lái)自于天然鹽湖，但鹽湖中的鹽并不主要是純堿，鹽湖中的主要成分是氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂.關(guān)鍵正確理解質(zhì)量守恒定律，無(wú)論反應(yīng)（化學(xué)反應(yīng)、生理反應(yīng)等）多么復(fù)雜，反應(yīng)物與生成物中的元素種類(lèi)總是相同,不會(huì)憑空產(chǎn)生新的元素,也不會(huì)有任何一種元素會(huì)消失得無(wú)影無(wú)蹤，鹽湖附近植物吸收的養(yǎng)分受鹽湖中鹽的成分的影響，所形成的組織中的成分與鹽湖的成分也大致相近，但由于植物的生理喜好不同，所以在體內(nèi)的富集成分可能與湖水的成分產(chǎn)生差異，但可以確定的是，植物組織中的元素或組成成分肯定來(lái)自于湖水，湖水中沒(méi)有的成分在植物中也肯定是找不到的.首先充分認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)的概念,必須是在同一條件下既能向正反應(yīng)方向移動(dòng),又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng).顯然題中的兩個(gè)反應(yīng)不是同一條件,因此不能說(shuō)成逆反應(yīng).其次理解復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件。即物質(zhì)間在溶液中互相交換成分時(shí)，只要有氣體、沉淀或難電離物質(zhì)生成，則此反應(yīng)就可以順利發(fā)生。但如果反應(yīng)不是在溶液中進(jìn)行的，則復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律就不一定能夠繼續(xù)適用.此處固體反應(yīng)物在高溫下的反應(yīng)就不符合溶液中的復(fù)分解反應(yīng)條件。主要從原料、二氧化碳的循環(huán)、固體廢棄物以及副產(chǎn)物等幾個(gè)方面考慮。聯(lián)合制堿法是對(duì)索爾維制堿法的揚(yáng)棄，是對(duì)索爾維法中的缺點(diǎn)的改正，所以，聯(lián)合制堿法是更先進(jìn)，效益更好的工業(yè)生產(chǎn)方法。由于聯(lián)合制堿法的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，它是國(guó)際上少有的以中國(guó)人名字命名的化學(xué)工藝名稱(chēng),所以聯(lián)合制堿法也是我國(guó)科技工作者科技報(bào)國(guó)的突出貢獻(xiàn)。問(wèn)題探究問(wèn)題1：索爾維法制堿為什么要向平衡體系中加入氨水？探究：二氧化碳溶于水形成的碳酸可電離出碳酸氫根，碳酸氫根與鈉離子結(jié)合成碳酸氫鈉，然后受熱分解為碳酸鈉。加入氨水的目的是為了使碳酸電離出更多的碳酸氫根,促使碳酸氫鈉的析出。沉淀溶解平衡：Na++NaHCO3（s）電離平衡：H2O+CO2H2CO3H++向以上平衡體系中加入氨，消耗H+使電離平衡向右移動(dòng),增大了溶液中的，則沉淀平衡向右移動(dòng)。問(wèn)題2：向飽和碳酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，會(huì)有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？探究：CO2將與Na2CO3、H2O反應(yīng)生成NaHCO3；Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3，由方程式知:充分反應(yīng)后生成的NaHCO3質(zhì)量肯定大于原溶液中的Na2CO3質(zhì)量，而Na2CO3的溶解度又大于NaHCO3，故生成的NaHCO3不能完全溶解,出現(xiàn)了白色沉淀。由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3，CO2將與Na2CO3、H2O充分反應(yīng)，且生成的NaHCO3質(zhì)量肯定大于原溶液中的Na2CO3質(zhì)量，而水的質(zhì)量有所減少，故出現(xiàn)了白色沉淀。問(wèn)題導(dǎo)思關(guān)鍵弄清索爾維法中存在兩個(gè)平衡就是碳酸的電離平衡與碳酸氫鈉在溶液中的沉淀溶解平衡，根據(jù)平衡移動(dòng)的原理，加入氨水的目的是中和溶液中的氫離子，促進(jìn)碳酸的電離平衡向右移動(dòng)，產(chǎn)生更多碳酸氫根,從而促進(jìn)碳酸氫鈉的沉淀，使溶解平衡向沉淀的方向移動(dòng)。首先熟記碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。一條思路是我們可以從反應(yīng)現(xiàn)象來(lái)解釋。另一條思路是我們可以從化學(xué)方程式中參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量變化來(lái)分析。根據(jù)反應(yīng)：Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3可知，每106g碳酸鈉生成168g碳酸氫鈉,溶質(zhì)的質(zhì)量增加了，同時(shí)消耗了18g溶劑水；另一方面，碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉更小,所以析出碳酸氫鈉晶體是必然的.典題精講【例1】我國(guó)著名化學(xué)家侯德榜先生根據(jù)物質(zhì)的溶解度發(fā)明了侯氏制堿法，從而打破了比利時(shí)人索爾維發(fā)明的索爾維制堿法的壟斷。他是以合成氨廠產(chǎn)品NH3、廢氣CO2，外加飽和食鹽水為原料制取NaHCO3,再進(jìn)一步制取Na2CO3，有關(guān)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________。思路解析：二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸是二元弱酸,其第一級(jí)電離產(chǎn)生有H+，即：H2O+CO2H2CO3H++如果向溶液中加入氨水，消耗H+，使平衡向右移,增大了溶液中的，而產(chǎn)生碳酸氫銨,再根據(jù)碳酸氫鈉的溶解度比碳酸氫銨小，向碳酸氫銨溶液中加入氯化鈉，則析出的晶體必是碳酸氫鈉。答案：NH3+H2O+CO2====NH4HCO3NH4HCO3+NaCl====NH4Cl+NaHCO32NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑【例2】將一定量的CO2氣體通入500mL某NaOH溶液中，充分反應(yīng)后,將溶液在低溫下蒸發(fā)，得到不含結(jié)晶水的白色固體A。取三份質(zhì)量不同的A樣品分別與50mL相同濃度的鹽酸反應(yīng)，得到氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況)與固體A的質(zhì)量關(guān)系如下表所示：組別123鹽酸體積(Ml）505050A的質(zhì)量（g）3.806.207。20氣體體積(mL）89613441344（1)上表中第_______組數(shù)據(jù)表明加入的50mL鹽酸反應(yīng)后有剩余，理由是_______________________。（2）試通過(guò)計(jì)算,推斷A的成分及各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。思路解析：CO2和NaOH反應(yīng)的生成物取決CO2量的多少,本題的生成物是Na2CO3或NaHCO3還可能是NaHCO3和Na2CO3的混合物.可由上表中產(chǎn)生CO2物質(zhì)的量入手,列方程組解答本題.三組實(shí)驗(yàn)中所加鹽酸一樣多，只有第一組產(chǎn)氣少，所以過(guò)量的話(huà)只能是第一組。答案:（1）1同樣50mL鹽酸，第1組產(chǎn)生CO2氣體最少（2）解：生成A的反應(yīng)可能有2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O①NaOH+CO2====NaHCO3②據(jù)第1組生成CO2的物質(zhì)的量==0.04mol，判斷出A為Na2CO3與NaHCO3的混合物.設(shè)A含Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量分別為x、ymol，得方程組：解得：x=0。02mol，y=0.02molm（Na2CO3)=0。02mol×106g·mol-1=2。12gm（NaHCO3）=0.02mol×84g·mol-1=1。68gφ(Na2CO3）%==55.8％φ(NaHCO3)%==44。2%【例3】將16.8gNaHCO3充分加熱，固體質(zhì)量將減少多少？思路解析：NaHCO3受熱分解為Na2CO3、H2O和CO2，所得固體為Na2CO3，減少的是H2O和CO2質(zhì)量之和。解:設(shè)固體減少的質(zhì)量為xg。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑Δm168g62g1。68gxg168∶16.8=62∶xx=6。2(g）答：固體的質(zhì)量減少6.2g。答案：6.2g.【例4】38gNa2CO3和NaHCO3的混合物，可與300gHCl所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7。3％的鹽酸恰好完全反應(yīng).求原混合物中Na2CO3的質(zhì)量。思路解析：混合物中Na2CO3和NaHCO3都將與HCl發(fā)生反應(yīng)，可利用兩個(gè)已知量列方程組解該題。解:反應(yīng)中消耗的HCl質(zhì)量為300g×7.3％=21.9g，因此可設(shè)混合物中含Na2CO3的質(zhì)量為x，NaHCO3的質(zhì)量為y.則有：Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O106g73gxNaHCO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O84g36。5gy解得：x=21。2g(Na2CO3），y=16.8g（NaHCO3)。答案：21。2gNa2CO3，16。8gNaHCO3。典題導(dǎo)考綠色通道：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是兩種鈉鹽NaHCO3和Na2CO3的性質(zhì)。解題的關(guān)鍵是抓住二者溶解度的不同，理清題目中提示的思路?！镜漕}變式1】在天平的托盤(pán)上分別放置等質(zhì)量的兩只燒杯，燒杯內(nèi)分別盛有同體積、同濃度的稀硫酸，使天平平衡,然后分別向燒杯中加入等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，充分反應(yīng)后（酸有剩余），結(jié)果天平指針偏向盛______________的燒杯,其原因_______________________；在反應(yīng)過(guò)程中觀察到的明顯現(xiàn)象是______________________,上述現(xiàn)象的顯著差別是__________________________。綠色通道：對(duì)于化學(xué)計(jì)算題中所出現(xiàn)的圖表一定要作對(duì)比分析，往往題給信息隱藏在圖表中需要我們?nèi)ネ诰?主要從表格中的不同條件及結(jié)論入手分析問(wèn)題?！镜漕}變式2】1。將Na2CO3和NaHCO3的混合物5.48g加熱到質(zhì)量不再改變?yōu)橹?，剩余物質(zhì)為4.24g。再取樣品若干克，加入40g某濃度的鹽酸恰好完全反應(yīng)，生成1。32gCO2。求：（1）原混合物中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）鹽酸溶液中HCl所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2。制取相同質(zhì)量的CO2，若要節(jié)省酸，可選用下列哪種物質(zhì)（)A.NaHCO3B.Na2CO3C.CaCO3D.K23。下列有關(guān)Na2CO3和NaHCO