純堿的生產(chǎn)學(xué)案導(dǎo)學(xué)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


1.3純堿的生產(chǎn)學(xué)案導(dǎo)學(xué)（新人教選修2）
目標(biāo)要求：
了解純堿的生產(chǎn)及發(fā)展過程
了解體現(xiàn)天然堿的生產(chǎn)與化工生產(chǎn)之間的聯(lián)系及體現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展過程
掌握路布蘭法－索爾維法－聯(lián)合制堿法（候氏制堿）
學(xué)習(xí)過程：
復(fù)習(xí)回顧
碳酸鈉的俗名叫 ，是重要的 ，可用制 、 、 、 和 ，碳酸鈉作為原料可用生產(chǎn) 的化合物，還大量應(yīng)用于 中。我國素有 “ ”之稱
思考與交流
1.碳酸鈉在水中結(jié)晶析出主要由哪些因素影岣？


2.你認(rèn)為工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的主要原料是什么？


一、氨堿法生產(chǎn)純堿
氨堿法是由比利時(shí)人 發(fā)明的，氨堿法是以 和 為原料生產(chǎn)碳酸鈉的過程。
1.生產(chǎn)碳酸氫鈉和氯化銨的主要反應(yīng)方程式是 、
。
2.制取碳酸鈉的反應(yīng)方程式是 。
3.思考與交流
（1）
將2ml NH4HCO3和2ml飽和食鹽水混合、振蕩
現(xiàn)象
反應(yīng)方程式

（2）用食鹽水洗滌煤氣（廢水中含氨和二氧化碳）時(shí)，可能會有白色沉淀，請用化學(xué)方程式表示 、
。
（3）氨堿法中加入氨的主要作用是什么？


4.氨堿法制純堿的優(yōu)點(diǎn)是 ，
缺點(diǎn)是 。

二、聯(lián)合制堿法

1.根據(jù)上圖，寫出生產(chǎn)純堿的化學(xué)方程式


2. 思考與交流：
（1）根據(jù)聯(lián)合制堿法生產(chǎn)原理示意圖，分析比較它與氨堿法的主要區(qū)別是什么？


（2）聯(lián)合制堿法有哪些優(yōu)點(diǎn)？


參與答案
純堿、工業(yè)產(chǎn)品、玻璃、制堿、造紙、紡織、漂染、鈉、生活�？趬A
1. 純堿易溶與水。在35.4℃是溶解度最大，但在溫度降低溶解度減小丙結(jié)晶析出。
2.碳酸鈉的化學(xué)式為Na2CO3 ，應(yīng)用碳酸鈣和食鹽制取。
一、氨堿法生產(chǎn)純堿
索爾維、碳酸鈣、食鹽。
1.NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl
2. 2NaHCO3 Na2 CO3＋CO2 ＋H2O
3.（1）
將2ml NH4HCO3和2ml飽和食鹽利混合、振蕩
現(xiàn)象有白色晶體折出
反應(yīng)式NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl

（2）NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl
（3）主要作用是讓氨與二氧化碳作用NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 ，然后再與飽和食鹽水反應(yīng) NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl，進(jìn)而制純堿2NaHCO3 Na2 CO3＋CO2 ＋H2O
4.優(yōu)點(diǎn)：原料食鹽和石灰石易得，產(chǎn)品純度高，氨和部分二氧化碳可循環(huán)使用，制造步驟簡單。缺點(diǎn)：生成的氯化鈣不易處理，食鹽利用率才70%。
二、聯(lián)合制堿法
1. NaCl＋NH3＋CO2＋H2O= NaHCO3＋NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2 ＋H2O
2. 聯(lián)合制堿法主要用氨堿法與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)，氨堿法生產(chǎn)純堿雖然具有原料普遍易得，產(chǎn)品純度高，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，而聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿則有更大的優(yōu)勢：一是原料的利用率高。聯(lián)堿生產(chǎn)中母液循環(huán)使用、氯化鈉中的鈉離子用制造堿，氯化鈉用制造氯化銨。這樣鹽的利用率可達(dá)96％以上。而氨堿法鈉的利用率僅70％，氯利用率為零，整體利用率只有28％左右；另外聯(lián)堿法利用合成氨生產(chǎn)排出的二氧化碳制堿，節(jié)省了石灰石、焦炭等原料。二是廢物排放少。聯(lián)堿在生產(chǎn)過程中無大量廢液、廢渣排出，每噸只有幾千克到幾十千克，選擇廠址自由度較大；而氨堿法每噸純堿約10立方米的廢液排出，難以處理，不宜在內(nèi)陸建廠。三是能消耗低，可比單位綜合能耗，聯(lián)堿法為7100～8200J，而氨堿法為12000～14000J。四是成本低，聯(lián)堿法同時(shí)生產(chǎn)純堿和氯化銨，因此成本較低。
【堂鞏固提高】
1．關(guān)于NaHCO3的性質(zhì)，下列說法正確的是 （ ）
A．和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
B．相同溫度下溶解度比Na2CO3要大
C．熱穩(wěn)定性比Na2CO3小
D．NaHCO3只能和酸作用不能和堿作用
答案：AC
2．將下列固體物質(zhì)放在空氣中，逐漸變成溶液后又變成粉末的是（ ）
A．Na2CO3 B．NO3 C．Na2CO3•10H2OD．NaOH
答案：D
3．檢驗(yàn)小蘇打粉末中是否有蘇打的方法 是（ ）
A、溶于水，加Ca(OH) 2溶液 B、溶于水，加稀CaCl2溶液
C、加稀鹽酸 D、溶于水，加入NaOH溶液
答案：B
4. 等質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與足量的鹽酸反應(yīng)，放出二氧化碳?xì)怏w最多的是( )
A．Ca(HCO3)2B．NaHCO3C．Na2CO3D．CaCO3
答案：A
5、我國著名的化工專家侯德榜在20世紀(jì)20年代所創(chuàng)立的“侯氏制堿法”譽(yù)滿全球�！昂钍现茐A法”中的堿是指下列的（ ）
A、NaOH B、2CO3 C、Na2CO3 D、NaHCO3
答案：C
6．工業(yè)上常用氨堿法制碳酸鈉(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、焙燒，得到純堿)，但卻不能用氨堿法制碳酸鉀，這是因?yàn)樵谌芤褐? )
A. HCO3溶解度較大 B. HCO3溶解度較小
C. 2CO3溶解度較大 D. 2CO3溶解度較小
答案：A
7、（ 05年高考•全國I）已知某純堿試樣中含有NaCl雜質(zhì)，為測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可用下圖中的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性
②將a g試樣放人錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液
③稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到b g
④從分液漏斗滴人6mol•L-1 的硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體時(shí)為止
⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓人一定量的空氣
⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到c g
⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質(zhì)量基本不變，為d g
請?zhí)羁蘸突卮饐栴}：
⑴在用托盤天平稱量樣品時(shí)，如果天平的指針向左偏轉(zhuǎn)，
說明
（2）裝置中干燥管B的作用是
（3）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結(jié)果 （填偏高、偏低或不變）
（4）步驟⑤的目的是
（5）步驟⑦的目的是
（6）該試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為
（7）還可以用其他實(shí)驗(yàn)方法測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請簡述一種不同的實(shí)驗(yàn)方法。
答案：（1）樣品重、砝碼輕。 （2）防止空氣中的CO2水蒸氣進(jìn)入U(xiǎn)型管中
（3）偏高 （4）把反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部導(dǎo)入U(xiǎn)型管中
（5）判斷反應(yīng)產(chǎn)生的CO2是否全部排出，并被U型管中的堿石灰吸收。
（6）106d-106b44a ×100% 。
（7）①可將定質(zhì)量的樣品溶解在過量的鹽酸中，充分反應(yīng)后加熱蒸發(fā)，根據(jù)所得固體NaCl的質(zhì)量及樣品質(zhì)量求解。
②將定質(zhì)量的樣品溶解在過量的硝酸中，然后加入足量硝酸銀溶液，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、烘干，并稱量所得AgCl固體的質(zhì)量，根據(jù)所得AgCl質(zhì)量及樣品質(zhì)量求解。




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