初中化学鲁教版九年级下册第八单元 海水中的化学第三节 海水“制碱“教学设计

8.3 海水制碱

一、氨碱法制纯碱

1．工业流程

工业上以食盐和石灰石为原料，以氨气为媒介，采用氨碱法制得纯碱。制取的流程如下：盐水精盐水氨盐水碳酸氢钠纯碱，有关反应的化学方程式为：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。

2．纯碱和碳酸氢钠的用途

(1)纯碱：Na2CO3俗称纯碱或苏打，在化学工业中用途极广，如石油精炼、粗盐精制、硬水软化、人造纤维及玻璃生产等均需大量的纯碱。

(2)碳酸氢钠：俗称小苏打，又称酸式碳酸钠，是制造灭火器、发酵粉、饮料的重要原料，在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。

二、纯碱的性质

1．纯碱的物理性质：纯碱是一种白色固体，易溶于水。

2．纯碱的化学性质

(1)与指示剂作用

能使酚酞试液变红色，说明其水溶液显碱性。

碳酸钠属于盐，但它的水溶液呈碱性，可见，盐类物质的水溶液不一定都呈中性。

(2)与酸反应

与盐酸反应的化学方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；

与硫酸反应的化学方程式：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。

(3)与某些碱反应

与澄清石灰水反应的化学方程式：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。

(4)与某些盐反应

与氯化钡溶液反应的化学方程式：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。

3．盐的溶解性：不同盐的溶解性不同，如CaCO3、AgCl等难溶于水，NaCl、MgCl2、Na2CO3、CuSO4、AgNO3等均易溶于水。常见盐的溶解性可查阅溶解性表。

钾、钠、铵盐水中溶，硝酸盐入水无影踪；盐酸盐除去银、亚汞，硫酸钡、铅水不溶；碳酸盐大多都不溶。

4．复分解反应的实质：酸、碱、盐所电离出的离子之间的互换反应，生成沉淀、气体或水的过程。

复分解反应的实质与离子共存

1．复分解反应的实质

复分解反应指的是由两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应。其实质是化合物电离生成阴、阳离子后，可以相互反应的离子在溶液中不能共存，结合生成水、气体或沉淀。反应的方向是向着减小溶液中离子浓度的方向进行的。如酸与碱反应的实质是H＋和OH－结合成H2O，其他离子没变化。如果几种离子混合后，离子的浓度不减小，反应就不能发生。如Na2CO3溶液和NaOH溶液不发生反应。

2．离子共存

溶液中离子能大量共存，是指离子间不发生反应；离子不能共存，是指离子因发生反应而结合成了沉淀、气体或水。

①与H＋不共存的离子有：OH－、CO、HCO等；

②与OH－不共存的离子有：H＋、NH、Cu2＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ag＋等；

③彼此结合成沉淀的金属离子与酸根离子不共存，如：Cl－与Ag＋、Ba2＋和SO、Ca2＋和CO、Ba2＋与CO等。

【例题】能在水中大量共存的一组离子是(    )。

A．NH、Na＋、Cl－、SO                 B．H＋、Na＋、NO、CO

C．K＋、Ba2＋、OH－、SO                 D．K＋、Ag＋、NO、Cl－

思路点拨：离子之间不能大量共存就是能发生复分解反应，此时两离子反应符合复分解发生的条件。即有沉淀、气体或水生成。

解析：B项中的H＋与CO能反应生成气体，C项中的Ba2＋与SO能反应生成沉淀，D项中的Ag＋与Cl－也能反应生成沉淀，都符合复分解反应的条件，它们之间不能相互共存。

答案：A

1．在化学发展史上，为制碱工业作出杰出贡献的科学家是(    )。

2．下列物质的名称、俗名与化学式完全对应的是(    )。

A．氯化钠 食盐 NaCl2

B．碳酸氢钠 纯碱 NaHCO3

C．氢氧化钙 熟石灰 CaO

D．氢氧化钠 火碱 NaOH

3．下列对纯碱的性质说法不正确的是(    )。

A．能与指示剂作用                           B．能与酸反应

C．能与烧碱反应                             D．能与氢氧化钙反应

4．下列物质混合后，不能发生复分解反应的一组是(    )。

A．K2SO4溶液和Ba(OH)2溶液混合

B．KCl溶液和Cu(NO3)2溶液混合

C．CuSO4溶液和NaOH溶液混合

D．Na2CO3溶液和HCl溶液混合

5．“NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是(    )。

6．氧气、干冰、熟石灰和纯碱四种物质分别与下列图中的人类活动有关，请将它们的化学式填在图下相应的括号内。

7．分别选用一种试剂，用化学方法除去下列物质中的杂质：

(1)NaOH溶液中混有少量的Na2CO3：__________________________________；

(2)H2中混有少量的CO2：________________________________________；

(3)NaCl溶液中混有少量的Na2CO3：______________________________。

参考答案

1. 答案：D

2. 答案：D

3. 答案：C

4. 答案：B

5. 答案：C

6. 答案：Ca(OH)2 O2 Na2CO3 CO2

7. 答案：(1)Ba(OH)2溶液或Ca(OH)2溶液 (2)NaOH溶液 (3)稀盐酸或BaCl2溶液

1．小明、小刚等四位同学，对生活中的化学现象进行了探究，以下是他们对探究结果的描述，其中不正确的是(    )。

2．现有①液态氧；②铁锈；③食盐水；④纯碱；⑤氢氧化钾，⑥石油。对上述物质的分类全部正确的是

(    )。

A．盐——③④                                B．纯净物——④⑤⑥

C．碱——④⑤                                D．混合物——②③⑥

3．一天，小影惊奇地发现妈妈蒸馒头时用的不是纯碱，而是小苏打，她好奇地问：“为什么不用纯碱而用小苏打？”妈妈说：“面团没发酵，不能用纯碱。”通过查阅资料小影发现小苏打的化学式为NaHCO3，是一种常用的膨松剂，加热可转化为纯碱。下列小影相关的推断不合理的是(    )。

A．小苏打是膨松剂是因为能产生二氧化碳气体

B．小苏打受热转化为纯碱是分解反应

C．小苏打属于酸

D．小苏打对人体无害

4．物质王国的“小朋友”在做游戏，五位“小朋友”手拉手围成一圈(如下图所示)，要求相邻的“小朋友”之间必须能互相“配合”(即必须能发生化学反应)，他们才能将游戏进行下去。场外还有四位替补“队员”。下列有关说法正确的是(    )。

A．圈内相邻的“小朋友”之间均未能发生置换反应

B．五位“小朋友”中的任意两位均不能互相调换位置

C．若“Na2CO3”小朋友玩累了，可换上场外的“K2CO3”

D．若“Ba(OH)2”小朋友玩累了，可换上场外的“KOH”

5．鉴别下列各组物质，所加试剂不能达到目的的是(    )。

6．有一包白色固体，可能含有Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种。取样溶于水，有白色沉淀产生；过滤后，向该白色沉淀中滴加盐酸，沉淀完全溶解并有气体产生。由此推断白色固体中(    )。

A．可能存在NaOH                          B．可能存在Na2SO4

C．肯定不存在BaCl2                                     D．肯定存在Na2CO3和Na2SO4

7．(2011·四川广安中考)下列各组物质能在pH＝1的无色溶液中大量共存的是(    )

A．K2SO4 Ba(OH)2 KCl                          B．Cu(NO3)2 NaCl KNO3

C．Na2CO3 KNO3 NH4Cl                         D．MgSO4 NaNO3 KCl

8．下列各组物质间通过一步反应就能实现如图转化，则甲、乙、丙可能是(    )。

A．NaOH NaCl NaNO3

B．CO2 Na2CO3 H2O

C．CaO Ca(OH)2 CaCO3

D．H2O2 H2O O2

9．(2011·山东潍坊中考)某同学在自家厨房中找到一种白色粉末，到学校实验室进行实验，实验过程与现象如下：

对此粉末的成分判断正确的是(    )。

A．该粉末一定是碳酸钠                     B．该粉末一定是碳酸氢钠

C．该粉末一定是氯化钠                     D．该粉末可能是碳酸钠或碳酸氢钠

10．(2011·浙江中考)一种溶液里可能含有NO、Cl－、CO、SO四种阴离子之中的一种或几种，取少量这种溶液分别盛放于两支试管中，进行如下实验：

(1)向第一个试管中加入BaCl2溶液时生成白色沉淀；

(2)向第二个试管中逐滴加入稀硝酸时，溶液生成无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，继续加入稀硝酸使溶液显酸性时，再加入硝酸钡溶液不产生沉淀。

据实验推断：溶液中肯定不含有________离子，肯定含有__________离子，可能含________离子。

11．利用井盐和合成氨生产的氨气及二氧化碳生产纯碱的“联合制碱法”是由我国著名化学家侯德榜先生发明的，其氯化钠的利用率高达96%。其原理流程如下图所示：

(1)氨极易溶于水，向饱和食盐水通入氨气可得到饱和食盐水和氨水的混合盐水(称为氨盐水)。氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳，其原因是____________________；

(2)写出氯化铵溶液与熟石灰反应的化学方程式________________________________。

12．氯化钙是多用途的干燥剂和建筑防冻剂。实验室里用石灰石和盐酸制备二氧化碳的含酸废液(含有MgCl2、FeCl3等)通过以下途径制得无水氯化钙。

(1)操作Ⅰ的名称为____，操作Ⅱ的名称为______。滤渣的化学成分有______________________。

(2)石灰乳的作用是①______________________，②__________________________，写出其中1个反应的化学方程式____________________________________。

13．下列曲线图与实验事实相一致的是(    )。

14．某实验小组开展复分解反应研究性学习，设计了如下研究性学习思路：

【练习质疑】 下列各组物质间均能反应，写出③④反应的化学方程式。

①氢氧化钠溶液与盐酸

②碳酸钠溶液与硫酸

③硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液：_______________________________________。

④碳酸钠溶液和氯化钡溶液：_________________________________________。

【研究讨论】 上述反应为什么能够发生？是因为这些反应物中含有特殊的阴、阳离子，如①中有H＋和OH－，②中有H＋和CO，③中有________，④中有________。

【构建网络】 按照一定的顺序排列这些离子，就可以形成一种网络形式。在网络中，用短线相连的这些阴、阳离子能两两结合生成沉淀或气体或水。现有Ca2＋、SO、NH，请将它们填入下面合适的“( )”中，使其形成一个更为完整的复分解反应网络。

【拓展运用】 通过形成的网络，可以判断化合物间能否共存，进行物质的鉴别，用于物质的除杂等。如硫酸钠溶液中混有硫酸铵，可以加入________(填写化学式)除去硫酸铵。

15．    工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

请完成下列填空：

(1)写出流程中一种氧化物的化学式__________________________________。

(2)NH3溶于水得到氨水，该溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)写出下列反应的化学方程式：

①氯化镁溶液与氢氧化钙溶液反应：______________________。

②氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应：______________________。

(4)工业生产纯碱的流程中，碳酸化时析出碳酸氢钠而没有析出碳酸钠的原因是：__________________________。

(5)写出高温煅烧碳酸氢钠制纯碱的化学方程式________________。

16．小洁发现妈妈在面粉中加入一种白色粉末，做出的蛋糕、馒头疏松多孔。她很感兴趣，想探究这种“神奇粉末”的成分。通过对市场上相关产品进行调查，她发现了如下图所示的三种商品，认为妈妈使用的白色粉末是以下三种商品中的一种。

(1)纯碱的化学式是________，这三种商品在使用过程中都能产生一种气体，使做成的食品疏松多孔，这种气体是________。

(2)小洁通过阅读纯碱和小苏打的用法，推测出小苏打不同于纯碱的化学性质是________________________________________________________________________。

(3)根据获得的信息，小洁设计实验方案，在实验室探究这种白色粉末的成分。

 实验反思：老师提示小洁第②步实验得出的结论有不足之处，请你帮助小洁改进实验方案，确认白色粉末的成分，并完成实验报告。

参考答案

1. 解析：纯碱(碳酸钠)由金属离子和酸根离子构成，属盐类；纯碱溶于水显碱性，可以代替洗洁精洗涤餐具表面的油污；纯碱与酸反应产生二氧化碳气体，可除去面团发酵时产生的酸；纯碱和食盐都易溶于水，不能用加水溶解的方法检验。

答案：C

2. 答案：D

3. 解析：小苏打受热时发生反应的化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，该反应为分解反应，A、B推断合理；小苏打属于盐，C推断不合理；小苏打可用作食品膨松剂，说明其对人体无害，D推断合理。

答案：C

4. 解析：置换反应必须有单质参与反应，五位“小朋友”均为化合物，故A正确；Ba(OH)2和Ca(OH)2交换位置后对反应无影响，故B错误；K2CO3替换Na2CO3后可与Ba(OH)2、CuSO4发生复分解反应，故C正确；KOH与Na2CO3不能满足复分解反应发生的条件，故D错误。

答案：AC

5. 解析：NaOH溶液能使酚酞试液变红色，稀H2SO4不能使酚酞试液变色，A可行；稀H2SO4与Na2CO3溶液反应产生气体，与NaCl溶液不反应，B可行；稀HCl与Ba(OH)2溶液和NaOH溶液反应均无明显现象，C不可行；BaCl2溶液与稀HCl不反应，与稀H2SO4反应产生白色沉淀，D可行。

答案：C

6. 解析：此类推断题可根据题目所给信息逐步加以推断。取样溶于水，有白色沉淀产生，该白色沉淀可能为BaCO3或BaSO4或两者都有，过滤后，向该白色沉淀中滴加盐酸，沉淀完全溶解并有气体产生，可确定该沉淀为BaCO3，故该白色固体中一定含有Na2CO3和BaCl2，一定不含Na2SO4，由于NaOH对检验过程没有影响，故无法判断其是否存在。

答案：A

7. 答案：D

8. 解析：A项，无法实现由NaNO3一步转化为NaCl；B项，二氧化碳与氢氧化钠生成碳酸钠，碳酸钠与盐酸生成水，但由H2O生成Na2CO3不能一步实现；C项CaCO3无法经一步反应生成Ca(OH)2。

答案：D

9. 解析：由题意知：Na2CO3、NaHCO3都与酸(HCl)反应，都产生使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，故无法确定该粉末是Na2CO3还是NaHCO3。

答案：D

10. 答案：SO CO Cl－、NO

11. 答案：(1)氨盐水显碱性

(2)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑

12. 答案：(1)过滤 冷却结晶或结晶 Mg(OH)2、Fe(OH)3[写出Ca(OH)2也可]

(2)①中和废液中的酸 ②使废液中的镁、铁充分沉淀(①②的回答顺序可调换)

2HCl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2H2O或MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2或2FeCl3＋3Ca(OH)2===2Fe(OH)3↓＋3CaCl2(有无“↓”都可)

13. 解析：向一定体积的HCl溶液中滴加NaOH溶液，溶液的pH由7以下逐渐升高并超过7，A错误；t ℃时，向饱和NaCl溶液中加入蔗糖，蔗糖会溶解在溶液中，由于溶液质量增大，NaCl溶质的质量不变，故NaCl的质量分数逐渐减小，当蔗糖达到饱和时，NaCl的质量分数不再变化，B正确；向一定量的HCl和CaCl2溶液中不断滴入Na2CO3溶液时，溶液中的Na2CO3先与HCl反应产生CO2气体，C错误；向CuCl2和H2SO4中加入Ba(OH)2溶液时，Ba(OH)2先与H2SO4反应产生BaSO4沉淀，D错误。

答案：B

14. 解析：本题为探究复分解反应发生条件的综合题。复分解反应的实质是酸、碱、盐所电离出的离子相互结合，生成沉淀、气体或水的过程。在初中阶段，生成水的离子组合主要是H＋和OH－，生成气体的离子组合主要是H＋和CO、OH－和NH，生成沉淀的离子组合较多，应结合酸、碱、盐的溶解性表来记忆。

答案：2NaOH＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓ Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl Cu2＋、OH－ Ba2＋、CO NH Ca2＋ SO NaOH

15. 解析：(1)流程中的氧化物有CO2和H2O；(2)氨水是一种碱，碱的pH>7；(3)按照化学方程式的书写步骤逐一完成；(4)同温下的NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，故碳酸化时，Na2CO3未析出；(5)NaHCO3高温时可分解为Na2CO3、CO2和H2O。

答案：(1)CO2或H2O (2)大于

(3)①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2

②CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl

(4)相同温度下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度

(5)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑(反应条件写“△”也可)

16. 解析：(1)三种商品使用方法不同，产生气体的原理也不同。食用纯碱和面粉发酵生成的酸反应生成二氧化碳气体；食用小苏打(主要成分为碳酸氢钠)在受热时分解产生二氧化碳气体；快速发酵粉中的碳酸氢钠和有机酸反应生成二氧化碳气体。(2)碳酸氢钠受热易分解，而碳酸钠受热不易分解。(3)快速发酵粉溶于水时，其中的碳酸氢钠会与有机酸反应生成二氧化碳气体，该固体溶解时无明显现象，说明不是快速发酵粉；碳酸钠、碳酸氢钠与酸(如稀盐酸)反应都可产生气泡，故可推测第②步操作是向白色粉末中滴加稀盐酸，但仅根据此现象仍然无法判断是碳酸钠还是碳酸氢钠，进一步实验可利用碳酸氢钠受热易分解这一性质，通过加热看是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生，从而鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。

答案：(1)Na2CO3 CO2 (2)NaHCO3受热易分解，产生CO2

(3)