2021_2022学年高中化学第二章海水中的重要元素__钠和氧阶段素养提升课学案人教版必修1

阶段素养提升课 第二章

浩瀚的海洋号称“蓝色的聚宝盆”，从海面到海底，蕴藏着种类繁多、数量巨大的资源，让我们来感受一下海水综合利用的价值吧！

(一)侯氏制碱法(Na2CO3和NaHCO3)

侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的，他以食盐(“海水晒盐”得到的氯化钠)、水、氨气、二氧化碳为原料，先制得碳酸氢钠和氯化铵，进而生产出纯碱。

(1)侯氏制碱法最终制得的碳酸氢钠中含有碳酸钠：

①能不能用氢氧化钡溶液或澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液？

提示：不能。因为碳酸钠和碳酸氢钠溶液均与它们反应产生白色沉淀。反应的离子方程式为

CO＋Ca2＋===CaCO3↓，

HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O；

CO＋Ba2＋===BaCO3↓，

HCO＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O。

②分别向等浓度的Na2CO3、NaHCO3的稀溶液中滴加同浓度的CaCl2溶液，产生的实验现象相同吗？原因是什么？

提示：产生的实验现象不相同。Na2CO3溶液开始就产生沉淀，而NaHCO3溶液开始时现象不明显。

(2)实验所得碳酸氢钠晶体中，可能含有的杂质离子有Cl－，实验室如何鉴定碳酸氢钠中含有NaCl?

提示：取样品少许，溶解，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若出现白色沉淀，则说明碳酸氢钠中含有NaCl。

(二)氯碱工业(氯及其化合物的性质、物质的量)

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2。

(1)写出电解饱和食盐水反应的方程式。

提示：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。

(2)写出氯气与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式？该反应在工业上常用来制作漂白粉，漂白粉的有效成分是什么？漂白粉失效时发生的主要反应是什么？

提示：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2；漂白粉失效时发生的主要反应为CO2＋Ca2＋＋2ClO－＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑。

(3)有同学查阅资料了解到，将漂白粉与浓盐酸混合会有Cl2产生，请你写出反应的离子方程式。若反应中生成1 mol的Cl2，转移电子的物质的量是多少？

提示：反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O；反应中生成1 mol的Cl2，转移电子的物质的量是1 mol。

弘扬传统文化，践行立德树人

中国著名化学家

【感受与体验】

    “聚天下英才而用之”是习近平主席人才思想的精髓。习近平主席指出，要树立强烈的人才意识，寻觅人才求贤若渴，发现人才如获至宝，举荐人才不拘一格，使用人才各尽其能。只有这样，才能使大家的聪明才智充分发挥出来。

    中华优秀文化滋养着中华民族的民族精神，它赋予了中华民族伟大的生命力和凝聚力，孕育了无数的著名的科学家。在此，我们有必要了解六位著名的化学家及他们的贡献。

(1)侯德榜

    侯德榜(1890年8月9日～1974年8月26日)，名启荣，字致本，生于福建闽侯，杰出化学家，侯氏制碱法的创始人， 近代化学工业的奠基人之一，是世界制碱业的权威。20世纪20年代，他突破氨碱法制碱技术的奥秘，主持建成亚洲第一座纯碱厂；30年代，他领导建成了中国第一座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业；40～50年代，他又发明了连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱新工艺，以及碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺，并使之在60年代实现了工业化和大面积推广。1926年中国“红三角”牌纯碱闯入万国博览会，获金质奖章。他还积极传播交流科学技术，培育了很多科技人才，为发展科学技术和化学工业做出了卓越贡献。

(2)黄鸣龙

    黄鸣龙，有机化学家。1898年生于江苏省扬州市，1924年获德国柏林大学哲学博士学位，1955年被选聘为中国科学院学部委员(院士)，1979年逝世。 他毕生致力于有机化学的研究，特别是甾体化合物的合成研究，为我国有机化学的发展、甾体药物工业的建立以及科技人才的培养做出了突出贡献。

(3)柳大纲

    柳大纲，字纪如，江苏仪征人，著名无机化学和物理化学家，中国分子光谱研究的先驱者，盐湖化学的奠基人，中国科学院院士。柳大纲开拓了中国盐湖资源及其化学基础的研究，组织综合队伍进行科研考察，并组建了青海盐湖研究所。他勘测研究了察尔汗盐湖区富藏的钾、镁资源，发现了柴旦盐湖区柱硼镁石资源以及柴达木盆地若干点的锂资源等，提出了从盐湖卤水分离制钾和直接提取硼锂资源的有效工艺，为盐湖开发和西北地区建设做出了突出贡献。

(4)黄子卿

    黄子卿，物理化学家和化学教育家，主要从事电化学、生物化学、热力学和溶液理论等多方面的研究。他曾精确测定了热力学温标的基准点——水的三相点，并在溶液理论方面颇有建树。他是中国物理化学的奠基人之一，毕生从事化学教育事业，不遗余力地培育人才。

(5)蒋明谦

    蒋明谦，有机化学家，四川蓬溪人。他在研究结构性能定量关系方面进行了开拓性工作，提出诱导效应指数与同系因子，发现同系线性规律，随后又发现了共轭基团的结合规律，在理论有机化学方面做出了重要贡献。

(6)徐光宪

    徐光宪(1920.11.7－2015.4.28)，浙江绍兴上虞人，物理化学家、无机化学家、教育家，2008年度“国家最高科学技术奖”获得者，被誉为“中国稀土之父”、“稀土界的袁隆平”。徐光宪长期从事物理化学和无机化学的教学和研究，涉及量子化学、化学键理论、配位化学、萃取化学、核燃料化学和稀土科学等领域。基于对稀土化学键、配位化学和物质结构等基本规律的深刻认识，他发现了稀土溶剂萃取体系具有“恒定混合萃取比”基本规律，在20世纪70年代建立了具有普适性的串级萃取理论。

【思考和探索】

侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年独立发明，它打破了当时外国的技术封锁。某化学小组模拟侯氏制碱法，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料并以如图所示装置制取NaHCO3，反应的化学方程式为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。然后再将NaHCO3制成Na2CO3。

(1)装置乙的作用是什么？

提示：吸收HCl。装置甲是制备二氧化碳气体的发生装置，生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，对制备碳酸氢钠有影响，装置乙的作用是吸收氯化氢气体。

(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有哪些？

提示：过滤、洗涤、灼烧。制取NaHCO3时需要过滤得到晶体，洗涤后加热灼烧得到碳酸钠。

(3)侯氏制碱法制取NaHCO3时，应先通入NH3，后通入CO2，目的是什么？

提示：先通入氨气，目的是增大二氧化碳的溶解度。氨气在水中溶解度大，先通氨气可以吸收更多的CO2，提高HCO的生成率。