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高中化学新教材同步必修第一册 第二章 微专题四 纯碱的生产历史与侯氏制碱法课件
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这是一份高中化学新教材同步必修第一册 第二章 微专题四 纯碱的生产历史与侯氏制碱法课件，共22页。PPT课件主要包含了NH3，CaCl2，NH4Cl，作氮肥，Na2CO3，HCl和NaCl等内容，欢迎下载使用。
2.制取方法评价路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。
2.制取方法评价氨碱法(索尔维制碱法)的优点是：原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是原料食盐的利用率低，其次是产生大量的废渣氯化钙。
三、侯氏制碱法1943年我国化学工程专家侯德榜发明创建了联合制碱法，即将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳，二氧化碳为合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。1.制取原理与步骤侯氏制碱法，低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因氯离子存在及低温条件使氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果相继析出NaHCO3和NH4Cl，该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。
2.制取方法评价侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。
1.“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
解析 侯氏制碱法的实质就是利用NaHCO3溶解度比其他物质小的原理，则A说法正确；析出晶体后的溶液一定为该物质的饱和溶液，则C说法错误；纯碱是Na2CO3的俗名，而NaHCO3的俗名是小苏打，则B说法正确；NH4Cl是一种可用作氮肥的副产品，D说法正确。
2.下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是
A.A气体是CO2，B气体是NH3B.第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2OC.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
3.已知碳酸氢钠的溶解度较小。在饱和的氨和氯化钠的混合溶液中通入二氧化碳，可析出碳酸氢钠固体：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。据此，我国杰出的化学家侯德榜设计出了生产纯碱的方法：
这种方法被人们称为侯氏制碱法。试回答下列问题：(1)写出由碳酸氢钠固体制碳酸钠的化学方程式：________________________________。
(2)如果碳酸钠固体中混有碳酸氢钠固体，应如何除去？________(写出方法)；如果碳酸氢钠溶液中混有碳酸钠溶液，应如何除去？________________________________(写出化学方程式)。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓
解析 NaHCO3固体受热容易分解生成Na2CO3，Na2CO3固体中混有NaHCO3固体可以通过加热的方法除去；如果NaHCO3溶液中混有Na2CO3溶液，可以在溶液中通入过量二氧化碳气体。
解析 从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出Ⅰ、Ⅱ的总反应方程式：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。显然溶解度：NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出NaHCO3。
4.侯氏制碱法的步骤如下图：
试回答下列问题：(1)若上述的悬浊液是碳酸氢钠和氯化铵的混合液，则Ⅰ和Ⅱ的总反应方程式为__________________________________________。由这一反应可知氯化钠比碳酸氢钠的溶解度____。
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
解析 Ⅳ的操作是对NaHCO3进行加热，使其分解，同时使挥发性物质气化而除去，该操作为灼烧。
(2)Ⅲ的操作叫_____。
解析 把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。
(3)Ⅳ的操作叫_____。
解析 由于氨气极易溶于水，所以向饱和NaCl溶液中先通入氨气，效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O ===NaHCO3↓＋NH4Cl。
5.“索尔维制碱法”工艺流程如图所示，请回答下列问题：
(1)向饱和氯化钠溶液中先通入______，效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为___________________________________________。
(2)索尔维制碱法除了得到纯碱外，还会产生一种废渣_______。侯氏制碱法在此工艺上改进，不再使用碳酸钙制备CO2，而是在制备NH3的过程中制得CO2，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了_______，此物质在农业上的用途是________。
解析 根据原子守恒可知反应后还有氯化钙生成。根据方程式NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl可知侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得氯化铵。铵盐在农业上可作氮肥。
6.纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。(1)起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业发展的需要，纯碱的化学式为________。
解析 纯碱的化学式为Na2CO3。
(2)1791年，“路布兰制碱法”取得专利。该方法以硫酸、氯化钠、木炭、白垩石(主要成分为碳酸钙)为原料，但在20世纪20年代后被淘汰，因为生产过程中释放出一种无色、有刺激性气味的气体，其分子结构示意图为 ，该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾，腐蚀金属设备，该酸雾腐蚀金属铁的化学方程式为_______________________。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
解析 根据浓盐酸有挥发性，挥发出一种无色、有刺激性气味的气体，由两种元素组成，所以这种酸是盐酸；盐酸与铁反应的化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
(3)1861年，“索尔维制碱法”问世，该方法是在用氯化钠溶液吸收两种工业废气时意外发现的，反应后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱，氯化钠溶液吸收的两种气体为____(填字母)。A.Cl2 D.CO2
解析 氯化钠溶液吸收两种气体，主要吸收NH3和CO2，NH3溶于水生成氨水，显碱性易吸收CO2，形成碳酸氢钠和氯化铵。
(4)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立，是“索尔维制碱法”的改进，大大提高了原料的利用率，至今仍为全世界广泛采用。用如图所示装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。
当观察到B中出现浑浊时，停止加热，A中发生反应的化学方程式为________________________________，将A试管冷却至室温，向其中加入稀盐酸，充分反应后测得溶液的pH＝5，则该溶液中含有的溶质为___________。
2.制取方法评价路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。
2.制取方法评价氨碱法(索尔维制碱法)的优点是：原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是原料食盐的利用率低，其次是产生大量的废渣氯化钙。
三、侯氏制碱法1943年我国化学工程专家侯德榜发明创建了联合制碱法，即将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳，二氧化碳为合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。1.制取原理与步骤侯氏制碱法，低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因氯离子存在及低温条件使氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果相继析出NaHCO3和NH4Cl，该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。
2.制取方法评价侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。
1.“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
解析 侯氏制碱法的实质就是利用NaHCO3溶解度比其他物质小的原理，则A说法正确；析出晶体后的溶液一定为该物质的饱和溶液，则C说法错误；纯碱是Na2CO3的俗名，而NaHCO3的俗名是小苏打，则B说法正确；NH4Cl是一种可用作氮肥的副产品，D说法正确。
2.下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是
A.A气体是CO2，B气体是NH3B.第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2OC.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
3.已知碳酸氢钠的溶解度较小。在饱和的氨和氯化钠的混合溶液中通入二氧化碳，可析出碳酸氢钠固体：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。据此，我国杰出的化学家侯德榜设计出了生产纯碱的方法：
这种方法被人们称为侯氏制碱法。试回答下列问题：(1)写出由碳酸氢钠固体制碳酸钠的化学方程式：________________________________。
(2)如果碳酸钠固体中混有碳酸氢钠固体，应如何除去？________(写出方法)；如果碳酸氢钠溶液中混有碳酸钠溶液，应如何除去？________________________________(写出化学方程式)。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓
解析 NaHCO3固体受热容易分解生成Na2CO3，Na2CO3固体中混有NaHCO3固体可以通过加热的方法除去；如果NaHCO3溶液中混有Na2CO3溶液，可以在溶液中通入过量二氧化碳气体。
解析 从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出Ⅰ、Ⅱ的总反应方程式：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。显然溶解度：NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出NaHCO3。
4.侯氏制碱法的步骤如下图：
试回答下列问题：(1)若上述的悬浊液是碳酸氢钠和氯化铵的混合液，则Ⅰ和Ⅱ的总反应方程式为__________________________________________。由这一反应可知氯化钠比碳酸氢钠的溶解度____。
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
解析 Ⅳ的操作是对NaHCO3进行加热，使其分解，同时使挥发性物质气化而除去，该操作为灼烧。
(2)Ⅲ的操作叫_____。
解析 把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。
(3)Ⅳ的操作叫_____。
解析 由于氨气极易溶于水，所以向饱和NaCl溶液中先通入氨气，效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O ===NaHCO3↓＋NH4Cl。
5.“索尔维制碱法”工艺流程如图所示，请回答下列问题：
(1)向饱和氯化钠溶液中先通入______，效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为___________________________________________。
(2)索尔维制碱法除了得到纯碱外，还会产生一种废渣_______。侯氏制碱法在此工艺上改进，不再使用碳酸钙制备CO2，而是在制备NH3的过程中制得CO2，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了_______，此物质在农业上的用途是________。
解析 根据原子守恒可知反应后还有氯化钙生成。根据方程式NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl可知侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得氯化铵。铵盐在农业上可作氮肥。
6.纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。(1)起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业发展的需要，纯碱的化学式为________。
解析 纯碱的化学式为Na2CO3。
(2)1791年，“路布兰制碱法”取得专利。该方法以硫酸、氯化钠、木炭、白垩石(主要成分为碳酸钙)为原料，但在20世纪20年代后被淘汰，因为生产过程中释放出一种无色、有刺激性气味的气体，其分子结构示意图为 ，该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾，腐蚀金属设备，该酸雾腐蚀金属铁的化学方程式为_______________________。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
解析 根据浓盐酸有挥发性，挥发出一种无色、有刺激性气味的气体，由两种元素组成，所以这种酸是盐酸；盐酸与铁反应的化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
(3)1861年，“索尔维制碱法”问世，该方法是在用氯化钠溶液吸收两种工业废气时意外发现的，反应后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱，氯化钠溶液吸收的两种气体为____(填字母)。A.Cl2 D.CO2
解析 氯化钠溶液吸收两种气体，主要吸收NH3和CO2，NH3溶于水生成氨水，显碱性易吸收CO2，形成碳酸氢钠和氯化铵。
(4)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立，是“索尔维制碱法”的改进，大大提高了原料的利用率，至今仍为全世界广泛采用。用如图所示装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。
当观察到B中出现浑浊时，停止加热，A中发生反应的化学方程式为________________________________，将A试管冷却至室温，向其中加入稀盐酸，充分反应后测得溶液的pH＝5，则该溶液中含有的溶质为___________。
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