1、研究与实践:了解纯碱的生产历史 (针对教材P39“研究与实践”)【材料阅读】材料一、路布兰制碱法 1791年,法国医生路布兰首先取得专利,以食盐为原料,制得了纯碱,是为路布兰制 碱法。此法分为三步,先使氯化钠与硫酸反应,生成硫酸钠:2NaCl+H2SO4 Na2SO4+2HCl;然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4C Na2S+4CO;最后 利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠:Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS。材料二、索尔维制碱法 比利时人索尔维以食盐、石灰石和氨为原料,制得了碳酸钠和氯化钙。NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,CaCO3 CaO+C
2、O2,2NH4Cl+CaO=2NH3+CaCl2+H2O,2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O。反应生成的CO2和NH3可重新作为原料使用。总反应式为CaCO3+2NaCl CaCl2+Na2CO3。材料三、侯氏制碱法 又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜创立的。是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。“侯氏制碱法”的原 理是向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和,然后在加压下通入CO2,因NaHCO3溶解 度较小,所以发生反应:NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3+NH4Cl 将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO3:2NaHCO3
3、Na2CO3+CO2+H2O。【思考提升】1.路布兰制碱法开创了化工生产的先河,但存在很多缺点,你认为其缺点有哪些?提示:(1)用路布兰制碱法制取纯碱,主要生产过程在固相中进行,难以连续生产;(2)需硫酸作原料,设备腐蚀严重;(3)产品质量不纯,原料利用不充分,成本较高;(4)生成了HCl、CO等污染环境的气体。2.索尔维制碱法相对于路布兰制碱法有哪些优点?还有什么需要改进的地方?提示:索尔维制碱法实现了连续性生产,食盐的利用率得到提高,产品质量纯净,最大的优点还在于成本低廉。索尔维制碱法的缺点主要是原料中各有一半的成分没有利用上,只用了食盐中的钠和石灰石中的碳酸根,二者结合生成了纯碱。食盐中
4、另一半的氯和石灰石中的钙结合生成了氯化钙,这个产物没有利用上。3.相对于索尔维制碱法,侯氏制碱法具有哪些优点?提示:侯氏制碱法将合成氨工业与制碱工业组合在一起,利用了生产氨时的副产品CO2,简化了生产设备。同时也避免了索尔维制碱法中用处不大的副产物氯化钙,提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了生产纯碱的成本。【迁移应用】某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。(1)装置丙中冷水的作用是_,为防止污染空气,尾气中含有的_需要进行吸收处理。(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取
5、Na2CO3时,需要进行的实验操作有_、洗涤、灼烧,NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为_。1.网络流传“小苏打能饿死癌细胞”。下列关于小苏打的叙述准确的是()A.化学式为Na2CO3 B.受热不分解 C.属于盐 D.与盐酸不反应【解析】选C。小苏打是碳酸氢钠的俗称,化学式为NaHCO3,A项错误;NaHCO3是可溶性碳酸氢盐,受热易分解,B项错误;NaHCO3是碳酸氢盐,属于盐类,C项正确;NaHCO3能和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,D项错误。课堂素养达标 【补偿训练】1.为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠作发泡剂,因为它()热稳定性差 增加甜味 产生二氧化碳 提供
6、钠离子 A.B.C.D.【解析】选A。为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠作发泡剂,这 是由于碳酸氢钠不稳定,加热会发生分解反应,反应的化学方程式是2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O,分解产生CO2气体从面团中逸出,从而导致面包松软可口,故正 确的说法是。2.(2019北师大附中高一检测)依据已有知识,下列各组溶液只能用焰色试验鉴别的是()A.Na2CO3、NaCl B.KCl、NaCl C.CaCl2、NaCl D.Na2CO3、CaCl2【解析】选B。Na2CO3、NaCl中阳离子都是钠离子,不能用焰色试验鉴别,A项不符合题意;KCl、NaCl中阴离子相同,阳离子K+、
7、Na+只能用焰色试验鉴别,B项符合题意;CaCl2、NaCl中阴离子相同,阳离子Ca2+、Na+可用焰色试验鉴别,也可用Na2CO3溶液鉴别,C项不符合题意;Na2CO3、CaCl2中,阴离子可用盐酸鉴别,阳离子可用焰色试验或Na2CO3溶液鉴别,D项不符合题意。3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察时看到火焰呈黄色,下列判断正确的是()A.只含Na+B.一定含Na+,可能含有K+C.既含有Na+,又含有K+D.可能含有Na+,可能还含有K+【解析】选B。火焰呈黄色,说明一定含有钠元素,而钾元素的紫色要透过蓝色钴玻璃观察,否则有可能被黄光遮住。【易错提醒】钾元素在焰色试验时显
8、示的颜色要透过蓝色钴玻璃观察。2.(双选)(2020徐州高一检测)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是()A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液 B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体 C.Na2O粉末(Na2O2),将混合物在氧气中加热 D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤【解析】选C、D。Na2O粉末(Na2O2),在氧气中加热,氧化钠转化生成过氧化钠,C错误;Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀,D错误。3.按如图所示装置进行实验,填写有关现象及化学方程式。(1)A中
9、现象是_。(2)B中浓硫酸的作用是_。(3)C中发生反应的化学方程式为_。(4)D中的现象是_。(5)E中收集的气体是_(填名称)。【解析】NaHCO3受热分解生成的水蒸气,在A中的试管口冷凝为水珠,而CO2通过浓硫酸干燥后与C中的Na2O2反应产生O2,未完全反应的CO2会使澄清石灰水变浑浊。答案:(1)试管口有水珠(2)干燥二氧化碳(3)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2(4)澄清石灰水变浑浊(5)氧气【补偿训练】1.能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的方法是()A.分别放入水中,观察溶解速率 B.分别取少量加入石灰水中,观察有无沉淀生成 C.分别向HCl溶液中加入
10、两种白色固体 D.分别取少量固体粉末分放在两支试管中,分别加热,将生成气体通入澄清石灰水中【解析】选D。A项,放入水中观察溶解速率没有明显差别。B项,发生的反应为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH,NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O,两者都产生白色沉 淀。C项,向盐酸中分别加入两种固体,发生的反应分别为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,均产生无色气体。D项,Na2CO3加热不分解,而NaHCO3加热后发 生分解反应:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。2.下列物质中,既能和盐酸反应,又能和氢氧化钠反应的物质是()A.碳酸钠 B.碳酸氢钠 C.氯化钠 D.硫酸铜【解析】选B。碳酸氢钠既能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,又能和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水。
