资源简介

微项目　揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用
学习目标
1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。 2.通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。
　　
1.纯碱是重要的基础化工原料，其产量和消费量通常作为衡量一个国家工业发展水平的指标。
2.纯碱的用途
3.纯碱制法
【探究活动】　
一、解读索尔维制碱法
1.关键反应
NaCl＋CO2＋H2O＋NH3NaHCO3↓＋NH4Cl。
2.模拟实验
（1）实验步骤
模拟索尔维法
　的实验装置
用如图所示装置模拟索尔维法。锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。用冰水浴降低试管内的温度。打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。
（2）实验现象
随着CO2的不断通入，溶液的红色逐渐褪去后，溶液中出现白色沉淀。
交流讨论
1.NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理解释原因。
2.为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？
3.为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？
二、体会侯氏制碱法的创新
1.侯氏制碱法出现的背景
索尔维法的食盐利用率低，使生产成本高，导致我国的纯碱工业陷入困境。
2.侯氏制碱法工艺流程
3.平衡思想在侯氏制碱法中的应用
（1）“吸氨”过程
NH3＋H2ONH3·H2O
NH3·H2ON＋OH－
不断通入的NH3会使平衡右移，c（N）、c（OH－）增大。
（2）“碳酸化”过程
CO2＋H2OH2CO3
H2CO3H＋＋HC
因“吸氨”过程中c（OH－）增大，平衡右移，产生大量HC。
（3）“盐析”过程
N＋Cl－NH4Cl（s）
增大c（Cl－）使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
（4）“冷析”过程
NH4Cl的溶解度随温度升高而增大，N＋Cl－NH4Cl（s）　ΔH＜0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
1.下列属于侯氏制碱法优点的是（　　）
A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B.母液可回收制氯化铵
C.氯化钠的利用率达98％
D.以上全是
2.以下关于索尔维制碱法的描述正确的是（　　）
A.使用的原料为NaCl、Ca（OH）2
B.精制盐水后应先通入CO2，再通入过量的NH3
C.析出NaHCO3后的母液中已无NaCl，只有NH4Cl
D.索尔维法的缺点是盐利用率只有70％左右，生成的CaCl2难处理
微项目　揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用
探究活动
1.提示：可溶性物质的溶解也存在限度，当相应离子浓度过大时，可溶性物质也会析出，这类似于沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大c（Na＋）、c（HC），使Na＋（aq）＋HC（aq）NaHCO3（s）平衡右移，产生沉淀。
2.提示：CO2在水中的溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量的HC；NH3易溶于水，且能使H2CO3H＋＋HC平衡右移，使HC的浓度增大。
3.提示：反应开始时溶液呈碱性，此时通入的CO2与氨水反应：2NH3·H2O＋CO2C＋2N＋H2O，随着CO2的通入，氨水逐渐消耗，溶液的pH逐渐降低，NH3·H2O消耗完后，生成的C与CO2、H2O反应：CO2＋C＋H2O2HC，当c（HC）增大至一定程度时，HC与Na＋结合生成NaHCO3沉淀析出。
对点训练
1.D　侯氏制碱法的优点有原料易得，NaCl的利用率高，而且产生的NH4Cl可以做肥料。
2.D　索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有NaCl、NH3、CaCO3；反应的原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl，而NH3与CO2的物质的量之比为1∶1时才能生成NaHCO3，但CO2在水中的溶解度小，先通入CO2，再通入NH3时，NH3过量而CO2太少容易生成C；析出NaHCO3后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰乳后回收NH3，生成的CaCl2吸水性强，呈黏稠状无法处理。
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微项目　揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用
1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。
2.通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。
学习目标
1. 纯碱是重要的基础化工原料，其产量和消费量通常作为衡量一个国家工
业发展水平的指标。
2. 纯碱的用途
3. 纯碱制法
【探究活动】　
一、解读索尔维制碱法
1. 关键反应
NaCl＋CO2＋H2O＋NH3 NaHCO3↓＋NH4Cl。
2. 模拟实验
（1）实验步骤
模拟索尔维法的实验装置
用如图所示装置模拟索尔维法。锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装
有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。用冰水浴降低试管内的
温度。打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。
（2）实验现象
随着CO2的不断通入，溶液的红色逐渐褪去后，溶液中出现白色沉淀。
交流讨论
1. NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理
解释原因。
提示：可溶性物质的溶解也存在限度，当相应离子浓度过大时，可溶性物
质也会析出，这类似于沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大c（Na＋）、c
（HC ），使Na＋（aq）＋HC （aq） NaHCO3（s）平衡右移，产
生沉淀。
2. 为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？
提示：CO2在水中的溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量的HC ；NH3
易溶于水，且能使H2CO3 H＋＋HC 平衡右移，使HC 的浓度增大。
3. 为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？
提示：反应开始时溶液呈碱性，此时通入的CO2与氨水反应：2NH3·H2O＋
CO2 C ＋2N ＋H2O，随着CO2的通入，氨水逐渐消耗，溶液的
pH逐渐降低，NH3·H2O消耗完后，生成的C 与CO2、H2O反应：CO2＋
C ＋H2O 2HC ，当c（HC ）增大至一定程度时，HC 与
Na＋结合生成NaHCO3沉淀析出。
二、体会侯氏制碱法的创新
1. 侯氏制碱法出现的背景
索尔维法的食盐利用率低，使生产成本高，导致我国的纯碱工业陷入
困境。
2. 侯氏制碱法工艺流程
3. 平衡思想在侯氏制碱法中的应用
（1）“吸氨”过程
NH3＋H2O NH3·H2O
NH3·H2O N ＋OH－
不断通入的NH3会使平衡右移，c（N ）、c（OH－）增大。
（2）“碳酸化”过程
CO2＋H2O H2CO3
H2CO3 H＋＋HC
因“吸氨”过程中c（OH－）增大，平衡右移，产生大量HC 。
（3）“盐析”过程
N ＋Cl－ NH4Cl（s）
增大c（Cl－）使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
（4）“冷析”过程
NH4Cl的溶解度随温度升高而增大，N ＋Cl－ NH4Cl（s）　ΔH＜0，
降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
1. 下列属于侯氏制碱法优点的是（　　）
A. 氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B. 母液可回收制氯化铵
C. 氯化钠的利用率达98％
D. 以上全是
解析：　侯氏制碱法的优点有原料易得，NaCl的利用率高，而且产生的
NH4Cl可以做肥料。
√
2. 以下关于索尔维制碱法的描述正确的是（　　）
A. 使用的原料为NaCl、Ca（OH）2
B. 精制盐水后应先通入CO2，再通入过量的NH3
C. 析出NaHCO3后的母液中已无NaCl，只有NH4Cl
D. 索尔维法的缺点是盐利用率只有70％左右，生成的CaCl2难处理
√
解析：　索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有NaCl、NH3、CaCO3；反
应的原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O NaHCO3↓＋NH4Cl，而NH3与CO2
的物质的量之比为1∶1时才能生成NaHCO3，但CO2在水中的溶解度小，先
通入CO2，再通入NH3时，NH3过量而CO2太少容易生成C ；析出
NaHCO3后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰乳后回收NH3，
生成的CaCl2吸水性强，呈黏稠状无法处理。
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