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第10讲　纯碱的制备与原理分析
第二部分 元素及其化合物
第三章 金属及其化合物
目标导航·内容索引
复
习
目
标
内
容
索
引
任务1 探究制碱工业中存在的平衡
任务2 分析评价索尔维制碱法
任务3 改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法
精炼高考真题·明确高考方向
1．掌握制碱工业中存在的平衡。
2．掌握索尔维制碱法的原理。
3．掌握侯氏制碱法的原理。
1.工业制碱的原料是什么？
2.如何从溶液中析出NaHCO3晶体？
3.向饱和食盐水中通入足量CO2，会析出NaHCO3晶体吗？为什么？
4.向饱和食盐水中通入足量NH3后，溶液中存在的平衡有哪些？再通入足量CO2后，又会增加哪些平衡？
5.以上平衡之间是否存在相互作用？最后形成的溶液中，存在的主要微粒有哪些？
物质 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl Na2CO3 (NH4)2CO3
溶解度/g(20℃) 35.9 21.7 9.6 37.2 21.5 100
索尔维制碱法的流程
任务1　探究制碱工业中存在的平衡
认识角度
认识对象
存在的平衡及相互作用
物质组成
溶质
溶剂
溶液
NaCl =Na++Cl-
CO2 +H2O H2CO3 HCO3- +H+
NH3 +H2O NH3 ·H2O NH4++OH-
HCO3- CO32- +H+
微粒种类
微粒数量
+
H2O
正向移动
有何现象？
Na+、Cl- 、 NH4+ 、 HCO3- 、 H2O
NaCl
NH3
CO2
H2O
H2O H++OH-
主要
主要
微量
微量
任务1　探究制碱工业中存在的平衡
锥形瓶中装有CaCO3粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水,并滴有1-2滴酚酞溶液。用冷水浴降低试管内的温度。试管口放一团蘸水的棉花。打开分液漏斗，观察CO2通入氨盐水的实验现象。
请用所提供的仪器和试剂，完成实验验证
任务1　探究制碱工业中存在的平衡
开始
10分钟
30分钟
50分钟
为什么氨盐水褪色后才开始产生白色沉淀？
实验结果展示
任务1　探究制碱工业中存在的平衡
认识角度
认识对象
相互作用
物质组成
溶质
溶剂
溶液
NaCl
NH3
CO2
H2O
NaCl =Na++Cl-
CO2 +H2O H2CO3 HCO3- +H+
NH3 +H2O NH3 ·H2O NH4++OH-
HCO3- CO32- +H+
微粒种类
微粒数量
Cl- 、 Na+、 HCO3- 、NH4+ 、 H2O
+
H2O
(NH4)2CO3
HCO3-
足量CO2
NaHCO3↓
加酚酞变红
红色变浅至消失
还未生成沉淀
析出白色沉淀
20℃时，100g水中最多可溶解35.9g NaCl ，若完全转化为NaHCO3，其质量约为51.5g，而该温度下NaHCO3溶解度为9.6g，则此时将会有41.9g NaHCO3析出。
任务1　探究制碱工业中存在的平衡
宏观现象
微粒数量
微粒种类
相互作用
物质组成
溶质
溶剂
NaCl =Na++Cl-
CO2 +H2O H2CO3 HCO3- +H+
NH3 +H2O NH3 ·H2O NH4++OH-
NH4+ 、Na+、HCO3- 、Cl-
NaCl
NH3
CO2
H2O
Na+(aq)+ HCO3- (aq) NaHCO3(s)
从平衡角度分析，如何增加NaHCO3晶体的析出量？
改变条件平衡右移
NaHCO3晶体析出
NaHCO3晶体析出
增大c(Na+)
饱和NaCl
先通NH3，再通CO2
降低温度
增大c(HCO3-)
调控温度
认识角度
认识对象
NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl
任务1　探究制碱工业中存在的平衡
你能否对索尔维制碱法作出客观评价？
索尔维制碱法工艺流程
任务1　探究制碱工业中存在的平衡
1.原料(食盐和石灰石)便宜；
2.副产品NH3和CO2都可以循环使用；
3.制造步骤简单，适合于大规模生产；
4.产品纯度高。
1.能量损耗高；
2.原料利用率低，不符合“绿色化学”的原则；
3.生成了用途不大的氯化钙(CaCl2)，毁占大量耕地，难以处理。
索尔维制碱法的优点
索尔维制碱法的缺点
任务2　分析评价索尔维制碱法
认识角度
认识对象
微粒种类
微粒数量
相互作用
滤液组成
溶质
溶剂
NH4+ 、Cl- 、 Na+ 、 HCO3-
(大量)
(少量)
(大量)
(少量)
Na+ 、 Cl- 、 NH4+ 、CO32-
(少量)
2.分离出NH4Cl，用作肥料
NH4+(aq) + Cl-(aq) NH4Cl(s)
加入NaCl细粉
通入NH3
降低温度（5-10℃）
1.NaCl循环使用
改变条件使平衡右移
(主要)
任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法
通入NH3
合成氨工厂
加NaCl细粉
析出NH4Cl
降温
任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法
任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法
(1)“吸氨”过程
NH3＋H2O NH3·H2O NH4+ ＋ OH－
不断通入的NH3会使平衡右移，c(NH4+)、c(OH－)增大。
(2)“碳酸化”过程
CO2＋H2O H2CO3 H＋ ＋ HCO3－
HCO3－ H＋＋CO32－
因“吸氨”过程中产生的c(OH－)，会使上述平衡右移。
(3)析出NaHCO3的过程
Na+(aq) + HCO3－(aq) NaHCO3(s) ΔH<0
饱和食盐水中，c(Na+)较大，会使平衡右移；不断通入CO2 ，c(HCO3－)增大，
使平衡右移；降低温度，也会使平衡右移，析出NaHCO3固体。
(4)“盐析”过程
NH4+(aq)＋Cl－(aq) NH4Cl(s)
增大c(Cl－) 或c(NH4+) ，使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
(5)“冷析”过程
NH4+(aq)＋Cl－(aq) NH4Cl(s) ΔH<0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。
归纳总结：平衡四项在工业制碱法中的应用
任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法
精炼高考真题·明确高考方向
1.（上海高考）如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是（ ）
A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
精炼高考真题·明确高考方向
2.（2025·安徽高考节选题）侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下：
①配制饱和食盐水；
②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3，加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3，溶解，静置，析出NaHCO3晶体；
③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。
回答下列问题：
(1)步骤①中配制饱和食盐水，下列仪器中需要使用的有 (填名称)。
烧杯、玻璃棒
精炼高考真题·明确高考方向
(2)步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是
_______________ 。
(3)在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是
。
加快NH4HCO3溶解、加快NH4HCO3与NaCl反应
工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高
精炼高考真题·明确高考方向
3.（2021·河北高考节选）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：
回答下列问题：
(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序 (按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 。
aefbcg
将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔
精炼高考真题·明确高考方向
精炼高考真题·明确高考方向
(2)B中使用雾化装置的优点是
。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为
。
使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率
NH3H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
化 学
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