高中化学第一单元走进化学工业课题3纯碱的生产学案新人教版选修2

课题3 纯碱的生产

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知识梳理

1.索尔维法制碱原理

（1）生成碳酸氢钠和氯化铵

（2）制取碳酸钠

2NaHCO3Na2CO3+__________↑+__________↑（可以循环使用）

2NH4Cl+__________CaCl2+2H2O+2__________↑（可以循环使用）

索尔维法优点：

原料易得、产品__________高、__________和__________可循环、步骤__________；

索尔维法缺点：

副产物氯化钙难处理、氯化钠利用率只有70%左右。

2.联合（_________与_________）制碱法

——侯氏制碱法（Hou’s process for soda manufacture）

流程：_________________________________________________________________________。

联合制碱法优点：

原料易得、产品_________高、_________可循环、步骤简单；副产品_________是氮肥、氯化钠利用率大于______________，利用___________废料成本低。

联合制碱法缺点：必须与合成氨工业联合进行，独立性差。

3.碳酸钠与碳酸氢钠性质比较

（1）俗名：Na2CO3：纯碱、苏打（Soda）；NaHCO3：小苏打。

（2）色态：Na2CO3：白色固体；NaHCO3；白色晶体。

（3）溶解度

在水中的溶解度：____________＞___________。

（4）和盐酸反应

①Na2CO3和NaHCO3都能和盐酸反应放出CO2气体。

②__________的反应要比__________的反应剧烈得多。

③Na2CO3和盐酸反应分两步进行：

+H+====；+H+====H2O+CO2↑

（5）热稳定性

①______________受热不分解。

②______________受热易分解。

③热稳定性规律：_____________＞难溶性正盐＞_____________＞碳酸。如：Na2CO3＞CaCO3＞NaHCO3＞H2CO3。

（6）Na2CO3与NaHCO3性质的差异性

①与某些盐（如：CaCO3、BaCO3）的反应：

Na2CO3+BaCl2====BaCO3+2NaCl，而NaHCO3与之不反应。

②与碱的反应：

Na2CO3+ Ca（OH）2====CaCO3↓+ 2NaOH

NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O

2NaHCO3+ Ca（OH）2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

NaHCO3+Ca （OH）2（过量）====CaCO3↓+ NaOH +H2O

③与CO2的反应：

Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3，而NaHCO3与CO2不反应。该反应可用来除去________溶液中溶有的_____________。

（7）Na2CO3与NaHCO3的制取

①NaHCO3的制取方法：饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2后过滤晶体；减压低温蒸发溶液，防止NaHCO3分解。

②Na2CO3的制取方法：

2NaHCO3Na2CO3+ H2O+ CO2↑

NaHCO3+ NaOH====Na2CO3+ H2O

（8）Na2CO3与NaHCO3的水解

是二元弱酸根离子，在溶液中分两步水解：

+H2O+OH-；+H2H2CO3+OH-

（9）Na2CO3与NaHCO3的鉴别

①晶体受热：__________受热产生使澄清石灰水变浑浊的无色无气味气体。无此性质。

②加CaCl2溶液：Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl，而NaHCO3__________无此性质。

③用稀盐酸：__________溶液中加入很稀的盐酸，开始无气体产生；__________溶液中加入稀盐酸即产生气体。

④pH：__________的pH＞__________（同浓度、同温度）。

（10）Na2CO3与NaHCO3的互相转化______________________________________________

知识导学

了解析出碳酸氢钠的原因，主要从三个方面理：a.二氧化碳溶于水形成的碳酸是二元弱酸，其第一级电离产生有碳酸氢根离子；b.加入氨水（弱碱性）可促使碳酸电离出更多的碳酸氢根离子，增大溶液中的碳酸氢根离子浓度，从而形成碳酸氢铵溶液；c.此时加入氯化钠，则由于碳酸氢钠的溶解度比碳酸氢铵更小，所以蒸发溶液结晶析出的是碳酸氢钠。

联合制碱法是分析了索尔维法的优点与缺点后在它的基础上进行改进的更为合理的制碱方法。

它与索尔维法相比具有以下优点：

（1）它使氯化钠的利用率从70%增大到96%以上。

（2）消灭了氯化钙废料，而副产品氯化铵则是一种较好的氮肥。

（3）同时它也继承了二氧化碳循环利用这一优点。

碳酸钠与碳酸氢钠物理性质和化学性质：

首先从组成上认识它们碳酸钠是正盐，碳酸氢钠是酸式盐，它们的性质既有相似的一面，又存在着较大的差异。

物理性质都是白色固态物质，都能溶于水，碳酸氢钠在水中的溶解度较小，受热分解为碳酸钠，这两大性质是工业制碱的性质基础。

化学性质是都能与酸反应。酸式盐具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应，受热分解也是诸多酸式盐都有的性质。