实验室制备日用化学品

例1
可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是
( ) A．反应液使红色石蕊试纸变蓝色 B．反应液使蓝色石蕊试纸变红色 C．反应后静置，反应液分为两层 D．反应后静置，反应液不分层
【解析】 由于油脂在发生皂化反应时，向油脂 中加入了 NaOH溶液，反应液始终呈碱性，所以A 不能说明油脂是否水解完全；B是错误的；反应完 全后，生成物为高级脂肪酸钠、甘油、水的混合 物，三者互溶为一体，不分层，故D正确。 【答案】 D
(4)在改进装置后，该同学进行了实验，实验所用的 饱和NaCl溶液中含溶质58.5 g，实验最后得到无水 碳酸钠26.0 g，则其产率为________；该同学针对 其实验结果，认真分析了造成损失的原因，发现其 操作步骤并没有错误，则主要原因是 _____________________________ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ_。 (5)在“侯氏制碱法”工业生产中，原料的利用率高， 大大降低了成本。请问本实验中哪些物质可重复利 用？______________。
【思路点拨】 解答本题应注意以下两点： ①侯氏制碱法的反应原理； ②装置的连接和实验基本操作。 【解析】 本题借助侯氏制碱法，考查化学实验的 一些基础知识与基本技能：药品的选用、操作过程 分析、实验装置评价等。 由于CO2在水中溶解度小，所以实验中先制得 NH3( 左边装置)通入饱和食盐水，右侧再制得CO2通入被 氨和食盐饱和的水溶液中，可得碳酸氢钠晶体，析 出的碳酸氢钠晶体加热分解可得到纯碱。
2－ 纯碱(Na2CO3)溶液因水解呈碱性： CO3
自主体验 1．利用厨房用过的废食用油，加入强碱共煮后可 制得下列物质中的( A．蜡烛 C．肥皂 ) B．机油 D．面霜
解析：选C。油脂的碱性水解反应叫做皂化反应， 可以用于制造肥皂。
2 ．关于肥皂与合成洗涤剂的比较，下列说法正确 的是(双选)( ) A．肥皂可以在硬水中使用，而合成洗涤剂不行 B．合成洗涤剂去污能力比肥皂强，适合洗衣机使 用 C．制造合成洗涤剂的原料便宜 D．制造肥皂的原料便宜
3 ． 在 制 小 苏 打 (NaCl ＋ CO2 ＋ NH3 ＋ H2O===NaHCO3↓＋ NH4Cl) 的操作中，应在饱和 食盐水中( ) A．先通入CO2，达到饱和后再通入NH3 B．先通入NH3，达到饱和后再通入CO2 C．CO2和NH3同时通入 D．以上三种方法都行 解析：选 B 。 CO2 在 NaCl 溶液中溶解度小，先通 NH3 后溶液呈碱性，能溶解大量的 CO2 ，生成大量 的HCO，从而析出大量的NaHCO3晶体。
【误区警示】 油脂是不溶于水的，反应前油脂 和 NaOH 溶液是分层的，反应完成后，生成的高 级脂肪酸钠、甘油和水形成了混合物。加入食盐 盐析后，才分层。
变式训练 1 (2011年泰安高二检测 )油脂完全皂化后 得到甘油和高级脂肪酸钠的混合溶液，若要使高级 脂肪酸钠和甘油分离，可以采用的方法是( ) A．渗析 B．分液 C．蒸馏 D．盐析 解析：选 D 。向混合溶液中加入食盐粒，搅拌、静 置,高级脂肪酸钠就会从混合物中以固体形式析出， 浮在液面。
课题1 实验室制备日用化学品
课 题 1 实 验 室 制 备 日 用 化 学 品
学习目标
课前自主学案
课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练
学习目标 1.了解肥皂的制备原理及实验操作。 2.熟悉纯碱的制备方案和实验实施过程。 3.了解肥皂、纯碱等去污原理。
课前自主学案
一、肥皂的制备 肥皂制备的活动原理 肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠，可由动物脂肪或 植物油与 NaOH溶液发生皂化反应制取。反应的化 学方程式为：
变式训练 2 阅读下列短文：我国化工专家侯德 榜先生发明的“侯氏制碱法”的基本原理是：在 浓氨水中通入足量的二氧化碳生成一种盐，然后 在此盐溶液中加入细的食盐粉末，由于碳酸氢钠 在该状态下溶解度很小，呈晶体析出。同时由于 大部分酸式碳酸盐不稳定，加热后容易转变为正 盐、水和二氧化碳，所以将析出的碳酸氢钠加热 分解即可制得纯碱。 根据以上叙述，简要地回答下列问题。
有关纯碱的制备的探究思考 1．在实验室中，你将如何获得二氧化碳？请确定所 需要的试剂和仪器。 答 ： 获 得 二 氧 化 碳 ： 利 用 化 学 反 应 ： CaCO3 ＋ 2HCl===CaCl2 ＋ CO2↑＋ H2O 。所需试剂为：大理 石、稀盐酸；所需仪器为启普发生器或其简易装置。
2．在制得的二氧化碳中可能含有哪些杂质？应该 怎样除去？ 答：制得的二氧化碳中混有氯化氢气体；使气体 通过水或饱和NaHCO3溶液，除去氯化氢。 3．在实验过程中是否需要对尾气进行吸收？如需 要，请你选择合适的试剂并设计尾气吸收装置。 答：需要对尾气进行吸收，因为逸出的氨气具有 刺激性气味。用稀硫酸吸收尾气，为防止氨气因 溶解而倒吸，吸收装置需使用倒扣的漏斗。
4．在加热碳酸氢钠制备碳酸钠时，你将如何判 断分解反应是否进行完全？ 答：将加热碳酸氢钠装置中的出气导管置于石 灰水中，导管口不再产生气泡，则证明分解反 应进行完全。
5．在制备碳酸氢钠时，有的同学提供了下列三种实 验方案，你认为哪种方案最好？说明理由。 方案1：分别将二氧化碳和氨气通入饱和食盐水中； 方案2：将二氧化碳通入含氨的NaCl饱和溶液中； 方案3：将氨气通入含二氧化碳的NaCl饱和溶液中。
自主学习
高级脂肪酸钠 、 _______ 甘油 反应完成后，生成的 _______________ 和水形成了混合物。为了将高级脂肪酸钠从混合 物中分离出来 ，需要向其中加入饱和 食盐水(或食盐细粒) 以降低高级脂肪酸钠的溶 ____________________ 解度，使其从混合物中析出，浮到液面上。这个 盐析 。 过程叫做_______ 填充剂 ( 如 最后，将分离出的高级脂肪酸钠与 _________ 成型 、 _______ 干燥 ，便 松香、硅酸钠等)混合，再_______ 可制得肥皂成品。
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2．制备步骤 (1)配制含氨的饱和食盐水 氨水 ( 体积比为 在 100 mL 的锥形瓶中加入 20 mL______ 食盐 塞紧橡胶塞，振荡几分钟， 1∶1)，再加入8 g ______, 过滤除去不溶物，得到含氨的饱和食盐水。 (2)制备碳酸氢钠 按下图组装实验装置，先检查装置的________ 气密性 ，再向 各仪器中加入相应试剂，打开启普发生器的活塞，开 始制备碳酸氢钠。实验过程中，要注意控制水浴温度 (30～ 35 ℃) 和二氧化碳的通入速度 (以出现能数得清 的连续气泡为宜)。
思考感悟 1．简述肥皂去污原理。 【提示】 在洗涤过程中，污垢中的油脂与肥皂 接触后，高级脂肪酸根离子的烃基插入油污内， 而易溶于水的羧基部分伸在油污外面插入水中， 这样油污就被包围起来，再经摩擦、振动，大的 油污便分散成小油珠，最后脱离纤维织品分散到 水中形成乳浊液，从而达到洗涤的目的。
二、纯碱的制备 1．纯碱的制备活动原理 纯碱 、 ______ 苏打 ，是一种常用的日用 (1)碳酸钠俗称______ 化学品。碳酸钠易溶于水，水溶液呈碱性。在日常 生活中常用它去掉做面食时发酵产生的酸味，也可 用它洗涤餐具及沾有油污的衣物等。此外，碳酸钠 还是重要的化工原料，用于玻璃、造纸、纺织、石 油精炼等工业生产。 (2)工业上将二氧化碳和氨气通入饱和食盐水中制得 碳酸氢钠 ，再煅烧 ___________ 碳酸氢钠 使其转化为碳酸 ___________ 钠。反应的化学方程式为：
5．如何鉴别矿物油和植物油？ 答：(1)在两支试管中分别取两种液体少许，然后向 这两支试管中分别滴加少许溴水，能使溴水退色的 是植物油；不能使溴水退色，且分层的是矿物油。 (2) 在两支试管中分别取两种液体少许，然后加入 NaOH溶液，共热，如逐渐溶解且不分层的是植物 油；如仍分为两层的是矿物油。
答：方案 2 最好。因为得到碳酸氢钠是靠其在溶液 － 中达到饱和后而析出， 因而溶液中的 HCO3 浓度越 大越好。 若先在饱和食盐水中通入二氧化碳， 其在 水中的最大溶解度为 1∶1，溶解度较小，再通氨 气， 反应吸收的也少； 若先在饱和食盐水中通入氨 气，其在水中的最大溶解度为 1∶700，氨气溶解 得多了， 反应吸收的二氧化碳自然比前者多， 溶液 中的 HCO－ 方案 1 未说明两种气体的通 3 浓度越大。 入顺序。
NH3＋ CO2＋ H2O===NH4HCO3 NH4HCO3＋ NaCl===NaHCO3↓＋ NH4Cl 2NaHCO3=====Na2CO3＋ CO2↑＋ H2O↑ 在碳酸氢铵与氯化钠反应生成碳酸氢钠时，溶液中 同时存在碳酸氢铵、氯化钠、碳酸氢钠和氯化铵四 碳酸氢钠 首先结晶析出。 种物质， __________
【答案】 (1)氯化铵和熟石灰 稀盐酸 (2)NH3 CO2 CO2 在水中溶解度小，先通 NH3 至饱和，有利于NaHCO3析出 (3)B、C之间缺少止水夹；B装置应与大气相通， 不能为密闭装置；通 NH3 的导管不应伸入液面以 下(任填两种即可) (4)49.0% NaHCO3 在水中有较大的溶解度，未 能全部沉淀出来 (5)CO2、NaCl
反应结束后，把锥形瓶浸在 _______ 冷水 中，使较多的 碳酸氢钠晶体析出，过滤，洗涤。
(3)制备碳酸钠 蒸发皿 中，加热至没 将制得的碳酸氢钠转移至 ________ 有水蒸气逸出为止。 (4)称量产品质量。
思考感悟 2．纯碱去污(油脂)的反应原理如何？
【提示】 － － ＋H2O HCO3 ＋OH 。碱性条件下，油脂发生 水解反应，生成可溶于水的高级脂肪酸钠盐，这样 油污才会除去，而且热的纯碱溶液去污效果更好， 2－ 因为温度升高促进 Na2CO3 溶液中 CO3 的水解， － OH 浓度增大，油脂水解程度更大。
3 ．在制备肥皂的实验步骤 1 中，加入饱和 NaCl 溶 液的作用是什么？ 答：加入饱和 NaCl 溶液的作用，使高级脂肪酸钠 ( 肥皂 ) 发生凝聚而从混合液中析出，并浮在表面， 而皂化反应的另一副产物甘油、未作用的碱和酒精 能在NaCl溶液中溶解，得到质地较好的肥皂。
4．如何检验皂化是否完全？ 答：可以用玻璃棒蘸取几滴样品放在试管中，加 入 4 ～ 5 mL水，将试管浸在热水中或在火焰上加 热，并不断振荡。若混合物完全溶解，无油滴出 现，表示皂化完全，否则说明皂化不完全。
课堂互动讲练
有关肥皂的制备的探究思考 1．在制备肥皂的实验中为什么要加入乙醇？ 答：在制备肥皂时加入乙醇，是因为酒精既能溶 解碱，又能溶解油脂，是油脂和NaOH的共同溶 剂，能使反应物融为均一的液体，使皂化反应在 均匀的系统中进行并且速率加快。
2．在制备肥皂的实验步骤1中，加入NaOH溶液的 作用是什么？ 答：油脂在适量碱溶液中水解即生成高级脂肪酸钠 (肥皂)和甘油。加入NaOH溶液的作用，就是使油 脂在碱性条件下水解，以制取肥皂。
解 析 ： 选 BC 。 肥 皂 的 有 效 成 分 为 硬 脂 酸 钠 ， 而 C17H35COO － 能与硬水中的 Ca2 ＋ 、 Mg2 ＋ 结合形成 沉淀，而使 C17H35COO － 失去除污能力，降低了洗 涤效果；合成洗涤剂为十二烷基苯磺酸钠，其中所 含的表面活性剂拥有更强的亲水和亲油基团，去污 能力更强；合成洗涤剂的原料主要是石油化工的副 产品，比较便宜，而肥皂的原料为油脂，成本相对 高一些。
6 ．如何分离出碳酸氢钠母液中含有的氯化铵和 食盐？ 答：可以向其中再加些食盐，然后升温蒸发水， 再降温，利用氯化铵的溶解度随温度变化较大的 特性，同时并用结晶和盐析两种方法，达到析出 氯化铵而氯化钠留在溶液中的目的,使两者分离。
例2 某课外兴趣小组同学，按照“侯氏制碱法”
原理，设计了如下一套实验装置：
实验室可供选用的药品有：浓氨水、纯碱、大理石 、稀盐酸、稀硫酸、熟石灰、氯化铵、氯化钠。 (1)A 、 D 中 最 合 适 的 试 剂 ( 填 名 称 ) 为 ： A____________；D__________。 (2) 本实验具体操作过程中，应先通 ________ 气体， 再通________气体，原因是___________________。 (3)指出该装置中的错误(至少两处) ________________________________________。