内容正文:
(一)主干知识·系统整合
一、水与水溶液
二、弱电解质的电离
三、盐类的水解
四、沉淀溶解平衡
五、离子反应
1.Kw仅适用于纯水吗?在酸碱盐溶液中水电离的c平(H+)水、c平(OH-)水还相等吗?
提示:Kw不仅适用于纯水,还适用于酸、碱及盐的稀溶液,且由水电离的c平(H+)水=c平(OH-)水。
2.相同温度下,Ka(HF)>Ka(CH3COOH),那么等浓度的氢氟酸和醋酸哪个酸性更强?
提示:由于Ka(HF)>Ka(CH3COOH),相同条件下,酸性:HF>CH3COOH。
3.所有的盐都水解吗?盐类水解后溶液都呈现出酸性或碱性吗?
提示:并不是所有的盐类都水解,盐类水解后可能导致溶液呈现一定的酸碱性,也有可能水解后溶液仍然呈中性,如醋酸铵。
4.阴阳离子个数不相同的微粒如何比较物质的溶解度大小?
提示:不同类型的难溶电解质无法用Ksp直接比较溶解度大小,但是可以通过计算溶液中的离子浓度比较溶解度大小。
6.滴定管在使用之前先用待装液润洗,锥形瓶也是吗?若锥形瓶润洗了,对最终结果有影响吗?
提示:锥形瓶不能润洗,若润洗了会导致所装液体的浓度偏高。
(二)课题探究·提升素养
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
项目活动(一) 解读索尔维制碱法
[探究活动]
模拟索尔维制碱法的实验
1.实验步骤
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。
3.实验思考
(1)模拟索尔维制碱法的实验中制取二氧化碳用的是稀硫酸,为什么不用稀盐酸?
提示:若用稀盐酸,制得的二氧化碳中混有氯化氢气体,会消耗氨气。
(2)模拟索尔维制碱法的实验中为什么用冰水浴降低液体的温度?
提示:碳酸氢钠的溶解度随温度降低而变小,降低温度有利于碳酸氢钠的析出。
(3)NaHCO3可溶于水,为什么在氨盐水中通入二氧化碳能得到NaHCO3沉淀?试用化学平衡的原理解释原因。
(4)在索尔维法中有哪些物质可以循环利用?
(2)含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。CaO+H2O===Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O。
2.索尔维法的优、缺点
[跟踪训练]
1.“NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl”是“索尔维制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是 ( )
A.该条件下NaHCO3的溶解度较小
B.NaHCO3不是纯碱
C.析出固体后的溶液为NaHCO3的不饱和溶液
D.从该反应可以获得氮肥
解析:析出NaHCO3后的溶液仍是NaHCO3的饱和溶液,C项错误。
答案:C
3.“索尔维制碱法”工艺流程如图所示,请回答下列问题:
(1)合成氨工业生产中所用的αFe催化剂的主要成分是FeO和Fe2O3,若某αFe催化剂中FeO和Fe2O3的物质的量相等,则其中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为________。
(2)向饱和NaCl溶液中先通入NH3,效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为___________________________________________。
(3)索尔维制碱法除了得到纯碱外,还会产生一种废渣________。侯氏制碱法在此工业上改进,不再使用CaCO3 制备CO2,而是在制备NH3的过程中制得CO2,则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了________,此物质在农业上的用途是作___________________________________________________________________。
解析:(1)某αFe催化剂中FeO和Fe2O3的物质的量相等,则其中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2。(2)为了增大二氧化碳的溶解性,所以向饱和NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,效果更好,发生反应的方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。(3)根据索尔维制碱法的流程使用CaCO3制备CO2,最后用氢氧化钙与氯化铵反应生成氨气循环,同时生成氯化钙废渣;而侯氏制碱法不再使用CaCO3制备CO2,在得到纯碱的同时还制得了NH4Cl,该物质在农业上的用途是可以作氮肥。
答案:(1)1∶2 (2)NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl (3)CaCl2 NH4Cl 氮肥
项目活动(二) 体会侯氏制碱法的