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。
5.某无色溶液中加入足量稀HCl,有气体产生,且该气体能使澄清石灰水变浑浊,则该溶液中一定含有CO。
提示:不是,若某无色溶液中加入足量稀HCl,有气体产生,且该气体能使澄清石灰水变浑浊,该气体可能为二氧化碳或二氧化硫,溶液中可能存在碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子等。
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。
提示:可溶性物质的溶解是存在限度的,当相应离子浓度过大时,可溶性物质也会析出,类似于沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大c(Na+)、c(HCO),使平衡Na++HCONaHCO3(s)右移,产生沉淀。
(4)在索尔维法中有哪些物质可以循环利用?
提示:反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,产生的CO2气体及NH4Cl与石灰乳产生的氨气。
[生成认知]
1.索尔维法(又称氨碱法)的原理
(1)NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl。将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,放出的二氧化碳气体可回收循环使用。
(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
优点
原料(食盐和石灰石)便宜;产品纯碱的纯度高;副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用;制造步骤简单,适合于大规模生产
缺点
①氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率低,没有反应的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
②两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子(Na+)和石灰石成分里的碳酸根离子(CO)结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(Cl-)和石灰石的另一成分钙离子(Ca2+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(CaCl2),因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担
[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:选C 析出NaHCO3后的溶液仍是NaHCO3的饱和溶液,C项错误。
2.索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3,该法又称氨碱法,其主要生产流程如下: