第3章 微项目3 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-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（鲁科版）

微项目3　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 1．纯碱是重要的基础化工原料，其产量和消费量通常作为衡量一个国家工业发展水平的指标。 2．纯碱的用途 3．纯碱制法 　正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一(　　) (2)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水与饱和纯碱溶液(　　) (3)NaHCO3溶液中加入稀盐酸：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑(　　) (4)可以用BaCl2溶液和盐酸鉴别NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3溶液(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 项目活动1　解读索尔维制碱法 1．关键反应：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。 2．模拟实验 [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。 模拟索尔维法的实验装置 [实验现象] 随着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。 1．NaHCO3可溶于水，为什么能得到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＋＋HCONaHCO3(s)的Q<K，平衡右移，产生沉淀。 2．为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？ 提示：CO2在水中溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量HCO；NH3易溶于水，且能使H2CO3H＋＋HCO平衡右移，使HCO浓度增大。 3．为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？ 提示：开始时2NH3·H2O＋CO2===CO＋2NH＋H2O，随着CO2通入，NH3·H2O消耗完后生成的CO与CO2、H2O反应：CO2＋CO＋H2O===2HCO，当c(HCO)增大至一定程度，产生NaHCO3沉淀。 项目活动2　体会侯氏制碱法的创新 1．侯氏制碱法出现的背景 (1)索尔维法的食盐利用率低，增加生产成本。 (2)我国的纯碱工业陷入困境。 2．侯氏制碱法工艺流程 3．平衡思想在侯氏制碱法中的应用 (1)“吸氨”过程 NH3＋H2ONH3·H2O NH3·H2ONH＋OH－ 不断通入的NH3会使平衡右移，c(NH)、c(OH－)增大，可使HCOH＋＋CO平衡右移，产生溶解度更大的Na2CO3。 (2)“碳酸化”过程 CO2＋H2OH2CO3 H2CO3H＋＋HCO 因“吸氨”过程中c(OH－)增大，平衡右移，产生大量HCO。 (3)“盐析”过程 NH＋Cl－NH4Cl(s) 增大c(Cl－)使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。 (4)“冷析”过程 NH4Cl溶解度随温度升高而增大，NH＋Cl－NH4Cl(s)　ΔH<0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。 [项目成果展示] [素养专练] 1．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：B　CO2在NaCl溶液中的溶解度小，先通入NH3，溶液呈碱性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO，从而析出NaHCO3晶体。 2．联合制碱法中关键的一步是把NH4Cl从几乎饱和的NaHCO3溶液中分离出来，为此根据NaCl和NH4Cl溶解度的差异，向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨细的食盐，可析出不夹带NaHCO3的NH4Cl。NaCl和NH4Cl共同存在时的溶解度曲线如图所示，以下操作正确的是(　　) 选项 通入气体 温度控制 A CO2 30～40 ℃ B CO2 0～10 ℃ C NH3 30～40 ℃ D NH3 0～10 ℃ 解析：D　由图可知，溶液的温度在0～10 ℃的范围内，有利于NH4Cl的析出。向溶液中通入NH3，NH浓度增大，有利于NH4Cl的析出。 3．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱的方法，其生产流程可简要表示如下： (1)上述生产纯碱的方法称为__________，副产品的一种用途为__________。 (2)沉淀池中发生反应的化学方程式是_____________________。 (3)写出上述流程中X物质的分子式为__________。 (4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了______(填上述流程中的编号)的