第3章 微项目3 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

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)Na2CO3易溶于水，NaHCO3可溶于水，二者发生转化：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；NaHCO3受热分解转化为Na2CO3：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 (2)索尔维制碱法的关键反应为NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。 1．解读索尔维制碱法 (1)实验室模拟索尔维制碱法 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)索尔维法原理分析 索尔维法是以食盐、氨气和二氧化碳为反应物，在溶液中可能产生Na＋、NH、Cl－、HCO、CO等离子。可溶性物质的溶解也是存在限度的，超过限度时会存在沉淀溶解平衡。通过一定方法增大Na＋和HCO的浓度，使NaHCO3从反应体系中析出，饱和食盐水中Na＋达到食盐自身溶解的最大浓度。先向饱和食盐水中通入氨气，可以促进碳酸电离，促进二氧化碳溶解，从而增大HCO浓度。当HCO浓度增大至一定程度时，它与Na＋结合成NaHCO3沉淀析出。 2．体会侯氏制碱法的创新 (1)侯氏制碱法工艺流程 (2)侯氏制碱法利用NH4Cl溶解度随温度变化大的特点，通过降温进行“冷析”，使NH4Cl沉淀析出而脱离体系。生成的NH4Cl可以作为化肥，添加食盐进行“盐析”，可使更多的NH4Cl析出，同时补充母液中的Na＋，有利于NaHCO3的析出。 (3)侯氏制碱法巧妙地设计加入物质的顺序和反应条件，促使多个平衡发生移动，同时实现循环使用母液、补充原料和联产有价值副产物NH4Cl等多个目标，体现了化学平衡思想的创造性应用。 1．碳酸氢钠可溶于水，而索尔维法却能得到碳酸氢钠沉淀，试用化学平衡的原理解释原因。 提示　先在饱和食盐水中通入NH3，形成氨盐水，再通入足量CO2气体，增大溶液中HCO浓度，当HCO增大到一定程度后，与Na＋结合生成NaHCO3沉淀析出，过滤后脱离体系，使NaHCO3沉淀溶解平衡不断向沉淀方向移动。 2．索尔维法的食盐利用率较低的原因是什么？侯氏制碱法是如何提高食盐利用率的？ 提示　索尔维法食盐利用率较低的主要原因是母液没有循环使用；侯氏制碱法循环利用母液，充分利用其中的产品构成组分——Na＋和HCO，提高了食盐利用率。 　我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献，如图是某厂应用“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程图，据图回答： (1)上述流程图中，可循环利用的物质是_______________________________； (2)流程Ⅰ后过滤所得滤液中含有的溶质有_______________________________。 (3)流程Ⅱ先通入氨气，再通入二氧化碳。如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低。这是因为________________________________________________________________________。 (4)用一个化学反应方程式表示出流程Ⅱ中发生的总反应 ________________________________________________________________________。 (5)工业生产纯碱的流程中，“碳酸化”时溶液中析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是________________________________________________________________________。 答案　(1)水和二氧化碳　(2)NaOH、NaCl和Na2CO3 (3)氨气的水溶液呈碱性，更易吸收二氧化碳，且氨气在水中的溶解度远大于二氧化碳在水中的溶解度 (4)NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl (5)在该温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小 学科网（北京）股份有限公司 $$