第10讲 纯碱的制备与原理分析(高考水平层级)（课件PPT）-【名师导航】2025年高考化学一轮微考点分层突破（通用版）

第10讲　纯碱的制备与原理分析 第二部分 元素及其化合物 第三章 金属及其化合物 1.工业制碱的原料是什么？ 2.如何从溶液中析出NaHCO3晶体？ 3.向饱和食盐水中通入足量CO2，会析出NaHCO3晶体吗？为什么？ 4.向饱和食盐水中通入足量NH3后，溶液中存在的平衡有哪些？再通入足量CO2后，又会增加哪些平衡？ 5.以上平衡之间是否存在相互作用？最后形成的溶液中，存在的主要微粒有哪些？ 物质 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl Na2CO3 (NH4)2CO3 溶解度/g(20℃) 35.9 21.7 9.6 37.2 21.5 100 索尔维制碱法的流程 任务1　探究制碱工业中存在的平衡 认识角度 认识对象 存在的平衡及相互作用 物质组成 溶质 溶剂 溶液 NaCl =Na++Cl- CO2 +H2O ⇌ H2CO3 ⇌ HCO3- +H+ NH3 +H2O ⇌NH3 ·H2O ⇌ NH4++OH- HCO3- ⇌ CO32- +H+ 3 微粒种类 微粒数量 + H2O 正向移动 有何现象？ Na+、Cl- 、 NH4+ 、 HCO3- 、 H2O NaCl NH3 CO2 H2O H2O ⇌H++OH- 主要 主要 微量 微量 任务1　探究制碱工业中存在的平衡 锥形瓶中装有CaCO3粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水,并滴有1-2滴酚酞溶液。用冷水浴降低试管内的温度。试管口放一团蘸水的棉花。打开分液漏斗，观察CO2通入氨盐水的实验现象。 请用所提供的仪器和试剂，完成实验验证 任务1　探究制碱工业中存在的平衡 开始 10分钟 30分钟 50分钟 为什么氨盐水褪色后才开始产生白色沉淀？ 实验结果展示 任务1　探究制碱工业中存在的平衡 认识角度 认识对象 相互作用 物质组成 溶质 溶剂 溶液 NaCl NH3 CO2 H2O NaCl =Na++Cl- CO2 +H2O ⇌ H2CO3 ⇌ HCO3- +H+ NH3 +H2O ⇌NH3 ·H2O ⇌ NH4++OH- HCO3- ⇌ CO32- +H+ 微粒种类 微粒数量 Cl- 、 Na+、 HCO3- 、NH4+ 、 H2O + H2O (NH4)2CO3 HCO3- 足量CO2 NaHCO3↓ 加酚酞变红 红色变浅至消失 还未生成沉淀 析出白色沉淀 20℃时，100g水中最多可溶解35.9g NaCl ，若完全转化为NaHCO3，其质量约为51.5g，而该温度下NaHCO3溶解度为9.6g，则此时将会有41.9g NaHCO3析出。 任务1　探究制碱工业中存在的平衡 宏观现象 微粒数量 微粒种类 相互作用 物质组成 溶质 溶剂 NaCl =Na++Cl- CO2 +H2O⇌H2CO3 ⇌ HCO3- +H+ NH3 +H2O⇌NH3 ·H2O ⇌ NH4++OH- NH4+ 、Na+、HCO3- 、Cl- NaCl NH3 CO2 H2O 7 Na+(aq)+ HCO3- (aq) ⇌NaHCO3(s) 从平衡角度分析，如何增加NaHCO3晶体的析出量？ 改变条件平衡右移 NaHCO3晶体析出 NaHCO3晶体析出 增大c(Na+) 饱和NaCl 先通NH3，再通CO2 降低温度 增大c(HCO3-) 调控温度 认识角度 认识对象 NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl 任务1　探究制碱工业中存在的平衡 8 你能否对索尔维制碱法作出客观评价？ 索尔维制碱法工艺流程 任务1　探究制碱工业中存在的平衡 1.原料(食盐和石灰石)便宜； 2.副产品NH3和CO2都可以循环使用； 3.制造步骤简单，适合于大规模生产； 4.产品纯度高。 1.能量损耗高； 2.原料利用率低，不符合“绿色化学”的原则； 3.生成了用途不大的氯化钙(CaCl2)，毁占大量耕地，难以处理。 索尔维制碱法的优点 索尔维制碱法的缺点 任务2　分析评价索尔维制碱法 认识角度 认识对象 微粒种类 微粒数量 相互作用 滤液组成 溶质 溶剂 NH4+ 、Cl- 、 Na+ 、 HCO3- (大量) (少量) (大量) (少量) Na+ 、 Cl- 、 NH4+ 、CO32- (少量) 2.分离出NH4Cl，用作肥料 NH4+(aq) + Cl-(aq) ⇌NH4Cl(s) 加入NaCl细粉 通入NH3 降低温度（5-10℃） 1.NaCl循环使用 改变条件使平衡右移 (主要) 10 任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法 11 通入NH3 合成氨工厂 加NaCl细粉 析出NH4Cl 降温 任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法 12 任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法 (1)“吸氨”过程 NH3＋H2O ⇌ NH3·H2O ⇌ NH4+ ＋ OH－ 不断通入的NH3会使平衡右移，c(NH4+)、c(OH－)增大。 (2)“碳酸化”过程 CO2＋H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H＋ ＋ HCO3－ HCO3－ ⇌ H＋＋CO32－ 因“吸氨”过程中产生的c(OH－)，会使上述平衡右移。 (3)析出NaHCO3的过程 Na+(aq) + HCO3－(aq)⇌ NaHCO3(s) ΔH<0 饱和食盐水中，c(Na+)较大，会使平衡右移；不断通入CO2 ，c(HCO3－)增大， 使平衡右移；降低温度，也会使平衡右移，析出NaHCO3固体。 (4)“盐析”过程 NH4+(aq)＋Cl－(aq) ⇌ NH4Cl(s) 增大c(Cl－) 或c(NH4+) ，使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。 (5)“冷析”过程 NH4+(aq)＋Cl－(aq) ⇌ NH4Cl(s) ΔH<0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。 归纳总结：平衡四项在工业制碱法中的应用 任务3　改进创新索尔维制碱法——侯氏制碱法 1.工业上常用氨碱法制取碳酸钠（将氨气和二氧化碳分别先后通入饱和食盐水中而析出小苏打，再经过滤、焙烧得纯碱），却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（ ） A A.KHCO3溶解度较大 B.KHCO3溶解度较小 C.K2CO3溶解度较大 D.K2CO3溶解度较小 当堂检测 2. 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　　　　　　，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，主要是设计了循环 　　　　　　(填上述流程中的编号)过程，从沉淀池中得到沉淀的操作是 　　　　　　　　　。 (5)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品,通氨气的作用有　　　　。 a.增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出 b.使NaHCO3更多地析出 c.使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度 答案: (1) 侯氏制碱法(或联合制碱法)　作为农作物的氮肥 (2) NH3+CO2+H2O+NaCl = NaHCO3↓+NH4Cl (3) CO2　 (4) Ⅰ　过滤 (5) ac  当堂检测 $$