第2章 第1节 研究与实践1 了解纯碱的生产历史(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（人教版2019 单选）

[研究目的] 纯碱是一种重要的化工原料，具有广泛的用途。通过查阅资料，了解纯碱的生产历史，感受化学工业发展过程中技术进步的重要性，以及建设生态文明的意义。 [材料阅读] 1．路布兰制碱法 1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。 (1)制取原理与步骤 ①首先使氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠： 2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl↑。 ②然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠： Na2SO4＋4CNa2S＋4CO↑。 ③最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠： Na2S＋CaCO3===Na2CO3＋CaS。 (2)制取方法评价 路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸做原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。 2．索尔维制碱法 1861年比利时工程师索尔维发明的纯碱制法，是以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。 (1)制取原理与步骤 ①在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，析出碳酸氢钠： NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 ②高温煅烧石灰石，生成的CO2通入饱和NaCl中，CaO制备石灰乳： CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2。 ③氯化铵滤液与石灰乳混合加热： 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反应产生的氨气循环使用。 ④过滤、洗涤、煅烧碳酸氢钠晶体，得到纯碱产品： 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应产生的二氧化碳循环使用。 总反应：CaCO3＋2NaClCaCl2＋Na2CO3 (2)制取方法评价 此法食盐利用率比路布兰制碱法高，产品较纯净，成本低。 缺点：原料中一半成分未能转化为产品。 3．侯氏制碱法 1943年我国化学工业科学家侯德榜发明创建了联合制碱法，即将氨碱法(又称索尔维制碱法)和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳，二氧化碳为合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。 (1)制取原理与流程 ①原理 ②流程 (2)制取方法评价 ①符合“绿色化学的要求”，提高了原料(NaCl)的利用率，不产生无用的CaCl2。 ②利用了大规模联合生产的优越性，利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的Cl－可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥，降低了成本，提高了综合经济效益。 [结果与讨论] 1．根据资料，分析后一种制碱法与前一种制碱法相比所具有的优势是什么？ 提示：氨碱法(索尔维制碱法)相比于路布兰制碱法的优点是原料(食盐和石灰石)便宜；制得产品纯碱的纯度高；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。 侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。 2．从生态文明建设的角度，思考侯氏制碱法的意义。 提示：减少了对环境的污染，有助于环境保护和生态文明建设，原料利用率高，产率高，降低了成本，减少了资源的浪费和能源的消耗。 [迁移应用] 1．下图是侯氏制碱法模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是(　　) A．通入A气体是为了使溶液呈酸性 B．第Ⅱ步得到的悬浊液不属于分散系 C．第Ⅲ步操作中析出晶体，是利用了物质溶解度的差异 D．第Ⅳ步操作得到的物质可用来治疗胃酸过多 解析　气体A为NH3，氨气溶于水溶液呈碱性，能充分吸收CO2，A错误；悬浊液属于分散系，B错误；Ⅳ步得到的是碳酸钠，碳酸钠碱性较强，腐蚀性较强，不可用来治疗胃酸过多，D错误；故选C。 答案　C 2．下图为实验室模拟“侯氏制碱法”的部分流程，下列说法错误的是(　　) (提示：浓氨水滴入生石灰中可制备NH3，且NH3极易溶于水) A．X溶液为饱和碳酸钠溶液 B．装置中使用“多孔球泡”可增大NH3的吸收速率 C．实验时，先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3再通入足量CO2 D．利用锥形瓶中所得物质制备Na2CO3固体，还需经历过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程 解析　浓氨水滴入生石灰中制取NH3；碳酸钙与盐酸反应制取CO2，CO2中混有HCl和H2O(g)，用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl；向饱和NaCl溶液中先通入NH3、后通入CO2充分反应析出NaHCO3(锥形瓶中发生的反应为CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)，NaHCO3受热分解制得Na2CO3；故选A。 答案　A 3．(2025·河北石家庄联考)纯碱在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。化工专家侯德榜发明的“侯氏制碱法”为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。“侯氏制碱法”的反应原理是NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，实验室先用下图装置模拟“侯氏制碱法”制备纯碱，然后再对纯碱样品进行含量测定和分离提纯。 请回答下列问题： (1)在饱和食盐水中应该先由 管通 ，再由 管通 。 (2)将反应后溶液进行 ，得到纯碱样品。 (3)经过分析，纯碱样品中可能含有的杂质为NaCl，如何证明含有NaCl，请写出检验方法： 。 (4)为了测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数，设计如下实验方案：称取6.0 g纯碱样品，加入足量稀盐酸，将产生的气体通入碱石灰中进行吸收，测得碱石灰的质量增加2.4 g，进而计算碳酸钠的质量分数。请问该实验方案是否可行？ (填“可行”或“不可行”)。如果不可行，请写出改进方案： 。 解析　(1)由于NH3在水中的溶解度远大于CO2在水中的溶解度，故通NH3时需要防倒吸，不能伸到液面以下，故应从a管通入，且需要先通入，形成碱性环境，有利于CO2的吸收。 (2)在相同温度条件下，溶解度较小的NaHCO3从水中析出，然后过滤、洗涤、干燥、加热，使NaHCO3受热分解得到纯碱样品。 (3)取少量样品溶于水，加足量稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，若出现白色沉淀，说明含有NaCl。 (4)稀盐酸具有挥发性，故生成的CO2中含有HCl和H2O，这两种杂质也可被碱石灰吸收，故测出的CO2质量偏大，方案不可行。改进方案为把稀盐酸换成稀硫酸，并且将生成的气体先用浓硫酸干燥后再通入碱石灰中。 答案　(1)a　NH3　b　CO2 (2)过滤、洗涤、干燥、加热(灼烧) (3)取少量样品溶于水，加足量稀硝酸酸化，再滴加少量硝酸银溶液，若出现白色沉淀，说明含有NaCl (4)不可行　把稀盐酸换成稀硫酸，并且将生成的气体先用浓硫酸干燥，再通入碱石灰中 4．(2025·江西南昌段考)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，为世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如下图所示(部分物质已略去)。 (1)“侯氏制碱法”誉满全球，其中的“碱”为 (填化学式)，俗称 。 (2)①～③所涉及的操作方法中，包含过滤的是 (填序号)。 (3)该生产过程中，下列说法正确的 (填字母)。 A．CO2可循环使用 B．NH4Cl副产物可用作肥料 C．溶液B中一定不含NH、Cl－ (4)已知NH3极易溶于水，CO2微溶于水，在饱和食盐水中，建议先通入气体 (填名称)。 (5)实验室模拟“侯氏制碱法”，下列操作未涉及的是 (填字母)。 解析　(3)煅烧NaHCO3分解产生Na2CO3、CO2和水，CO2可再通入沉淀池中循环利用，A正确；副产物NH4Cl可用作氮肥，B正确；溶液B中含钠离子、铵根离子、氯离子，C错误。 (4)CO2在水中溶解度较小，先在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入足量CO2。 (5)“侯氏制碱法”涉及碳酸氢钠受热分解，则A不选；不涉及蒸发结晶过程，故B选；涉及过滤获得NaHCO3，则C不选；涉及氨气、CO2、氯化钠的反应，D不选；故选B。 答案　(1)Na2CO3　纯碱或苏打　(2)①③ (3)AB　(4)氨气　(5)B 学科网（北京）股份有限公司 $