第2章 专题提升(3) 了解纯碱的生产历史 -【正禾一本通】2025-2026学年高一化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版 单选版）

该高中化学讲义通过梳理路布兰、索尔维、侯氏三种制碱法的发展历程，用对比框架图呈现原料、原理、流程及优缺点，构建“历史演变-原理分析-工艺优化”的知识脉络，突出侯氏制碱法的核心反应和绿色化学思想。 亮点在于“工艺流程与原理结合”的例题设计，如例2结合流程图考查反应方程式及循环物质，引导学生从原料转化角度分析工艺优势，培养科学思维与证据推理能力。练习题设置溶解度曲线分析和纯度计算，分层提升学生物质转化与定量分析能力，教师可据此实施精准复习教学，强化科学态度与责任素养。

专题提升 (三)了解纯碱的生产历史 【学习目标】 1.了解碳酸钠与碳酸氢钠在生产、生活中的应用及其与性质的关系。2.知道侯氏制碱法的原料及反应原理。3.了解化学对社会发展的重大贡献，培养社会责任感及爱国情操。 一、路布兰制碱法——首次实现了碳酸钠的工业生产 (1)原料：食盐、焦炭和石灰石等 (2) (3)生产流程 (4)生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需要硫酸作原料，易腐蚀设备。产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵。 二、索尔维制碱法(氨碱法)——实现了连续性生产 (1)原料：食盐、石灰石等 (2) (3)生产流程 (4)索尔维制碱法具有原料(食盐、石灰石)易获取，价格便宜，产品纯度较高，二氧化碳和氨气可循环使用，生产过程简单，实现了连续性生产等特点；但从绿色化学角度看，大量副产品 CaCl2用途不大，NaCl利用率低。 三、侯氏(联合)制碱法——减少了对环境的污染 (1)原料：氨、氯化钠、二氧化碳等 (2) (3)生产流程 (4)优点：①提高了食盐的转化率；②缩短了生产流程；③减少了对环境的污染等。 【归纳总结】 侯氏制碱法常用下列反应表示： (1)NH3＋NaCl＋H2O＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓(向饱和氨盐水中通入足量CO2，NaHCO3的溶解度较小，结晶析出) (2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O(NaHCO3的热稳定性差，受热易分解)。 (3)向母液1中加入食盐、通入氨气，经降温结晶、过滤得到副产品NH4Cl，可用作化肥；煅烧工序所得CO2可返回碳酸化工序循环使用，母液2可返回氨化工序循环使用，提高了食盐的转化率，减少了对环境的污染。 【例1】 现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱，部分工艺流程如下： 下列说法不正确的是(　　 ) A．反应Ⅰ原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl B．进一步制取Na2CO3的操作是：将反应Ⅰ生成的沉淀经过过滤、洗涤、蒸发皿中煅烧 C．向饱和NaCl溶液中先通入足量的NH3，再通入足量的CO2 D．反应Ⅱ中产生的CO2可以重复使用 解析：选B。将反应Ⅰ生成的碳酸氢钠晶体经过过滤、洗涤、煅烧得到碳酸钠，但煅烧碳酸氢钠固体不能在蒸发皿中，应在坩埚中进行，故B错误。 【例2】 (2025·淄博四中高一上阶段检测)我国爱国实业家侯德榜先生发明了将制碱和制氨结合起来的侯氏制碱法，大大提高了原料的利用率，其工艺流程如图所示： (1)工业上，利用氮气和氢气在催化剂、400～500 ℃、20 MPa的条件下合成氨气，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)工艺中所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Ca2+、Mg2+和SO，应依次加入试剂：________、________和______，过滤后调节溶液的 pH。 (3)“碳酸化”过程中发生反应的化学方程式为__________________________________。“氨化”与“碳酸化”的先后顺序不能颠倒，其原因是_______________________________。 (4)“煅烧”过程中发生反应的化学方程式为_____________________________________。 (5)母液2可返回___________工序循环使用，除此之外，本流程中还可循环使用的物质为__________(填写化学式)。 (6)“过滤2”所得副产品的化学式为______，其用途之一是________________________________________________________________________。 答案：(1)N2＋3H22NH3(或注明反应具体条件) (2)BaCl2　NaOH　Na2CO3(或NaOH　BaCl2　Na2CO3或BaCl2　Na2CO3　NaOH) (3)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl 氨化后溶液呈碱性，有利于吸收二氧化碳得到更大浓度的HCO，有利于NaHCO3析出 (4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O (5)氨化　CO2 (6)NH4Cl　用作氮肥(合理即可) 【例3】 (2025·广西南宁高一下开学考)碳酸钠是一种重要的无机化工原料，主要用于玻璃制品和陶瓷釉的生产，还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。工业制碱法大致经历了如图所示的三个阶段。 Ⅰ.路布兰是开创化学工业的先驱者，路布兰制碱法是化工史上的一个里程碑。路布兰制碱法的反应原理如下： ①2NaCl＋H2SO4(浓)2HCl↑＋Na2SO4 ②Na2SO4＋4CNa2S＋4CO↑ ③Na2S＋CaCO3Na2CO3＋CaS (1)上述反应属于氧化还原反应的是_______(填序号)，该反应的还原产物为_______(填化学式)。 (2)路布兰制碱法的缺点有__________________________________________________________________________(写出一点即可)。 Ⅱ.1861年，比利时人欧内斯特·索尔维发明了以食盐、石灰石、氨气为原料制取碳酸钠的索尔维制碱法(又称氨碱法)，其工业生产的简单流程如图所示。 (3)上述流程涉及的物质中，属于酸性氧化物的是__________(填化学式)。 (4)往饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。 Ⅲ.1943年我国著名科学家侯德榜先生克服困难，把合成氨工业和氨碱法制碱工业结合起来，发明了联合制碱法，也被人们称为“侯氏制碱法”，该方法大大提高了原料的利用率，其流程如图所示。 (5)已知：氨气极易溶于水，该工艺中若先通入CO2后通入NH3，可能造成的后果是____________________________________。 (6)提取的NH4Cl产品中含有少量Fe2+，将NH4Cl产品溶解，加入适量的稀盐酸和H2O2充分反应，煮沸、过滤、浓缩结晶，即可得到纯净的NH4Cl固体。加入稀盐酸和H2O2时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 答案：(1)②　 Na2S (2)需要硫酸作为原料，导致设备腐蚀严重(或原料没有充分利用或副产品多或产生CO污染环境等) (3)CO2 (4)2Na＋＋CO＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓ (5)得不到大量碳酸氢钠晶体 (6)2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O 解析：在Ⅱ中有石灰石高温分解得CO2，通入氨盐水中生成NaHCO3过饱和溶液，析出NaHCO3晶体，NaHCO3受热分解得到产品Na2CO3和可循环利用的CO2。母液中的NH4Cl与Ca(OH)2悬浊液反应生成循环利用的NH3。在Ⅲ中有饱和食盐水中通入足量NH3，形成饱和氨盐水，再通入CO2得到NaHCO3晶体和NH4Cl、NaCl的混合溶液，煅烧NaHCO3转化为Na2CO3。 1．(2025·山东淄博高一上期末)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献，联合制碱法主要过程和部分物质的溶解度曲线如图所示。 回答下列问题： (1)生产过程涉及的部分物质①CO2、②NH3、③Na2CO3、④饱和食盐水中，属于电解质的是______(填序号，下同)，能导电的是________。 (2)物质X的化学式为______；循环______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)使原料NaCl的利用率从70%提高到90%以上。为测定煅烧后固体中的Na2CO3含量，将煅烧后固体充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重m g，则固体中NaHCO3的质量为________g。 (3)向母液中加入NaCl可促进副产品NH4Cl的生成，根据NaCl和NH4Cl的溶解度曲线，为使NH4Cl充分析出，需控制的适宜温度为______(填字母)。 A．0～10 ℃ B．30～50 ℃ C．50～70 ℃ D．90～100 ℃ (4)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，错误的是______(填字母)。 A．可利用 NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3 B．“联合制碱法”是利用NaHCO3与其他物质的溶解度差异 C．利用二者的热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3 D．相同条件下，等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应，Na2CO3产生的CO2多 答案：(1)③　④　(2)CO2　Ⅰ　6m　(3)A　(4)D 2．(2025·四川泸州高一上期末)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立，是“索尔维制碱法”的改进，大大提高了原料的利用率，至今仍为全世界广泛采用。 (1)起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业发展的需要，纯碱的化学式为________________________________________________。纯碱的焰色试验呈__________色。 (2)为了增大“沉淀池”中HCO的浓度，利于析出更多的NaHCO3，食盐水中应先通入__________(填“NH3”或“CO2”)，沉淀池中发生反应的化学方程式为____________________________________，沉淀池提取沉淀的操作是__________。 答案：(1)Na2CO3　黄 (2)NH3　NH3＋NaCl＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl　过滤 3．(2025·吉林高一上期末)“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献，某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程如下： (1)向母液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程，从而析出NH4Cl固体。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，系列操作Ⅳ包括：通入NH3、加入NaCl固体，______________、__________、过滤、洗涤、干燥从而得到NH4Cl晶体。 (2)流程中可循环使用的物质有______(填化学式)。 (3)若制备的纯碱样品中所含杂质仅有碳酸氢钠，称取42.0 g样品，加热到质量不再改变，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2固体，固体增重0.560 g，则该纯碱样品的纯度为________。 答案：(1)蒸发浓缩　冷却结晶　(2)CO2和NaCl　(3)92% 学科网（北京）股份有限公司 $