内容正文:
专题一:侯氏制碱史韵・盐韵工业探微
—— 盐的性质与工业应用
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侯氏制碱法的创始人—— 侯德榜先生
侯氏制碱法的创始人—— 侯德榜先生
1.侯氏制碱法所制的“碱”指什么物质?它在生活和工业中为何如此重要?
2.面对西方技术封锁,侯德榜先生的研发历程体现了怎样的科学精神?
任务一:史知融合,梳理盐的核心性质
1.对比碳酸钠(Na2CO₃)与碳酸氢钠(NaHCO₃)的化学性质,完成下表,规范书写典型反应方程式。
物质 与酸反应 与碱反应 与盐反应 热稳定性
Na2CO₃
NaHCO₃
活动一:核心性质梳理
任务一:史知融合,梳理盐的核心性质
2023 年贵州中考改编题:
下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法错误的是( )
A. 均能与稀盐酸反应产生二氧化碳
B. 碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠强
C. 碳酸钠能与氯化钙溶液反应产生白色沉淀
D. 均属于碱类物质”
活动二:学后测评
任务二:实验还原,突破分离提纯难点
实验器材:
烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、试管、饱和 NaCl 溶液、浓氨水、CO₂气体(或大理石与稀盐酸制气装置)
实验步骤:
① 向饱和 NaCl 溶液中滴加浓氨水,振荡至溶解。
② 通入 CO₂气体,观察白色沉淀(NaHCO₃)生成。
③ 过滤沉淀,简述过滤操作 “一贴二低三靠” 要点。
④ 加热沉淀,观察分解现象,验证其热不稳定性。
活动一:实验探究——模拟侯氏制碱法中碳酸氢钠结晶析出与分离
任务二:实验还原,突破分离提纯难点
活动二:问题导学
为何碳酸氢钠会结晶析出?工业生产中如何利用结晶、过滤实现产物分离?
任务二:实验还原,突破分离提纯难点
活动三:方法提炼
类别 原理 适用范围 主要操作 实例 易错点
过滤 依据物质溶解性差异,分离不溶性固体与液体(或可溶性 + 不溶性固体混合物) 1. 不溶性固体 + 液体;2. 可溶性固体 + 不溶性固体混合物(需先溶解) 1. 仪器:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸;2. 操作口诀:一贴二低三靠;3. 玻璃棒作用:引流 1.粗盐除泥沙;
2.泥水分离;
3.除去 CaCO₃中的 NaCl。 1. 滤纸破损导致滤液浑浊;2. 液面高于滤纸边缘;3. 玻璃棒未靠三层滤纸(戳破滤纸);4. 漏斗尖嘴未靠烧杯内壁(液滴飞溅)
蒸发
结晶 蒸发溶剂,使饱和溶液中溶质以晶体形式析出 溶解度受温度影响很小的物质(如 NaCl、KCl);提纯混有少量溶解度受温影响大的杂质的物质 1. 仪器:蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台、坩埚钳;2. 步骤:加热→不断搅拌→大量固体出现时停火(余热蒸干);3. 玻璃棒作用:防局部过热飞溅 1. 从食盐水中得到 NaCl 固体;2. 提纯 NaCl 中混有的少量 KNO₃ 1. 直接蒸干溶液(导致固体飞溅或分解);2. 未用玻璃棒搅拌(局部过热);3. 蒸发皿未冷却直接拿取(烫伤或固体受潮)
降温结晶(冷却热饱和溶液) 降低温度,使溶解度受温度影响很大的物质溶解度急剧减小,溶质析出 溶解度受温度影响很大的物质(如 KNO₃、NH₄NO₃);提纯混有少量溶解度受温影响小的杂质的物质 1. 仪器:烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、酒精灯;2. 步骤:溶解→加热浓缩(制热饱和溶液)→冷却结晶→过滤→洗涤干燥 1. 提纯 KNO₃中混有的少量 NaCl;2. 从硝酸钾饱和溶液中获得晶体 1. 未制得热饱和溶液(结晶量少);2. 混淆适用物质(如用降温结晶提纯 NaCl);3. 冷却后未及时过滤(晶体溶解或混入杂质);4. 洗涤晶体时用水过多(晶体溶解损失)
任务二:实验还原,突破分离提纯难点
1.硫酸镁晶体(MgSO₄・nH₂O)的制备流程如下:溶解→除杂→加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥
(1)“冷却结晶” 的依据是 。
(2)过滤后洗涤硫酸镁晶体,为避免晶体损失,最适宜的洗涤剂是______(填 “蒸馏水” 或 “饱和 MgSO₄溶液”),理由是______。
(3)若省略 “加热浓缩” 步骤,会导致 ,
活动
活动四:学后测评
任务三:流程对比,践行绿色化学理念
活动一:索尔维制碱法与侯氏制碱法工艺流程对比
任务三:流程对比,践行绿色化学理念
制碱法 原料利用 废物处理 副产物价值 绿色化学体现
索尔维制碱法(氨碱法)
侯氏制碱法(联合制碱法)
根据两种制碱法的工艺流程图对比,从以下视角进行对比。
食盐利用率低(约70%),石灰石、氨气消耗大
产生大量CaCl₂废渣废液,难处理、污染环境。
副产物为 CaCl₂,用途少、价值低。
不符合绿色化学,废物多、污染大、原料利用率低。
符合绿色化学,原子利用率高、废物少、原料循环使用。
副产物为NH4Cl,是优质氮肥,价值高。
基本无废渣、废液,废物极少。
食盐利用率高(96% 以上),原料充分利用。
任务四:中考突破,强化解题能力
侯氏制碱法(联合制碱法)是我国化工专家侯德榜创立的制碱工艺,打破了国外技术垄断,其工艺流程如下:
向饱和食盐水中先通入足量 NH₃,再通入足量 CO₂,得到悬浊液;经过操作 a,析出 NaHCO₃晶体;将 NaHCO₃加热分解得到纯碱(Na₂CO₃);向滤液中加入 NaCl 固体,降温结晶得到副产物 NH₄Cl。
请回答下列问题:
侯氏制碱法生产的 “碱” 指的是__________(填化学式)。
饱和食盐水中先通 NH₃、后通 CO₂的原因是 。
操作 a 的名称是__________,该操作中玻璃棒的作用是__________。
写出 NaHCO₃受热分解生成纯碱、CO₂和 H₂O 的化学方程式: 。
该工艺的副产物 NH4Cl 属于化学肥料中的__________肥。(1 分)
与传统索尔维制碱法相比,侯氏制碱法的突出优点是 (写一条即可)。
课堂小结
侯氏制碱史韵・盐韵工业探微
—— 盐的性质与工业应用
作业设计
基础题(全员必做)
1.规范书写碳酸钠与稀盐酸、氢氧化钙、氯化钙反应的化学方程式;
2.简述侯氏制碱法的核心原理,列举其体现绿色化学的两个方面。
提升题(全员必做)
1.工业制碱过程中,若通入 CO₂不足或过量,分别会导致什么后果?如何避免?(对接中考实验探究题)
作业设计
1.查阅现代制碱工业的最新技术(如膜分离技术、节能工艺),结合侯氏制碱法原理,设计一份 “侯氏制碱法工业改良方案”,并说明设计依据(至少体现 1 点绿色化学理念)。
拓展题(选做)
Lavf58.41.100
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