第3章 微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法-（配套教参）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

本讲义聚焦索尔维制碱法与侯氏制碱法的原理及化学平衡思想的创造性应用，系统梳理从索尔维法的反应原理、实验模拟、平衡分析到侯氏法的创新改进，通过问题提示、流程对比等学习支架构建知识脉络。 以化学平衡为核心线索，结合实验装置模拟、问题链引导培养科学思维，通过侯氏法减少污染、提高原料利用率的实例渗透科学态度与责任。课中辅助教师引导学生探究平衡移动，课后练习题与对比总结帮助学生巩固知识、查漏补缺。

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 项目活动1　解读索尔维制碱法 [反应原理] NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。 [实验步骤] 用如图所示装置模拟索尔维法。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。 模拟索尔维法的实验装置 [实验现象] 随CO2的不断通入，溶液的红色逐渐褪去后，溶液中出现白色沉淀。 1．NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理解释原因。 提示：可溶性物质的溶解也是存在限度的，当相应离子浓度过大时，可溶性物质也会析出，类似于沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大c平(Na＋)、c平(HCO)，使平衡Na＋＋HCONaHCO3(s)的Q<K，平衡右移，产生沉淀。 2．为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？ 提示：CO2在水中溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量HCO；NH3易溶于水，持续通入CO2，发生反应NH3·H2O＋CO2===NH＋HCO，可使HCO浓度增大。 3．为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？ 提示：开始时溶液呈碱性，发生反应2NH3·H2O＋CO2===CO＋2NH＋H2O，随着CO2通入，NH3·H2O消耗完后生成的CO与CO2、H2O反应：CO2＋CO＋H2O===2HCO，当c平(HCO)增大至一定程度，产生NaHCO3沉淀。 4．在索尔维法中有哪些物质可以循环利用？ 提示：反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑产生的CO2气体及NH4Cl与石灰乳反应产生的氨气。 5．从平衡角度对索尔维法原理分析总结——形成解决实际问题的思路。 提示： 项目活动2　体会侯氏制碱法的创新 1．侯氏制碱法出现的背景 (1)索尔维法的食盐利用率低，增加生产成本。 (2)我国的纯碱工业陷入困境。 2．侯氏制碱法工艺流程 3．平衡思想在侯氏制碱法中的应用 (1)“吸氨”过程 NH3＋H2ONH3·H2O NH3·H2ONH＋OH－ 不断通入的NH3会使平衡右移，c平(NH)、c平(OH－)增大，可使HCOH＋＋CO平衡右移，产生溶解度更大的Na2CO3。 (2)“碳酸化”过程 CO2＋H2OH2CO3 H2CO3H＋＋HCO 因“吸氨”过程中c平(OH－)增大，平衡右移，产生大量HCO。 (3)“盐析”过程 NH＋Cl－NH4Cl(s) 增大c平(Cl－)使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。 (4)“冷析”过程 NH4Cl溶解度随温度升高而增大，NH＋Cl－NH4Cl(s)　ΔH<0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。 1．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。 2．侯氏制碱法中先通入氨气至饱和再通入二氧化碳的优点是什么？ 提示：氨气易溶于水，且溶于水后显碱性，有助于吸收二氧化碳，从而析出更多的碳酸氢钠。 1．索尔维制碱法的优、缺点 (1)优点 原料(食盐和石灰石)便宜；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。 (2)缺点 原料食盐的利用率低，且生成了没有多大用途的氯化钙(CaCl2)。 2．侯氏制碱法的优点 保留了索尔维法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，代替了索尔维法中利用CaCO3制CO2这一工序。 1．在制小苏打(NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)的操作中，应在饱和食盐水中(　　) A．先通入CO2，达到饱和后再通入NH3 B．先通入NH3，达到饱和后再通入CO2 C．CO2和NH3同时通入 D．以上三种方法都行 解析　B　CO2在NaCl溶液中的溶解度小，先通入NH3，溶液呈碱性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO，从而析出NaHCO3晶体。 2．下表是几种物质在指定温度下的溶解度。工业上将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3在30 ℃时配成溶液，此时溶液中无晶体析出。当降温至某温度时，开始析出晶体，此晶体是(　　) 温度/℃溶解度/g盐 0 10 20 30 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 NH4HCO3 11.9 15.9 21.0 27.0 NaHCO3 6.9 8.15 9.6 11.1 NaCl 35.7 35.8 36.0 36.4 A.NH4Cl　　　　　　 B．NH4HCO3 C．NaHCO3 D．NaCl 解析　C　据表中数据可知，相同温度下，NaHCO3的溶解度最小，故首先析出的物质应是NaHCO3。 3．联合制碱法中关键的一步是把NH4Cl从几乎饱和的NaHCO3溶液中分离出来，为此根据NaCl和NH4Cl溶解度的差异向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨细的食盐，可析出不夹带NaHCO3的NH4Cl。NaCl和NH4Cl共同存在时的溶解度曲线如图所示，以下操作正确的是(　　) 选项 通入气体 温度控制 A CO2 30～40 ℃ B CO2 0～10 ℃ C NH3 30～40 ℃ D NH3 0～10 ℃ 解析　D　由图可知，溶液的温度在0～10 ℃的范围内，有利于NH4Cl的析出。向溶液中通入NH3，NH浓度增大，有利于NH4Cl的析出。 4．纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“侯氏制碱法”两种工艺，请按要求回答问题： (1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)写出“侯氏制碱法”有关反应的化学方程式： ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 (3)CO2是制碱工业的重要原料，“侯氏制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“侯氏制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)＝______________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　由于总反应可看作是：2NH3＋2NaCl＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2NH4Cl，所以原子利用率(%)＝×100%＝×100%。 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O (2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O (3)“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“侯氏制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气 (4)×100% 5．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为________________，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______________(填上述流程中的编号)的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是__________。 (5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加________________________________________________________________________。 (6)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________(填字母)。 a．增大NH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 解析　将NH3和CO2两种气体通入NaCl溶液后，发生反应：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。NaHCO3的溶解度较小，结晶析出；NH4Cl的溶解度较大，留在母液中；溶液里还有未反应的NaCl和未结晶的NaHCO3。从母液中提取NH4Cl后，含有NaCl和NaHCO3的溶液循环到沉淀池中再次利用，这样就大大提高了氯化钠的利用率。 答案　(1)侯氏制碱法(或联合制碱法)　用作农作物的化肥(其他合理的答案亦可) (2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl　(3)CO2　(4)Ⅰ　过滤 (5)硝酸酸化的硝酸银溶液　(6)ac 学科网（北京）股份有限公司 $