第二章 第一节 研究与实践1 了解纯碱的生产历史（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦纯碱生产历史这一核心知识点，系统梳理路布兰制碱法、索尔维制碱法（氨碱法）及侯氏制碱法的原料、原理与优缺点，构建从早期固相反应到现代联合生产的技术发展脉络，为学生提供清晰的知识学习支架。 该资料以历史演进为主线，通过对比三种制碱法的原料利用率与环境影响，培养学生科学思维，结合侯氏制碱法的绿色化学设计渗透科学态度与责任。配套练习题助力课中知识应用，课后可通过解析查漏补缺，提升学习效果。

研究与实践1　了解纯碱的生产历史 【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。 【纯碱的生产历史】 1.路布兰制碱法 (1)原料：食盐、焦炭和石灰石等。 (2)制取原理与步骤 (3)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(氨碱法) (1)原料：食盐、氨、石灰石等。 (2)生产原理流程 (3)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(联合)制碱法 侯氏制碱法又称联合制碱法，是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的。 (1)原料：食盐、氨、二氧化碳。 (2)工艺流程与反应原理 ①产生NaHCO3的反应：NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。 ②产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。 (3)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。 侯氏制碱法中，向饱和食盐水中是先通NH3还是先通CO2？为什么？ 提示　应先通NH3，再通CO2。NH3在水中的溶解度很大，先通NH3，使溶液呈碱性，再通入CO2，可以保证吸收更多的CO2，产生高浓度的HC，利于析出更多的NaHCO3。 1.(2024·温州十校联合体期中联考)我国化学家侯德榜先生改进国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如图，以下说法不正确的是(　　) A.该流程在生产纯碱的同时，还会产生副产品氯化铵 B.应先向沉淀池中的饱和食盐水通入过量CO2，随后再通入足量的NH3 C.循环1使原料氯化钠的利用率大大提高，循环2中的气体X为CO2 D.可以通过向纯碱样品中加入足量稀硝酸后再加硝酸银溶液的方法，判断样品中是否含有Cl- 答案　B 解析　氨气的溶解度大于二氧化碳，为增大二氧化碳的溶解度，提高碳酸氢根离子浓度，应先向沉淀池中的饱和食盐水通入足量NH3，随后再通入足量的CO2，故B错误；母液分离出氯化铵后主要含氯化钠，循环1使原料氯化钠的利用率大大提高，碳酸氢钠煅烧放出二氧化碳气体，循环2中的气体X为CO2，故C正确；向纯碱样品中加入足量稀硝酸除去碳酸钠，再加硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，可判断样品中含有Cl-，否则不含Cl-，故D正确。 2.(2024·杭师大附中高一期中)1943年我国化学工程专家侯德榜发明了侯氏制碱法，又称联合制碱法，为我国化工事业的发展做出了卓越贡献。其部分工艺流程如图，下列说法不正确的是(　　) 反应①的化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。 A.反应②的化学方程式：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ B.反应②产生的CO2可循环使用 C.若纯碱中混有NaHCO3，可用澄清石灰水除去 D.母液的主要成分是NH4Cl，可用于化肥工业 答案　C 解析　向饱和食盐水中依次通入氨气、二氧化碳气体发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，过滤得到含氯化铵的母液和碳酸氢钠固体，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，据此解答。反应②产生的CO2可通入沉淀池中，生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热再分解生成CO2，所以CO2可以循环使用，故B正确；碳酸钠和碳酸氢钠都能和石灰水中的氢氧化钙发生反应，若纯碱中混有NaHCO3，不能用澄清石灰水除去，应用加热法除去碳酸氢钠，故C错误；根据分析，母液的主要成分是NH4Cl，可用于化肥工业，故D正确。 3.(2024·杭州学军中学期中)“侯氏制碱法”与“氨碱法”是世界上生产Na2CO3的两种主要方法，其流程示意图如下： 下列关于这两种方法的说法错误的是(　　) A.氨碱法循环Ⅱ的物质X主要是CO2，排出液W中主要溶质是CaCl2和NaCl B.联合制碱法中的“联合”体现了合成氨与制纯碱的“联合” C.氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入CO2至饱和再通入NH3 D.与氨碱法相比，联合制碱法提高了食盐的利用率 答案　C 解析　氨碱法中NH3、CO2和食盐水反应生成 NaHCO3沉淀，煅烧NaHCO3生成 Na2CO3和X(CO2)，母液中含有NH4Cl、NaCl，加入CaO反应后溶质为CaCl2、NH3·H2O和NaCl，NH3·H2O可循环使用，排出液W中主要溶质是CaCl2和NaCl，A正确；联合制碱法利用合成氨厂生产的氨和副产品二氧化碳供给碱厂作为原料，提高了原料的利用率，减少了废物的排放，降低了能源消耗，从而降低了生产成本，体现了合成氨与制纯碱的“联合”，B正确；氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入NH3，提供碱性环境，增大CO2的溶解度，然后再通入CO2，C错误；与氨碱法相比，联合制碱法得到的母液中通入NH3得到NH4Cl和NaCl，NH4Cl可以结晶分离，母液中的NaCl可以循环使用，提高了食盐的利用率，D正确。 4.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。路布兰制碱法的原理如下： ①2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑ ②Na2SO4+4CNa2S+4CO↑ ③Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS (1)反应①属于　　　　　(填四大基本反应类型)，反应②中的氧化产物为　　　　　(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，属于碱性氧化物的是　　　　　(填化学式)。  (4)向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2，观察到的现象为　　　　　。  Ⅲ.1943年左右我国著名科学家侯德榜先生克服重重困难，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)向饱和食盐水中通入NH3和CO2获得NaHCO3固体和母液a，通过　　　　　操作分离NaHCO3固体和母液a，NaHCO3固体制备纯碱的化学方程式为　　　　。  (6)相比索尔维制碱法，侯氏制碱法的优点有　　　　(填字母)。  a.用等量的食盐可以生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，NaCl的利用率高 b.不产生用途不大且难处理的CaCl2，对环境更加友好 c.侯氏制碱法无须加热 d.侯氏制碱法中CO2可以循环使用，后续无须补充CO2 答案　(1)复分解反应　CO (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等) (3)CaO (4)溶液变浑浊(或有固体析出) (5)过滤　2NaHCO3Na2CO3+ H2O + CO2↑ (6)ab 解析　(5)分离固体和溶液的操作为过滤；NaHCO3固体制备纯碱的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $