第三节 海水“制碱”
第1课时 氨碱法制纯碱
基础落实
氨碱法制纯碱
1．原料：__氯化钠__、__二氧化碳__。
2．媒介：__氨气__。
3．生产流程：
4．反应原理：
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl；
__2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑__。
INCLUDEPICTURE "../微点拨Js.TIF" \* MERGEFORMAT 氨碱法制纯碱的原理：向饱和的食盐水中通入氨气制成饱和氨盐水，然后在加压的条件下向氨盐水中通入足量的CO2生成NaHCO3，由于NaHCO3在该状态下溶解度比较小，呈晶体析出，同时NaHCO3不稳定，受热后分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。
5．侯氏制碱法：
我国化学家__侯德榜__在氨碱法的基础上，改进了制碱技术，创立了更为先进的联合制碱法(侯氏制碱法)，克服了氨碱法的缺点，促进了制碱技术发展。
6．碳酸氢钠：是__小苏打__的主要成分，是白色晶体，能溶于水。
(1)为什么氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳？
提示：氨气易溶于水，使溶液呈碱性，二氧化碳通入水中生成碳酸，二者相遇发生中和反应，所以氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳，生成较多量的碳酸氢钠。
(2)氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵，哪种物质首先结晶析出，为什么？
提示：碳酸氢钠先析出。在制取碳酸氢钠时，要把温度保持在30～35 ℃范围之内，从溶解度曲线可看出，在此范围内碳酸氢钠的溶解度比氯化铵要小得多。
重点探析
INCLUDEPICTURE "../小图JS.TIF" \* MERGEFORMAT 考点 氨碱法制纯碱
【典例】(2021·梧州中考)1926年，我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”，结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如图：
已知：常温下，氨气的溶解度很大，CO2的溶解度很小。回答下列问题：
(1)纯碱的化学式为__Na2CO3__。
(2)“侯氏制碱法”的反应温度一般控制在30～35 ℃，因为在此温度时，NaHCO3的溶解度较__小__(填“大”或“小”)。
(3)若向饱和食盐水中先通入CO2，会导致NaHCO3产量减少，原因是__二氧化碳溶解度小，不利于碳酸氢根的形成__。
(4)写出步骤①、②发生的总反应方程式__NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3＋NH4Cl__。
(5)“侯氏制碱法”中能循环利用的物质有NaCl、H2O和__CO2__。
解析:(1)纯碱是碳酸钠的俗称，所以化学式为Na2CO3；(2)此时需要得到碳酸氢钠的固体，所以控制在该温度下，说明碳酸氢钠在30～35 ℃溶解度较小；(3)二氧化碳溶解度小，形成的碳酸较少，不足以与氨气反应生成碳酸氢根，因此会导致碳酸氢钠产量减少；(4)氯化钠、水、氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3＋NH4Cl；(5)碳酸氢钠在加热条件下反应生成碳酸钠、二氧化碳和水，二氧化碳可以重新通入②中，因此二氧化碳可以循环使用。
INCLUDEPICTURE "../借题发挥JS.TIF" \* MERGEFORMAT
(6)步骤②中得到碳酸氢钠固体需要进行的操作是__过滤__。
(7)步骤③中生成纯碱的反应方程式为__2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑__，反应类型为__分解反应__。
解析:分离液体和固体物质采用过滤的方法，步骤③中的反应为碳酸氢钠受热分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，属于分解反应。
INCLUDEPICTURE "../方法点拨JS.TIF" \* MERGEFORMAT 解答有关氨碱法制纯碱的题目应明确以下3点：
(1)氨碱法制纯碱，主要是让NaCl、NH3、CO2和H2O尽可能多转化成NaHCO3(固体沉淀物)和NH4Cl(溶液)。
(2)再将NaHCO3加热生成纯碱、水和二氧化碳，故氨碱法制纯碱的两个主要反应的化学方程式是NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
(3)主要优点有：原料经济易得，二氧化碳可以循环使用，充分利用了原料。
INCLUDEPICTURE "../变式训练JS.TIF" \* MERGEFORMAT
氨碱法制纯碱的工业流程如图：
(1)NH3溶于水得到氨水，该溶液的pH__大于__7(填写“大于”“小于”或“等于”)。
(2)在步骤②中通入氨气的作用是__氨气极易溶于水，溶液显碱性，更易吸收二氧化碳__，由步骤③所得的碳酸氢钠在生产和生活中有许多重要用途，在医疗上，它是治疗__胃酸__过多的药剂之一。
解析:(1)氨气溶于水后得到氨水，氨水呈碱性，其pH大于7；(2)在步骤②中通入氨气，是因为氨气极易溶于水，溶液显碱性，更易吸收二氧化碳，碳酸氢钠能用于治疗胃酸过多。
素养分层
A层 基础必会
1．下列我国著名科学家中，主要贡献为发明了联合制碱法的是(B)
A．袁隆平 B．侯德榜
C．张青莲 D．屠呦呦
解析:我国著名科学家中，主要贡献为发明了联合制碱法的是侯德榜。
2．(2022·淄博沂源期末)“火碱、烧碱、纯碱、苛性钠、小苏打”所代表的物质(或主要成分)共有(C)
A．一种 B．二种
C．三种 D．四种
解析:火碱、烧碱、苛性钠均为氢氧化钠，纯碱为碳酸钠，小苏打为碳酸氢钠，故为三种物质。
3．工业上采用氨碱法生产纯碱的原理是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，先向饱和食盐水中通入较多NH3(溶液显碱性)，再通入足量的CO2的原因是(A)
A．使CO2更易被吸收
B．NH3比CO2更易制取
C．CO2的密度比NH3大
D．为了增大NaHCO3的溶解度
解析:NH3溶于水显碱性，CO2与水反应生成H2CO3呈酸性，酸碱中和使CO2溶解更多。
4．下面有关侯氏制碱法的说法正确的是(C)
A．制出的碱“碳酸钠”是一种碱
B．核心反应是NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3，此反应类型属于复分解反应
C．若Na2CO3中混有NaHCO3可用加热的方法除去
D．制出的碱是氢氧化钙
解析:制出的碱“碳酸钠”是由金属离子和酸根离子构成的，是一种盐，故A不正确；核心反应是NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3，此反应的反应物有四种，不属于复分解反应，故B不正确；碳酸钠受热无变化，而碳酸氢钠受热会分解为碳酸钠、水和二氧化碳，所以可用加热的方法除去碳酸钠中的碳酸氢钠，故C正确；制出的是碳酸钠，故D不正确。
5．(2021·东营模拟)“NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl”是氨碱法制纯碱的重要反应，下列叙述不正确的是(D)
A．在加压的条件下向饱和氨盐水中通二氧化碳，能加速NaHCO3的生成
B．该条件下NaHCO3的溶解度比NH4Cl的小，因此析出
C．析出晶体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液
D．析出晶体后剩余溶液中只有一种溶质
解析:饱和氨盐水显碱性，在加压的条件下向饱和氨盐水中通二氧化碳，气体的溶解度增大，利于吸收二氧化碳，能加速NaHCO3的生成，故A正确。该条件下NaHCO3的溶解度比NH4Cl的小，易析出，故B正确。溶液中析出了碳酸氢钠，析出晶体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液，故C正确。析出晶体后剩余溶液中一定含有碳酸氢钠、氯化铵两种溶质，故D错误。
6．侯氏制碱法的生产过程涉及如下反应：NH3＋CO2＋NaCl＋X===NaHCO3＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
下列说法错误的是(C)
A．X的化学式为H2O
B．NaHCO3受热易分解
C．CO2和Na2CO3中碳元素的化合价不同
D．NaHCO3分解产生的CO2可以回收再利用
解析:A．由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为H2O，故选项说法正确。B.由2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O知，NaHCO3受热易分解，故选项说法正确。C.CO2和Na2CO3中碳元素的化合价均为＋4，碳元素的化合价相同，故选项说法错误。D.NaHCO3分解产生的CO2可以回收再利用，可以作第一个反应的反应物，故选项说法正确。
7．下列关于碳酸钠与碳酸氢钠的说法错误的是(D)
A．Na2CO3溶液呈碱性
B．NaHCO3可用于烘焙糕点
C．“纯碱”是碳酸钠的俗名
D．NaHCO3固体难溶于水
解析:Na2CO3溶液呈碱性，故A正确；碳酸氢钠本身受热易分解，同时由于是碳酸氢盐，遇到酸能反应生成二氧化碳气体，NaHCO3可用于烘焙糕点，故B正确；“纯碱、苏打”是碳酸钠的俗名，故C正确；NaHCO3固体不难溶于水，故D错误。
8．纯碱在生产、生活中的用途广泛。最早在1791年，古人就开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料来生产纯碱，但此法产品质量不佳，1859年，比利时人索尔维发明了氨碱法制纯碱，如图为氨碱法制纯碱的工艺流程图。
(1)先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳，这样做的目的是饱和氨盐水显碱性，比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳，增大二氧化碳的吸收量。
(2)图中可循环利用的物质除了氨气之外，另外一种是__CO2__。
解析:因为饱和氨盐水显碱性，比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳，所以在用氨碱法生产纯碱过程中，要先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳。由图示可以看出，饱和氨盐水制碳酸氢钠需通入二氧化碳，而碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠的过程中又生成了二氧化碳，故二氧化碳可以循环利用。
B层 能力进阶
9．(2021·自贡中考)自贡市素有“盐都”美誉，盐化工比较发达，烧碱、纯碱、氯化铵等为其主要产品。某化工厂使用食盐和其他原料，采用侯德榜先生的联合制碱法生产纯碱。其主要化工流程如下图：
(1)操作Ⅰ的名称是__过滤__。
(2)反应②的化学方程式为__2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
(3)从上述化工流程中看出可以循环使用的物质是__CO2__(填化学式)。
解析:(1)由图可知，操作Ⅰ实现了固液分离，名称是过滤；(2)反应②为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；(3)由图可知，CO2既是反应物，又是生成物，可以循环利用。
10．(2021·株洲中考)我国化学工程专家侯德榜于1943年在实验室完成了“侯氏制碱法”，并于1953年7月1日获得了新中国第一号发明专利证书。“侯氏制碱法”的反应原理可简单表示为
①NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3＋NH4Cl
②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(1)“侯氏制碱法”得到的“碱”是__纯碱__(填“烧碱”或“纯碱”)。
(2)反应①条件下，NaCl、NH4Cl、NaHCO3三种物质中溶解度最小的是__NaHCO3__。
(3)反应②的反应类型是__分解反应__。
解析:(1)“侯氏制碱法”得到的“碱”是纯碱碳酸钠。(2)反应①条件下，NaCl、NH4Cl、NaHCO3三种物质中溶解度最小的是碳酸氢钠，所以碳酸氢钠结晶析出。(3)反应②一变多，反应类型是分解反应。
11．我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如图：
(1)反应①的化学方程式为__CaCO3CaO＋CO2↑__，反应②的基本反应类型为__分解反应__。
(2)工业上用分离液态空气的方法制取氮气，属于__物理__变化(填“物理”或“化学”)。
(3)操作a的名称是__过滤__，实验室进行此操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、__漏斗__。
解析:(1)碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，此反应的反应物为一种，生成物为三种，属于分解反应；(2)工业上分离液态空气是利用了空气中氮气和氧气的沸点不同进行分离的，此过程没有新物质生成，属于物理变化；(3)由图示看出操作a将液体与固体分开，故该操作属于过滤，此操作所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒，还需要用到漏斗。
12．(2022·淄博高青期末)海洋化学资源的利用体现了人类利用和改造物质的智慧。
(1)下列方法中能淡化海水的是__CD__(填字母)。
A．过滤法 B．分解法
C．多级闪急蒸馏法 D．膜法
(2)从海水中制备纯碱和金属镁的流程如图所示：
①流程Ⅰ海水晒盐得到粗盐，__蒸发结晶__是物质结晶的途径之一。
②流程Ⅱ先吸氨的目的是__使溶液呈碱性，有利于吸收二氧化碳__；写出流程Ⅲ反应的化学方程式__2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
③提取氯化镁历经Ⅳ、Ⅴ两步转换，写出流程Ⅳ反应的化学方程式__MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2__；流程Ⅵ实现了电能转化成__化学__能。
解析:(1)海水的淡化方法有多级闪急蒸馏法和膜法。(2)①流程Ⅰ海水晒盐得到粗盐，需要蒸发结晶；②流程Ⅱ先吸氨的目的是使溶液呈碱性，有利于吸收二氧化碳；流程Ⅲ反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；③提取氯化镁历经Ⅳ、Ⅴ两步转换，流程Ⅳ为石灰乳与氯化镁反应，反应的化学方程式为MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；流程Ⅵ中消耗电能，故实现了电能转化成化学能。
PAGE第三节 海水“制碱”
第1课时 氨碱法制纯碱
基础落实
氨碱法制纯碱
1．原料：__ __、__ __。
2．媒介：__ __。
3．生产流程：
4．反应原理：
；
__ __。
INCLUDEPICTURE "../微点拨Js.TIF" \* MERGEFORMAT 氨碱法制纯碱的原理：向饱和的食盐水中通入氨气制成饱和氨盐水，然后在加压的条件下向氨盐水中通入足量的CO2生成NaHCO3，由于NaHCO3在该状态下溶解度比较小，呈晶体析出，同时NaHCO3不稳定，受热后分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。
5．侯氏制碱法：
我国化学家__ __在氨碱法的基础上，改进了制碱技术，创立了更为先进的联合制碱法(侯氏制碱法)，克服了氨碱法的缺点，促进了制碱技术发展。
6．碳酸氢钠：是__ __的主要成分，是白色晶体，能溶于水。
(1)为什么氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳？
(2)氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵，哪种物质首先结晶析出，为什么？
重点探析
INCLUDEPICTURE "../小图JS.TIF" \* MERGEFORMAT 考点 氨碱法制纯碱
【典例】(2021·梧州中考)1926年，我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”，结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如图：
已知：常温下，氨气的溶解度很大，CO2的溶解度很小。回答下列问题：
(1)纯碱的化学式为__ __。
(2)“侯氏制碱法”的反应温度一般控制在30～35 ℃，因为在此温度时，NaHCO3的溶解度较__ __(填“大”或“小”)。
(3)若向饱和食盐水中先通入CO2，会导致NaHCO3产量减少，原因是__ __。
(4)写出步骤①、②发生的总反应方程式__ __。
(5)“侯氏制碱法”中能循环利用的物质有NaCl、H2O和__ __。
INCLUDEPICTURE "../借题发挥JS.TIF" \* MERGEFORMAT
(6)步骤②中得到碳酸氢钠固体需要进行的操作是__ __。
(7)步骤③中生成纯碱的反应方程式为__ __，反应类型为__ __。
INCLUDEPICTURE "../方法点拨JS.TIF" \* MERGEFORMAT 解答有关氨碱法制纯碱的题目应明确以下3点：
(1)氨碱法制纯碱，主要是让NaCl、NH3、CO2和H2O尽可能多转化成NaHCO3(固体沉淀物)和NH4Cl(溶液)。
(2)再将NaHCO3加热生成纯碱、水和二氧化碳，故氨碱法制纯碱的两个主要反应的化学方程式是NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
(3)主要优点有：原料经济易得，二氧化碳可以循环使用，充分利用了原料。
INCLUDEPICTURE "../变式训练JS.TIF" \* MERGEFORMAT
氨碱法制纯碱的工业流程如图：
(1)NH3溶于水得到氨水，该溶液的pH__ __7(填写“大于”“小于”或“等于”)。
(2)在步骤②中通入氨气的作用是__ __，由步骤③所得的碳酸氢钠在生产和生活中有许多重要用途，在医疗上，它是治疗__ __过多的药剂之一。
素养分层
A层 基础必会
1．下列我国著名科学家中，主要贡献为发明了联合制碱法的是( )
A．袁隆平 B．侯德榜
C．张青莲 D．屠呦呦
2．(2022·淄博沂源期末)“火碱、烧碱、纯碱、苛性钠、小苏打”所代表的物质(或主要成分)共有( )
A．一种 B．二种
C．三种 D．四种
3．工业上采用氨碱法生产纯碱的原理是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，先向饱和食盐水中通入较多NH3(溶液显碱性)，再通入足量的CO2的原因是( )
A．使CO2更易被吸收
B．NH3比CO2更易制取
C．CO2的密度比NH3大
D．为了增大NaHCO3的溶解度
4．下面有关侯氏制碱法的说法正确的是( )
A．制出的碱“碳酸钠”是一种碱
B．核心反应是NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3，此反应类型属于复分解反应
C．若Na2CO3中混有NaHCO3可用加热的方法除去
D．制出的碱是氢氧化钙
5．(2021·东营模拟)“NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl”是氨碱法制纯碱的重要反应，下列叙述不正确的是( )
A．在加压的条件下向饱和氨盐水中通二氧化碳，能加速NaHCO3的生成
B．该条件下NaHCO3的溶解度比NH4Cl的小，因此析出
C．析出晶体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液
D．析出晶体后剩余溶液中只有一种溶质
6．侯氏制碱法的生产过程涉及如下反应：NH3＋CO2＋NaCl＋X===NaHCO3＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
下列说法错误的是( )
A．X的化学式为H2O
B．NaHCO3受热易分解
C．CO2和Na2CO3中碳元素的化合价不同
D．NaHCO3分解产生的CO2可以回收再利用
7．下列关于碳酸钠与碳酸氢钠的说法错误的是( )
A．Na2CO3溶液呈碱性
B．NaHCO3可用于烘焙糕点
C．“纯碱”是碳酸钠的俗名
D．NaHCO3固体难溶于水
8．纯碱在生产、生活中的用途广泛。最早在1791年，古人就开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料来生产纯碱，但此法产品质量不佳，1859年，比利时人索尔维发明了氨碱法制纯碱，如图为氨碱法制纯碱的工艺流程图。
(1)先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳，这样做的目的是 。
(2)图中可循环利用的物质除了氨气之外，另外一种是__ __。
B层 能力进阶
9．(2021·自贡中考)自贡市素有“盐都”美誉，盐化工比较发达，烧碱、纯碱、氯化铵等为其主要产品。某化工厂使用食盐和其他原料，采用侯德榜先生的联合制碱法生产纯碱。其主要化工流程如下图：
(1)操作Ⅰ的名称是__ __。
(2)反应②的化学方程式为__ __。
(3)从上述化工流程中看出可以循环使用的物质是__ __(填化学式)。
10．(2021·株洲中考)我国化学工程专家侯德榜于1943年在实验室完成了“侯氏制碱法”，并于1953年7月1日获得了新中国第一号发明专利证书。“侯氏制碱法”的反应原理可简单表示为
①NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3＋NH4Cl
②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(1)“侯氏制碱法”得到的“碱”是__ __(填“烧碱”或“纯碱”)。
(2)反应①条件下，NaCl、NH4Cl、NaHCO3三种物质中溶解度最小的是__ __。
(3)反应②的反应类型是__ __。
11．我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如图：
(1)反应①的化学方程式为__ __，反应②的基本反应类型为__ __。
(2)工业上用分离液态空气的方法制取氮气，属于__ __变化(填“物理”或“化学”)。
(3)操作a的名称是__ __，实验室进行此操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、__ __。
12．(2022·淄博高青期末)海洋化学资源的利用体现了人类利用和改造物质的智慧。
(1)下列方法中能淡化海水的是__ __(填字母)。
A．过滤法 B．分解法
C．多级闪急蒸馏法 D．膜法
(2)从海水中制备纯碱和金属镁的流程如图所示：
①流程Ⅰ海水晒盐得到粗盐，__ __是物质结晶的途径之一。
②流程Ⅱ先吸氨的目的是__ __；写出流程Ⅲ反应的化学方程式__ __。
③提取氯化镁历经Ⅳ、Ⅴ两步转换，写出流程Ⅳ反应的化学方程式__ __；流程Ⅵ实现了电能转化成__ __能。
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