第三节 海水“制碱” 课件（43张PPT）

(共43张PPT)
第三节 海水“制碱”
第八单元 海水中的化学
目 录
Contents
一
教学目标
二
氨碱法制纯碱
三
纯碱的性质
四
习题
1.认识纯碱（碳酸钠）等盐类物质的重要性质；知道工业制取纯碱的化学反应原理；了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用。
2.通过对氨碱法制取纯碱的反应原理的分析，树立元素守恒观。
3.通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。
一、教学目标
氨碱法制纯碱
The use of ammonia alkali preparation of soda ash
在工业上以氯化钠为主要原料，制取碳酸钠。
思考：NaCl Na2CO3 从组成上看发生了什么变化？你认为还需要含什么元素的物质参加反应？
制取碳酸钠所需要的反应物有：氯化钠、二氧化碳。
仅此这两种物质你认为行不行？
还需要：水、氨气
C、O
（媒介作用）
NaHCO3
饱和食盐水
饱和氨盐水
NH4Cl
Na2CO3
NH3
NH3
通入 CO2过滤
加热
熟石灰
NaCl +NH3＋CO2＋H2O= NaHCO3+ NH4Cl
氨碱法制纯碱原理
① NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3
② NaCl +NH3＋CO2＋H2O= NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3 Na2CO３＋CO2↑+ H2O
△
Ca(OH)2+ 2NH4Cl CaCl2 +2NH3 ↑ ＋2H2O
△
思考：
1、为什么采用饱和的食盐水？
3、氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵，哪
种物质首先析出？为什么？
2、在生产过程中为什么要先通入氨气得到饱和的氨盐水后
再通入二氧化碳？
提高产量
使溶液显碱性，吸收更多的CO2
NaCl 、NaHCO3、NH4Cl 和NH4HCO3同时存在于水溶液中。这四种物质在室温条件下， NaHCO3的溶解度最小，因此先析出晶体。（20℃时，NaCl、NaHCO3 、NH4Cl溶解度分别是36g、9.6g、37.2g。）
溶解度\克
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
温度/℃
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
碳酸氢钠
氯化铵
侯氏制碱法的反应原理
③向析出NaHCO3的母液中加入研细的NaCI，还得到另一产品NH4CI固体。
阅读课本44页多识一点：侯氏制碱法问题：
1、氨碱法制纯碱的优、缺点？
2、侯氏制碱法优于氨碱法之处是什么？
（1）氨碱法优点：原料经济易得、CO2和NH3可回收利用，
缺点是CaCl2用处不大，污染环境。 NaCl利用率低。
（2）侯氏制碱法优点：NaCl溶液液可以循环利用，NH4Cl可
作化肥。
① NaCl + NH3 + H2O + CO2 NaHCO3 + NH4Cl
△
② 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
总原理相同:
不同：对过滤出NaHCO3后的母液的处理方法
思考：这两种制碱方法有何异同
① NaCl + NH3 + H2O + CO2 NaHCO3 + NH4Cl
△
② 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
纯碱的性质
The properties of soda ash
1、碳酸钠和碳酸氢钠的性质
碳酸钠 碳酸氢钠
化学式
俗名
颜色、状态
溶解性
水溶液酸碱性
热稳定性
用途
Na2CO3
NaHCO3
纯碱、苏打
小苏打、酸式碳酸钠
白色 晶体
白色 粉末
可溶
显碱性
灭火器、制饮料、
发酵粉、治疗胃酸
石油精炼、洗涤剂、制造玻璃等
易溶
显弱碱性
受热不易分解
受热易分解
实验报告
实验现象 结论或化学方程式
1、与指示剂作用
2、与酸反应
3、与氢氧化钙反应
4、与氯化钡反应
酚酞试液变红
碳酸钠溶液显碱性
有气泡产生，使燃着火柴熄灭
Na2CO3+2HCl=2NaCl+ CO2↑+H2O
有白色沉淀产生
有白色沉淀产生
Ca(OH)2+Na2CO3
=CaCO3↓+ 2NaOH
BaCl2 + Na2CO3
=BaCO3↓+ 2NaCl
2、碳酸钠的化学性质
纯碱的化学性质
（1）水溶液显碱性
（2）能与大多数酸反应
（3）能与氢氧化钙反应
（4）能与氯化钡反应
盐的化学性质
（1）盐+酸 → 新盐+新酸
（2）盐+碱 → 新碱+新盐
（3）盐+盐 → 新盐+新盐
CO32-
所用试剂
方法
现象
化学方程式
盐酸(或HNO3) 和澄清石灰水
向待测液中加入盐酸(HNO3)，将产生的气体通入澄清石灰水中
产生无色无味的气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
Ba(NO3)2+Na2SO4=BaSO4↓+ +2NaNO3
Ba(NO3)2溶液和
稀硝酸
将稀硝酸滴入待测液中，再加Ba(NO3)2溶液
滴加稀硝酸无现象，滴加Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，且沉淀酸不溶于稀硝酸
AgNO3溶液和稀HNO3
将AgNO3溶液滴入待测液中，再加稀HNO3
生成白色沉淀，且不溶于稀HNO3
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
NH4Cl+NaOH ＝NaCl+H2O+NH3↑
浓NaOH溶液
将浓NaOH溶液加入待测液中，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口(或用玻璃棒蘸浓盐酸置于试管口）
放出有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或遇到浓盐酸产生大量白烟)
SO42-
Cl-
NH4+
1、受热易分解
2、与酸反应
NaHCO3 + HCl ＝ NaCl + CO2 ↑+ H2O
3、联系你学过的知识并根据碳酸氢钠的组成，猜测碳酸氢钠可能具有哪些化学性质？
3、溶液显碱性
△
2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
4、复分解反应
（1)定义
两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应。
(2)表示方式
(3)发生条件
（1）反应物、生成物都是化合物。
（2）生成物中必须具备沉淀、气体、水三者中的任何一个。
A
B + C
D
= AD + CB
复分解反应包括：
那么酸碱盐之间一定能发生复分解反应吗？
酸＋碱——盐＋水
酸＋盐——新酸＋新盐
碱＋盐——新碱＋新盐
盐＋盐——新盐＋新盐
酸＋金属氧化物——盐＋水
类型一：酸+碱—盐+水
HCl + NaOH = NaCl + H2O
H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + H2O
3HNO3 + Fe(OH)3 = Fe(NO3)3 + 3H2O
条件：
（1）酸和碱至少有一种可溶；
（2）有水生成。
HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O
类型二：酸+盐——新酸+新盐
2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2↑
HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl
条件：
生成物中有沉淀、气体或水生成。
2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑
H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2↑
类型三：碱+盐——新碱+新盐
Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaOH
2NaOH + MgCl2 = Mg(OH)2↓ + 2NaCl
NaOH+NH4Cl=NaCl+NH3↑+H2O
条件：
（1）反应物中的碱和盐都须能溶于水；
（2）生成物中至少有一种是沉淀或生成物
中有气体放出。
类型四：盐+盐—新盐+新盐
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl
NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3
条件：
（1）参加反应的两种盐都必须可溶；
（2）新生成的两种盐中至少有一种是
沉淀。
类型五：酸+金属氧化物＝盐+水
Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O
CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4＝2Fe2(SO4)3+3H2O
CuO+2HCl＝CuCl2+H2O
Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O
Al2O3+3H2SO4＝2Al2(SO4)3+3H2O
MgO+2HCl＝MgCl2+H2O
MgO+H2SO4＝MgSO4+H2O
Ca(OH)2 ＋ H2SO4 ＝ CaSO4 + 2H2O
溶液中反应的离子变化
Ca(OH)2
H2SO4
H+
H+
SO42-
Ca2+
SO42-
Ca2+
OH-
OH-
H2O
H2O
2HCl ＋ Na2CO3 ＝ 2NaCl + H2O + CO2↑
Na2CO3
HCl
HCl
Na+
Na+
CO32-
H+
H+
Cl-
Cl-
Na+
Na+
H2CO3
Cl-
Cl-
H2O
CO2↑
+
Ca(OH)2 ＋ Na2CO3 ＝ CaCO3↓ + 2NaOH
Ca(OH)2
Na2CO3
Na+
Na+
CO32-
Ca2+
OH-
OH-
CaCO3↓
OH-
OH-
Na+
Na+
Na2SO4 + 2KNO3 ——
K2SO4 + 2NaNO3
×
Na2SO4
KNO3
KNO3
Na+
Na+
SO42-
K+
K+
NO3-
NO3-
Na+
Na+
NO3-
NO3-
SO42-
K+
K+
K2SO4
复分解反应发生的条件
或有气体（↑）
或有水（H2O）
有沉淀（↓）
复分解反应才能发生
生成物中
实质：溶液中离子种类发生改变
离子种类发生了改变，数目也发生了变化，那么这样的离子不能共存
考点 1 氨碱法制纯碱
【典例】(双选) 我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”(流程简图如下),促进了世界制碱技术的发展。
下列有关说法正确的是(　　)
A.沉淀池中的反应物共含有六种元素
B.过滤得到的“母液”中一定只含有两种溶质
C.图中X可能是氨气
D.通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收,更多地析出沉淀
AD
考点 2 纯碱的性质
【典例】今天是化学实验室开放日,小麦准备完成盐酸、氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠四种无色溶液的鉴别实验,他先分别取少量这四种溶液于试管中,再分别向这四支试管中,滴入紫色石蕊试液:
(1)先被鉴别出来的两种物质是　　　　和　　　　。
(2)接着他用现有试剂,将另外两种溶液鉴别出来,写出鉴别时所发生反应的化学方程式:
①　 ;
② 。
　NaCl
HCl
HCl+NaOH=NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
【拓展归纳】盐的性质
(1)大多数盐溶液呈中性,部分盐溶液呈酸性或碱性。
(2)能和酸反应。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
如某种盐加入盐酸后产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该盐为碳酸盐。
(3)能和碱反应,但要求盐和碱都是可溶的。
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
常用Na2CO3和Ca(OH)2反应来制取NaOH。
(4)盐和盐作用,但盐和盐必须都是可溶的。
Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3↓
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
考点 3 复分解反应的实质
【典例】下列离子能在pH=11的溶液中大量共存的是(　　)
A. K+、NO3- 、Na+、OH-
B. CO32- 、K+、Cl-、Ca2+
C. H+、Ba2+、Cl-、SO42-
D. K+、OH-、 SO42- 、Cu2+
A
【方法平台】复分解反应的应用之一——判断离子共存问题溶液中含有多种离子时,若有两种离子可结合生成水、气体或沉淀之一,则二者不能共存。常见不能共存的情况:
(1)H+和OH-可结合生成水。
(2)H+和CO32-可结合生成H2CO3而放出CO2气体。
(3)OH-和Cu2+、Fe3+、Mg2+可结合生成沉淀。
(4)Cl-和Ag+, 和Ca2+、Ba2+, 和Ba2+、Ca2+等都可结合生成沉淀。
1.下列说法错误的是(　　)
A.碳酸钙不能用作补钙剂
B.氯化钠可用于配制生理盐水
C.碳酸氢钠是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一
D.碳酸钠广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等
A
2.检验碳酸盐的正确方法是(　　)
A.滴加盐酸,产生使木条火焰熄灭的气体
B.滴加BaCl2溶液产生白色沉淀
C.加热,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
D.滴加稀盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体
D
3.下列有关氨碱法与侯氏制碱法的说法错误的是(　　)
A.这两种方法都利用了不同物质的溶解能力不同进行分离
B.侯氏制碱法比氨碱法制碱的工艺更绿色环保
C.所用盐水都是除去杂质后的精盐水
D.其产品纯碱是一种用途广泛的碱
D
4.现有一含有多种溶质的无色溶液。关于该溶液中所含溶质有以下几种猜测,其中合理的是(　　)
A.H2SO4、NaOH、NaCl B.KNO3、NaCl、CuSO4
C.AgNO3、NaCl、HCl D.H2SO4、Na2SO4、KNO3
D
5.“NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”过程中的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是(　　)
C
6. 甲、乙两化工厂分布如图所示,箭头代表水流方向,如果在a处取水样检测,水中含有少量NaOH、Na2SO4;在c处取水样检测,pH=7且水中只含有少量NaCl。则b处水中含有的一组物质是(　　)
A.MgSO4　NaCl
B.H2SO4　Ba(NO3)2
C.BaCl2　HCl
D.H2SO4　MgCl2
C
(1)NH3溶于水得到氨水,将无色酚酞溶液滴入氨水中,溶液显　　　　色。
(2)写出反应Ⅰ的化学方程式　
;该反应的基本类型为　　　　_________________。
(3)操作a的过程是蒸发浓缩、　　　　、过滤。
(4)上述工艺流程中可循环利用的物质是　 。
7.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,其生产纯碱和副产品氯化铵的工艺流程如下图所示:
红
2NaHCO3 Na2CO3
+H2O+CO2↑
△
分解反应
结晶
二氧化碳
8. 某小组为了验证复分解反应发生的条件,选用了下列部分药品进行实验。
①氢氧化钠溶液 ②硫酸铜溶液
③稀盐酸 ④硝酸钾溶液
(1)为了验证有水生成的复分解反应能发生,某同学选择了①和③。你认为除上述四种药品外,还需增加的一种试剂是　　　 　 。
(2)选择　　 　(填序号)两种物质进行实验,能验证有沉淀生成的复分解反应能发生,其化学方程式为 。
酚酞试液(或石蕊试液)
①②
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
(3)下列反应中,能验证有气体生成的复分解反应能发生的是 (填序号)。
A.锌与稀硫酸反应 B.天然气燃烧
C.石灰石与稀盐酸反应 D.过氧化氢分解
C
9.不同类别的物质间存在着一定的关系,如图甲、图乙所示。(“-”表示相连的两种物质能发生反应,“→”表示某种物质可转化为另一种物质)
(1)碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液和稀盐酸之间的变化关系如图甲所示,回答下列问题:
①甲物质是　　　　,它的一种用途是 。
②写出“甲——乙”的化学方程式　 。
(2)图乙中能体现某些物质间变化关系的是　　　　。(填标号)
　除铁锈
HCl
Na2CO3+2HCl=2NaCl
+H2O+CO2↑或NaOH+HCl=NaCl+H2O
A、B、C