第八单元 第三节 海水制碱 导学案.docx
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第八单元第三节海水制碱导学案
第三节海水“制碱”
【导学探究】
一、氨碱法制纯碱
1.工业流程
工业上以和为原料,以为媒介,采用制得纯碱。
制取的流程如下:
盐水
精盐水
氨盐水
碳酸氢钠
纯碱,有关反应的化学方程式为:
NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3+NH4Cl、2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O。
2.纯碱和碳酸氢钠的用途
(1)纯碱:
Na2CO3俗称或,在化学工业中用途极广,如、、、人造纤维及玻璃生产等均需大量的纯碱。
(2)碳酸氢钠:
俗称,又称,是制造、、的重要原料,在医疗上,它是治疗的一种药剂。
二、纯碱的性质
1.纯碱的物理性质:
纯碱是一种色体,易溶于水。
2.纯碱的化学性质
(1)与指示剂作用
能使酚酞试液变色,说明其水溶液显性。
碳酸钠属于盐,但它的水溶液呈碱性,可见,盐类物质的水溶液不一定都呈中性。
(2)与酸反应
与盐酸反应的化学方程式:
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑;
与硫酸反应的化学方程式:
Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑。
(3)与某些碱反应
与澄清石灰水反应的化学方程式:
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
(4)与某些盐反应
与氯化钡溶液反应的化学方程式:
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。
3.盐的溶解性:
不同盐的溶解性不同,如CaCO3、AgCl等溶于水,NaCl、MgCl2、Na2CO3、CuSO4、AgNO3等均溶于水。
常见盐的溶解性可查阅溶解性表。
钾、钠、铵盐水中溶,硝酸盐入水无影踪;盐酸盐除去银、亚汞,硫酸钡、铅水不溶;碳酸盐大多都不溶。
4.复分解反应的实质:
酸、碱、盐所电离出的之间的互换反应,生成、或的过程。
三.复分解反应的实质与离子共存
1.复分解反应的实质
复分解反应指的是由两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应。
其实质是化合物电离生成阴、阳离子后,可以相互反应的离子在溶液中不能共存,结合生成水、气体或沉淀。
反应的方向是向着减小溶液中离子浓度的方向进行的。
如酸与碱反应的实质是H+和OH-结合成H2O,其他离子没变化。
如果几种离子混合后,离子的浓度不减小,反应就不能发生。
如Na2CO3溶液和NaOH溶液不发生反应。
2.离子共存
溶液中离子能大量共存,是指离子间不发生反应;离子不能共存,是指离子因发生反应而结合成了沉淀、气体或水。
①与H+不共存的离子有:
OH-、CO
、HCO
等;
②与OH-不共存的离子有:
H+、NH
、Cu2+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ag+等;
③彼此结合成沉淀的金属离子与酸根离子不共存,如:
Cl-与Ag+、Ba2+和SO
、Ca2+和CO
、Ba2+与CO
等。
【例题】(2011·江苏盐城中考)能在水中大量共存的一组离子是()。
A.NH
、Na+、Cl-、SO
B.H+、Na+、NO
、CO
C.K+、Ba2+、OH-、SO
D.K+、Ag+、NO
、Cl-
思路点拨:
离子之间不能大量共存就是能发生复分解反应,此时两离子反应符合复分解发生的条件。
即有沉淀、气体或水生成。
解析:
B项中的H+与CO
能反应生成气体,C项中的Ba2+与SO
能反应生成沉淀,D项中的Ag+与Cl-也能反应生成沉淀,都符合复分解反应的条件,它们之间不能相互共存。
答案:
A
【跟踪训练】
1.在化学发展史上,为制碱工业作出杰出贡献的科学家是()。
2.下列物质的名称、俗名与化学式完全对应的是()。
A.氯化钠食盐NaCl2
B.碳酸氢钠纯碱NaHCO3
C.氢氧化钙熟石灰CaO
D.氢氧化钠火碱NaOH
3.下列对纯碱的性质说法不正确的是()。
A.能与指示剂作用B.能与酸反应
C.能与烧碱反应D.能与氢氧化钙反应
4.下列物质混合后,不能发生复分解反应的一组是()。
A.K2SO4溶液和Ba(OH)2溶液混合
B.KCl溶液和Cu(NO3)2溶液混合
C.CuSO4溶液和NaOH溶液混合
D.Na2CO3溶液和HCl溶液混合
5.“NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”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()。
6.氧气、干冰、熟石灰和纯碱四种物质分别与下列图中的人类活动有关,请将它们的化学式填在图下相应的括号内。
7.分别选用一种试剂,用化学方法除去下列物质中的杂质:
(1)NaOH溶液中混有少量的Na2CO3:
__________________________________;
(2)H2中混有少量的CO2:
________________________________________;
(3)NaCl溶液中混有少量的Na2CO3:
______________________________。
【课后提高】
1.小明、小刚等四位同学,对生活中的化学现象进行了探究,以下是他们对探究结果的描述,其中不正确的是()。
2.现有①液态氧;②铁锈;③食盐水;④纯碱;⑤氢氧化钾,⑥石油。
对上述物质的分类全部正确的是
()。
A.盐——③④B.纯净物——④⑤⑥
C.碱——④⑤D.混合物——②③⑥
3.一天,小影惊奇地发现妈妈蒸馒头时用的不是纯碱,而是小苏打,她好奇地问:
“为什么不用纯碱而用小苏打?
”妈妈说:
“面团没发酵,不能用纯碱。
”通过查阅资料小影发现小苏打的化学式为NaHCO3,是一种常用的膨松剂,加热可转化为纯碱。
下列小影相关的推断不合理的是()。
A.小苏打是膨松剂是因为能产生二氧化碳气体
B.小苏打受热转化为纯碱是分解反应
C.小苏打属于酸
D.小苏打对人体无害
4.物质王国的“小朋友”在做游戏,五位“小朋友”手拉手围成一圈(如下图所示),要求相邻的“小朋友”之间必须能互相“配合”(即必须能发生化学反应),他们才能将游戏进行下去。
场外还有四位替补“队员”。
下列有关说法正确的是()。
A.圈内相邻的“小朋友”之间均未能发生置换反应
B.五位“小朋友”中的任意两位均不能互相调换位置
C.若“Na2CO3”小朋友玩累了,可换上场外的“K2CO3”
D.若“Ba(OH)2”小朋友玩累了,可换上场外的“KOH”
5.鉴别下列各组物质,所加试剂不能达到目的的是()。
6.有一包白色固体,可能含有Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种。
取样溶于水,有白色沉淀产生;过滤后,向该白色沉淀中滴加盐酸,沉淀完全溶解并有气体产生。
由此推断白色固体中()。
A.可能存在NaOHB.可能存在Na2SO4
C.肯定不存在BaCl2D.肯定存在Na2CO3和Na2SO4
7.(2011·四川广安中考)下列各组物质能在pH=1的无色溶液中大量共存的是()
A.K2SO4Ba(OH)2KClB.Cu(NO3)2NaClKNO3
C.Na2CO3KNO3NH4ClD.MgSO4NaNO3KCl
8.下列各组物质间通过一步反应就能实现如图转化,则甲、乙、丙可能是()。
A.NaOHNaClNaNO3
B.CO2Na2CO3H2O
C.CaOCa(OH)2CaCO3
D.H2O2H2OO2
9.(2011·山东潍坊中考)某同学在自家厨房中找到一种白色粉末,到学校实验室进行实验,实验过程与现象如下:
对此粉末的成分判断正确的是()。
A.该粉末一定是碳酸钠B.该粉末一定是碳酸氢钠
C.该粉末一定是氯化钠D.该粉末可能是碳酸钠或碳酸氢钠
10.(2011·浙江中考)一种溶液里可能含有NO
、Cl-、CO
、SO
四种阴离子之中的一种或几种,取少量这种溶液分别盛放于两支试管中,进行如下实验:
(1)向第一个试管中加入BaCl2溶液时生成白色沉淀;
(2)向第二个试管中逐滴加入稀硝酸时,溶液生成无色气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊,继续加入稀硝酸使溶液显酸性时,再加入硝酸钡溶液不产生沉淀。
据实验推断:
溶液中肯定不含有________离子,肯定含有__________离子,可能含________离子。
11.(2011·四川乐山中考)利用井盐和合成氨生产的氨气及二氧化碳生产纯碱的“联合制碱法”是由我国著名化学家侯德榜先生发明的,其氯化钠的利用率高达96%。
其原理流程如下图所示:
(1)氨极易溶于水,向饱和食盐水通入氨气可得到饱和食盐水和氨水的混合盐水(称为氨盐水)。
氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳,其原因是____________________;
(2)写出氯化铵溶液与熟石灰反应的化学方程式________________________________。
12.(2011·广东肇庆中考)氯化钙是多用途的干燥剂和建筑防冻剂。
实验室里用石灰石和盐酸制备二氧化碳的含酸废液(含有MgCl2、FeCl3等)通过以下途径制得无水氯化钙。
(1)操作Ⅰ的名称为____,操作Ⅱ的名称为______。
滤渣的化学成分有______________________。
(2)石灰乳的作用是①______________________,②__________________________,写出其中1个反应的化学方程式____________________________________。
13.下列曲线图与实验事实相一致的是()。
14.某实验小组开展复分解反应研究性学习,设计了如下研究性学习思路:
【练习质疑】下列各组物质间均能反应,写出③④反应的化学方程式。
①氢氧化钠溶液与盐酸
②碳酸钠溶液与硫酸
③硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液:
_______________________________________。
④碳酸钠溶液和氯化钡溶液:
_________________________________________。
【研究讨论】上述反应为什么能够发生?
是因为这些反应物中含有特殊的阴、阳离子,如①中有H+和OH-,②中有H+和CO
,③中有________,④中有________。
【构建网络】按照一定的顺序排列这些离子,就可以形成一种网络形式。
在网络中,用短线相连的这些阴、阳离子能两两结合生成沉淀或气体或水。
现有Ca2+、SO
、NH
,请将它们填入下面合适的“()”中,使其形成一个更为完整的复分解反应网络。
【拓展运用】通过形成的网络,可以判断化合物间能否共存,进行物质的鉴别,用于物质的除杂等。
如硫酸钠溶液中混有硫酸铵,可以加入________(填写化学式)除去硫酸铵。
15.(2011·山东潍坊中考)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
请完成下列填空:
(1)写出流程中一种氧化物的化学式__________________________________。
(2)NH3溶于水得到氨水,该溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①氯化镁溶液与氢氧化钙溶液反应:
______________________。
②氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应:
______________________。
(4)工业生产纯碱的流程中,碳酸化时析出碳酸氢钠而没有析出碳酸钠的原因是:
__________________________。
(5)写出高温煅烧碳酸氢钠制纯碱的化学方程式________________。
16.小洁发现妈妈在面粉中加入一种白色粉末,做出的蛋糕、馒头疏松多孔。
她很感兴趣,想探究这种“神奇粉末”的成分。
通过对市场上相关产品进行调查,她发现了如下图所示的三种商品,认为妈妈使用的白色粉末是以下三种商品中的一种。
商
品
成
分
碳酸钠
碳酸氢钠
碳酸氢钠、
有机酸
用
法
面粉加水揉和成面团,发酵后产生酸味,加入适量纯碱,反复揉和,加热即可制成松软的馒头
面粉无需发酵,直接加入适量小苏打,加水调和,放入烤箱加热即可制成疏松多孔的糕饼
面粉与发酵粉按比例拌匀,放入适量温水揉和,放置一段时间,即可蒸、烘、烤制成疏松多孔的各种食品
(1)纯碱的化学式是________,这三种商品在使用过程中都能产生一种气体,使做成的食品疏松多孔,这种气体是________。
(2)小洁通过阅读纯碱和小苏打的用法,推测出小苏打不同于纯碱的化学性质是________________________________________________________________________。
(3)根据获得的信息,小洁设计实验方案,在实验室探究这种白色粉末的成分。
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量白色粉末于试管中,加入适量蒸馏水
固体溶解,无其他明显现象
__________
②__________
有无色气泡产生
白色粉末一定是纯碱[
实验反思:
老师提示小洁第②步实验得出的结论有不足之处,请你帮助小洁改进实验方案,确认白色粉末的成分,并完成实验报告。
实验操作
实验现象
实验结论
参考答案
【导学探究】
一、1.食盐石灰石氨气氨碱法制
2.
(1)纯碱苏打石油精炼粗盐精制硬水软化
(2)小苏打酸式碳酸钠灭火器发酵粉饮料胃酸过多
二、1.白固
2.
(1)红碱
3.难易
4.离子沉淀气体水
【跟踪训练】
1.答案:
D
2.答案:
D
3.答案:
C
4.答案:
B
5.答案:
C
6.答案:
Ca(OH)2O2Na2CO3CO2
7.答案:
(1)Ba(OH)2溶液或Ca(OH)2溶液
(2)NaOH溶液(3)稀盐酸或BaCl2溶液
【课后提高】
1.解析:
纯碱(碳酸钠)由金属离子和酸根离子构成,属盐类;纯碱溶于水显碱性,可以代替洗洁精洗涤餐具表面的油污;纯碱与酸反应产生二氧化碳气体,可除去面团发酵时产生的酸;纯碱和食盐都易溶于水,不能用加水溶解的方法检验。
答案:
C
2.答案:
D
3.解析:
小苏打受热时发生反应的化学方程式为:
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,该反应为分解反应,A、B推断合理;小苏打属于盐,C推断不合理;小苏打可用作食品膨松剂,说明其对人体无害,D推断合理。
答案:
C
4.解析:
置换反应必须有单质参与反应,五位“小朋友”均为化合物,故A正确;Ba(OH)2和Ca(OH)2交换位置后对反应无影响,故B错误;K2CO3替换Na2CO3后可与Ba(OH)2、CuSO4发生复分解反应,故C正确;KOH与Na2CO3不能满足复分解反应发生的条件,故D错误。
答案:
AC
5.解析:
NaOH溶液能使酚酞试液变红色,稀H2SO4不能使酚酞试液变色,A可行;稀H2SO4与Na2CO3溶液反应产生气体,与NaCl溶液不反应,B可行;稀HCl与Ba(OH)2溶液和NaOH溶液反应均无明显现象,C不可行;BaCl2溶液与稀HCl不反应,与稀H2SO4反应产生白色沉淀,D可行。
答案:
C
6.解析:
此类推断题可根据题目所给信息逐步加以推断。
取样溶于水,有白色沉淀产生,该白色沉淀可能为BaCO3或BaSO4或两者都有,过滤后,向该白色沉淀中滴加盐酸,沉淀完全溶解并有气体产生,可确定该沉淀为BaCO3,故该白色固体中一定含有Na2CO3和BaCl2,一定不含Na2SO4,由于NaOH对检验过程没有影响,故无法判断其是否存在。
答案:
A
7.答案:
D
8.解析:
A项,无法实现由NaNO3一步转化为NaCl;B项,二氧化碳与氢氧化钠生成碳酸钠,碳酸钠与盐酸生成水,但由H2O生成Na2CO3不能一步实现;C项CaCO3无法经一步反应生成Ca(OH)2。
答案:
D
9.解析:
由题意知:
Na2CO3、NaHCO3都与酸(HCl)反应,都产生使澄清石灰水变浑浊的CO2气体,故无法确定该粉末是Na2CO3还是NaHCO3。
答案:
D
10.答案:
SO
CO
Cl-、NO
11.答案:
(1)氨盐水显碱性
(2)2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑
12.答案:
(1)过滤冷却结晶或结晶Mg(OH)2、Fe(OH)3[写出Ca(OH)2也可]
(2)①中和废液中的酸②使废液中的镁、铁充分沉淀(①②的回答顺序可调换)
2HCl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O或MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2或2FeCl3+3Ca(OH)2===2Fe(OH)3↓+3CaCl2(有无“↓”都可)
13.解析:
向一定体积的HCl溶液中滴加NaOH溶液,溶液的pH由7以下逐渐升高并超过7,A错误;t℃时,向饱和NaCl溶液中加入蔗糖,蔗糖会溶解在溶液中,由于溶液质量增大,NaCl溶质的质量不变,故NaCl的质量分数逐渐减小,当蔗糖达到饱和时,NaCl的质量分数不再变化,B正确;向一定量的HCl和CaCl2溶液中不断滴入Na2CO3溶液时,溶液中的Na2CO3先与HCl反应产生CO2气体,C错误;向CuCl2和H2SO4中加入Ba(OH)2溶液时,Ba(OH)2先与H2SO4反应产生BaSO4沉淀,D错误。
答案:
B
14.解析:
本题为探究复分解反应发生条件的综合题。
复分解反应的实质是酸、碱、盐所电离出的离子相互结合,生成沉淀、气体或水的过程。
在初中阶段,生成水的离子组合主要是H+和OH-,生成气体的离子组合主要是H+和CO
、OH-和NH
,生成沉淀的离子组合较多,应结合酸、碱、盐的溶解性表来记忆。
答案:
2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaClCu2+、OH-Ba2+、CO
NH
Ca2+SO
NaOH
15.解析:
(1)流程中的氧化物有CO2和H2O;
(2)氨水是一种碱,碱的pH>7;(3)按照化学方程式的书写步骤逐一完成;(4)同温下的NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,故碳酸化时,Na2CO3未析出;(5)NaHCO3高温时可分解为Na2CO3、CO2和H2O。
答案:
(1)CO2或H2O
(2)大于
(3)①MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2
②CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
(4)相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度
(5)2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑(反应条件写“△”也可)
16.解析:
(1)三种商品使用方法不同,产生气体的原理也不同。
食用纯碱和面粉发酵生成的酸反应生成二氧化碳气体;食用小苏打(主要成分为碳酸氢钠)在受热时分解产生二氧化碳气体;快速发酵粉中的碳酸氢钠和有机酸反应生成二氧化碳气体。
(2)碳酸氢钠受热易分解,
而碳酸钠受热不易分解。
(3)快速发酵粉溶于水时,其中的碳酸氢钠会与有机酸反应生成二氧化碳气体,该固体溶解时无明显现象,说明不是快速发酵粉;碳酸钠、碳酸氢钠与酸(如稀盐酸)反应都可产生气泡,故可推测第②步操作是向白色粉末中滴加稀盐酸,但仅根据此现象仍然无法判断是碳酸钠还是碳酸氢钠,进一步实验可利用碳酸氢钠受热易分解这一性质,通过加热看是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生,从而鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。
答案:
(1)Na2CO3CO2
(2)NaHCO3受热易分解,产生CO2
(3)
实验操作
实验现象
实验结论
该白色粉末不是快速发酵粉
取少量白色粉末于试管中,滴加稀盐酸
取少量白色粉末于试管中,塞上带导管的单孔塞,导管另一端伸入澄清石灰水中,加热固体
若产生无色气泡,使澄清石灰水变浑浊
该白色粉末是小苏打(NaHCO3)
若无明显现象
该白色粉末是纯碱(Na2CO3)
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- 第八单元 第三节 海水制碱 导学案 第八 单元 三节 海水