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专注优势学科★★★★★助力关键时刻博学之·审问之·慎思之·明辨之·笃行之1化学辅导讲义年级：九年级辅导科目：化学课时数：3课题桃李阁专题第9讲——粗盐提纯与侯氏制碱法教学目的1.初步掌握酸碱盐的概念及性质。2.初步掌握中和反应的概念及特征。3.初步掌握复分解反应的概念及规律。教学内容考点一：粗盐提纯1、粗盐的初步提纯只是去除不溶性杂质，得到的精盐中还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质。2、粗盐中由于含有氯化镁、氯化钙（无水氯化钙可用作干燥剂）、硫酸钠等杂质，易吸收空气中的水分而潮解。分别加过量的NaOH、过量的BaCl2、过量的Na2CO3，过滤得4种滤渣：Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3、BaSO4，3种滤液：NaOH、Na2CO3、NaCl；再加过量盐酸，除去过量的NaOH、Na2CO3。过量盐酸再蒸发除去，得到NaCl晶体。3、实验步骤：溶解、过滤、蒸发、回收。4、实验仪器实验步骤实验仪器其中玻璃棒的作用溶解烧杯、玻璃棒搅拌，加速溶解过滤铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒引流蒸发铁架台（带铁圈）、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒防止由于局部温度过高，造成液滴飞溅回收玻璃棒转移固体的工具5、蒸发时要经常用玻璃棒搅拌液体，防止由于局部温度过高造成液滴飞溅。6、当水接近全部蒸发时熄灭酒精灯，停止加热，利用余热使剩余水分蒸发。【例1】制盐工业：通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如下：粗盐溶解过滤BaCl2NaOHNa2CO3HCl沉淀滤液精盐蒸发、结晶、烘干过量④过量过量①②③⑤⑥⑦粗盐溶解过滤BaCl2NaOHNa2CO3HCl沉淀滤液精盐蒸发、结晶、烘干过量④过量过量①②③⑤⑥⑦（1）在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌，作用是。（2）第②步操作的目的是除去粗盐中的（填化学式，下同），第⑥步操作的目的是除去滤液中。（3）第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、（填化学式）。（4）在第③步操作中，选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH，理由是。（5）在制备精盐的过程中，氯化钡和碳酸钠溶液的添加顺序是否可以颠倒________，理由：。【例2】氯化钠是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。(1)粗盐除含NaCl外，还含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是粗盐提纯的操作流程。提供的试剂：Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、饱和NaCl溶液。①欲除去溶液I中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4，从提供的试剂中选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为：过量的NaOH溶液、、；②在滤液中加盐酸的作用是；专注优势学科★★★★★助力关键时刻博学之·审问之·慎思之·明辨之·笃行之2(2)用提纯的NaCl配制200g0.9％的生理盐水，需要NaCl的质量为g。①配制该溶液时所需要的玻璃仪器有；②如果配制后溶液溶质的质量分数低于0.9％，你认为可能的原因是。(任写一个)【例3】某同学用某种粗盐进行提纯实验，步骤见下图。请回答：（1）步骤①和②的操作名称是。（2）步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是；步骤④加热蒸发时要用玻棒不断搅拌，这是为了防止，当蒸发皿中有较多量固体出现时，应，用余热使水份蒸干。（3）猜想和验证：【例4】．通过海水晾晒可得粗盐．粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2以及泥沙等杂质．为了有效将粗盐提纯，实验的各步操作流程如下图所示．根据以上信息回答：（1）在完成操作Ⅰ之前，必须加入的X物质是；（2）操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称是．操作Ⅱ后的沉淀物中含有的物质是；（3）在实验过程中加入过量的NaOH溶液，其实验目的是，有关化学方程式是；（4）判断加入的盐酸“适量”的方法是；（5）实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量，原因是。【例5】．地球是一颗蓝色的星球，表面大部分被海洋覆盖，海水中蕴含的元素多达80多种．通过海水晒制可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、MgSO4以及泥沙等杂质．以下是一种制备精盐的实验方案，步骤如下（用于沉淀的试剂稍过量）：回答下列问题：（1）操作①能否改用硝酸钡溶液？说明原因：；（2）进行操作①后，判断BaCl2过量的方法是；（3）加入Na2CO3的目的是；为什么不先过滤而后加Na2CO3溶液，其理由是；（4）滤液的主要成分有；此实验方案尚需完善，具体步骤是。猜想验证的方法现象结论猜想Ⅰ:固体A中含CaCO3、MgCO3。取少量固体A于试管中，滴加稀盐酸，并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口。猜想Ⅰ成立猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3。取少量固体A于试管中，先滴入，再滴入Na2SO4溶液有气泡放出，无白色沉淀猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4。取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水，；猜想Ⅲ成立适量盐酸3固体A滤液2NaCl溶液NaCl晶体蒸发42Na2CO3(过量)、搅拌水、搅拌1粗盐滤液1泥沙专注优势学科★★★★★助力关键时刻博学之·审问之·慎思之·明辨之·笃行之3考点二：侯氏制碱法的发明特点和原理1、发明特点：这个新工艺使食盐利用率从70%一下子提高到96%，也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。所谓“联合制碱法”中的“联合”，指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起，利用了生产氨时的副产品CO2，革除了用石灰石分解来生产，简化了生产设备。2、发明原理：侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体和难电离的物质生成。他要制纯碱（Na2CO3），就利用NaHCO3在溶液中溶解度较小，所以先制得NaHCO3，再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以就在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子，这其中NaHCO3溶解度最小，所以析出，其余产品处理后可作肥料或循环利用。第一步是：氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K～283K(5℃～10℃)时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。3、化学原理：侯氏制碱法又名联合制碱法：（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3；（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；（3）2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑；即：①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加）=NH4Cl+NaHCO3↓（溶解度一定，因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀）②2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑优点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序。注：纯碱就是碳酸钠。【例1】.1892年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为原料生产Na2CO3,叫索尔维法．其主要步骤是：（1）在NH3饱和的NaCl溶液中通入CO2制得NaHCO3；（2）再将NaHCO3焙烧制得纯碱，CO2循环使用；（2）在析出小苏打的母液中加入生石灰，NH3循环使用。1940年，我国著名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维”法的技术封锁，并加以改进，用NaCl固体代替生石灰，加入母液使NH4Cl晶体析出，生产出纯碱和氯化铵．这便是举世闻名的“侯氏制碱法”。试回答：氨碱法专注优势学科★★★★★助力关键时刻博学之·审问之·慎思之·明辨之·笃行之4(1)在氨饱和NaCl溶液中通入CO2的两步反应方程式为；(2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因；(3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是；(4)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是。【例2】.1940年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反应的化学方程式如下：NH3＋CO2＋H2ONH4HCO3；NH4HCO3＋NaClNaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O联合制碱法“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产，请写出工业合成氨的化学反应方程式；（2）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是。a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出【例3】.（11分）某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究。【产品与原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱（Na2CO3）和化肥NH4Cl。生产原理是：将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物，反应为：NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；分离出NaHCO3，加热制得纯碱。【生产流程】【相关资料】⑴NH4Cl△NH3↑+HCl↑⑵已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）物质NaClNaHCO3NH4ClNH3CO2溶解度36.0g[9.6g37.2g7100.9【问题讨论】：⑴操作Ⅰ、Ⅱ的名称为。⑵反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程式：。⑶反应③中得到纯碱的化学方程式为：。⑷溶液B中的溶质有（至少写出两种）。专注优势学科★★★★★助力关键时刻博学之·审问之·慎思之·明辨之·笃行之5⑸上述生产流程中可循环使用的是（填序号）。A.挥发性气体CB.溶液DC.氢氧化镁D.化肥NH4Cl【组成确定】⑴称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；⑵另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质（写化学式）。【含量测定】称取纯碱样品10.8g加入适量水,再加入过量CaCl2溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为品。计算过程：【总结反思】某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl2溶液改为BaCl2溶液，测定误差会减小，其理由是。【课后练习】1．为了除去粗盐（主要成分为NaCl）样品中含有少量的氯化镁和硫酸钠杂质，某学生根据氯碱工业中精制食盐水的基本原理，运用所学知识设计了如下图所示的①至⑤步除杂方案：请根据上述除杂方案，回答下列问题：①沉淀甲是；沉淀乙是_________；沉淀丙是____________；滤液C中的溶质是；操作⑤中加入过量盐酸的作用是；②假设整个操作过程中物质转化无损失，则固体丁中NaCl的质量比原样品中NaCl的质量（填增大、不变或减小）；若在操作②中改为加过量的KOH溶液，固体丁中可能含有的杂质是。2．通过海水晒制可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、MgSO4以及泥沙等杂质．以下是制备精盐的实验方案：（1）操作1中，加入NaOH溶液除杂时，反应的化学方程式为；（2）操作2中，不能用硝酸钡溶液代替BaCl2溶液，原因是；（3）加入Na2CO3除去的杂质离子是；（4）进行操作3后，判断Na2CO3过量的方法是；（5）滤液中，需加入适量的试剂，这种试剂的名称是；（6）在操作4中，需要进行蒸发，蒸发时需用到的仪器有铁架台（含铁圈）、