第一单元　化学是认识和创造物质的科学课堂实录及点评

联合制碱工业

学习要求：结合问题情境，关注工业生产的条件控制，感受知识的发展过程。

[微单元一]展示纯碱样品：纯碱在工业生产中有哪些用处？

资料卡：人类最初是从盐碱湖中得到纯碱的，但是，随着工业的迅速发展，已远远不能满足生产的需要。1862年，比利时化学家索尔维，创立了以食盐、石灰石、氨为主要原料的索尔维制碱法(又叫氨碱法)，由于产量高、质量优、能连续生产，很快被应用于工业化生产。

[投影展示]索尔维制碱法的工艺流程图（图1）

[问题一]请仔细阅读和分析，用自己的语言描述该流程图的过程有哪些?

[问题二]我们知道NaHCO3是易溶于水的，为什么会析出NaHCO3晶体呢?

[问题三]请思考溶液中析出晶体应具备什么条件?为何析出的是NaHCO3晶体?

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[问题四]索尔维制碱法是怎样处理NH4Cl的?

NaCl能充分利用吗?

[问题五]其实氯化铵是重要的化工原料和肥料，请借鉴碳酸氢钠晶体析出的原理，想想看如何直接分离NaCl和NH4Cl，既能得到NH4Cl，又能使NaCl循环使用? 资料卡：NaCI和NH4Cl溶解度数据。

[微单元二]侯氏制碱法

[投影展示]侯氏制碱法的流程图。

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[问题六]请比较侯氏制碱法和索尔维制碱法的流程图，分析二者过程的相同与不同之处

[问题七]如何在实验室利用简单的仪器制取碳酸氢钠

实验目的

仪器与药品：

实验步骤

现象、解释、结论及反应方程式

[微单元三]真题赏析

1．碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。完成下列填空：

（1）二氧化碳通入氨水的过程中，先有

晶体（填写化学式）析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。

（2）含0.800mol NH3的水溶液质量为54.0g，向该溶液通入二氧化碳至反应完全，过滤，得到滤液31.2g，则NH4HCO3的产率为

%。

（3）粗盐（含Ca2+、Mg2+）经提纯后，加入碳酸氢铵可制得碳酸钠。实验步骤依次为：①粗盐溶解；②加入试剂至沉淀完全，煮沸；③

；

④加入盐酸调pH；⑤加入

；⑥过滤；⑦灼烧，冷却，称重。

（4）上述步骤②中所加入的试剂为

、

。

（5）上述步骤④中加盐酸调pH的目的是

。

（6）为探究NH4HCO3和NaOH的反应，设计实验方案如下：

含0.1mol NH4HCO3的溶液中加入0.1mol NaOH，反应完全后，滴加氯化钙稀溶液。若有沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为

（写离子方程式）；

若无沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为

（写离子方程式）。该实验方案有无不妥之处？若有，提出修正意见。

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[微单元四：阅读材料]中国化工之父——范旭东

他是***说过的在中国实业界与张之洞、卢作孚、张謇并称四个不能忘记的人之一。1910年，范旭东在京都帝国大学理学院应用化学系完成学业。次年秋天，辛亥革命爆发，范旭东日夜兼程回到了祖国。在一次到欧洲考察盐务的过程中，范旭东来到号称“世界碱工厂”的英国卜内门公司考察，但傲慢的主人竟摆出一副嘲弄的姿态，把他引进了锅炉房，目中无人地说：“你们中国人是看不懂制碱工艺流程的，还是参观锅炉房吧！”范旭东的心被深深刺痛了，他对大海起誓，一定要兴办中国自己的化学工业！回国后，他辞去公职，开始了自己的创业之旅。

1914年冬天，范旭东一个人来到天津塘沽，在附近荒凉的渔村中，开始了研制精盐的试验，日以继夜，终于将粗黑的海盐变成了雪白的精盐，氯化钠的含量达到了90%以上。次年6月，范旭东集资创办了“久大精盐公司”，全心全意地扑在了制盐事业上。12月7日，久大公司的机器生产出中国第一批洁白纯净的精盐。第一次世界大战结束后，范旭东团结山东的盐商，共同筹集资金，全部收回了日本在青岛的盐场，并且要求日本每年购回青岛精盐150万担至350万担，不仅为国家收回了主权，而且为自己打开了国际市场。

制盐成功，范旭东将碱作为了下一步的发展计划。1919年，近代中国最大的制碱厂——永利碱厂在天津塘沽破土动工。范旭东立志不但要制碱，而且要用当时世界上最新的“苏尔维法”制碱，经过大胆的摸索和反复的实验，他首次制成了9000克的人工碱。1924年8月13日，永利碱厂正式开工出碱。但由于大规模制碱的一系列技术难题尚未完全攻克，因此永利碱厂花费了好几年的时间和精力，生产出来的竟是红黑相间的劣质碱。当时担任总工程师的侯德榜，带来了在美国设计好的图纸，与工程技术人员一道，测试各种机器，探究失败的原因，经过调整改进，反复摸索实验，终于揭开了苏尔维制碱法的秘密，解决了一个个技术难题。1926年，永利碱厂生产者的红三角牌纯碱，质量已经超过了英国卜门公司的洋碱。这年秋天，在美国建国150周年国际博览会上，红三角牌纯碱获金质奖，不但使中国人扬眉吐气，而且打开了广阔的国际市场。

在国内外的一片赞扬声中，范旭东鼓励侯德榜写一本制碱的学术著作，以揭开制碱工业的神秘面纱。他说：“我们不要学苏尔维的保守，我们要表现中华民族的崇高气度！”1933年，侯德榜的《纯碱制造》一书出版，轰动了全世界。永利碱厂的成功，并没有使范旭东满足。他深知，酸和碱，是化学工业的两个“翅膀”，所以他决心为祖国创办一座制酸厂！1937年2月5日，一座远东第一流的大型硫酸厂——永利铔厂，在南京大厂镇顺利落成。中国人以自己的辛勤和智慧，生产出了第一批国产硫酸，揭开了中国化学工业崭新的一页！

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