2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊(cè) 第二章 堿金屬 第二節(jié)鈉的化合物(備課資料).doc

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●備課資料 一、關(guān)于《Na2O2與H2O反應(yīng)使棉花燃燒》實(shí)驗(yàn)的剖析 教材P32 [實(shí)驗(yàn)2—6]難度較大，容易失誤。 實(shí)驗(yàn)室存放的Na2O2，盡管密封保存，但表層早已變質(zhì)，變?yōu)榘咨勰?。做本?shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)用藥匙去掉這層白色物質(zhì)，取其中的淡黃色固體Na2O2，這是關(guān)鍵的第一步。 “用棉花包住約0.2 g Na2O2粉末”。Na2O2不要撒在整個(gè)棉花上，應(yīng)盡量集中。上面不能用棉花包嚴(yán)，要露出一部分Na2O2，準(zhǔn)備在此處滴水。 “在棉花上滴幾滴水，觀察發(fā)生的現(xiàn)象”。這幾滴水至關(guān)重要，一是必須完全滴在Na2O2上，如不慎滴在棉花上，Na2O2與H2O反應(yīng)要放熱，且產(chǎn)生O2能助燃，但潮濕的棉花也難以著火；二是滴水量必須適當(dāng)（約4滴）。水滴少了，Na2O2不能完全反應(yīng)，放出熱量少，達(dá)不到棉花的著火點(diǎn)，不會(huì)有燃燒現(xiàn)象；水滴多了，則過多的水汽化要吸收熱量，棉花同樣不能燃燒。 在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)上述每個(gè)環(huán)節(jié)都必須引起足夠重視，缺一難以成功。 二、侯德榜和紅三角牌純堿 侯德榜出生在福建閩侯縣一個(gè)農(nóng)民家里。他青年時(shí)代就學(xué)于福州英華書院，后來考入上海閩皖鐵路學(xué)堂。1911年考入北京清華學(xué)堂，畢業(yè)時(shí)他十門課門門滿分。1913年赴美國(guó)留學(xué)，入麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)化工，后來在哥倫比亞大學(xué)研究院學(xué)習(xí)，1921年獲博士學(xué)位。1922年應(yīng)我國(guó)實(shí)業(yè)家范旭東先生邀請(qǐng)，回國(guó)任天津塘沽永利堿廠總工程師，領(lǐng)導(dǎo)解決純堿的生產(chǎn)問題。 純堿是以普通海鹽為原料的。中國(guó)是一個(gè)產(chǎn)鹽大國(guó)，然而當(dāng)年純堿卻要從外國(guó)進(jìn)口。剛滿三十歲的侯德榜立志要改變這種落后局面，生產(chǎn)出中國(guó)自己的純堿，為炎黃子孫爭(zhēng)氣。他出任總工程師后，吃住在廠里，帶領(lǐng)技術(shù)人員和工人一次次摸索試驗(yàn)，解決技術(shù)上的一個(gè)個(gè)難題，終于制出了高質(zhì)量的紅三角牌純堿。1926年，在美國(guó)舉行的一次世界博覽會(huì)上，紅三角牌純堿榮獲金獎(jiǎng)。 1937年，日本帝國(guó)主義侵略我國(guó)，永利堿廠內(nèi)遷四川，但當(dāng)時(shí)海鹽供給中斷，井鹽價(jià)格高昂，工廠原來用的索爾維法已不適應(yīng)實(shí)際情況。為擺脫困境，侯德榜于1938年至1942年，經(jīng)上千次的試驗(yàn)，終于對(duì)氨堿法作出了重大改革：將合成氨工業(yè)與純堿工業(yè)結(jié)合起來，把食鹽的利用率由70%提高到96%，不但生產(chǎn)純堿，而且還可以同時(shí)獲得NH4Cl化肥，這就是著名的“侯氏制堿法”。 “侯氏制堿法”轟動(dòng)了全世界，為此侯德榜于1943年被選為英國(guó)化工學(xué)會(huì)名譽(yù)會(huì)員。后來，美國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)也先后授予他榮譽(yù)會(huì)員稱號(hào)。 侯德榜的名字彪炳于世界科學(xué)史冊(cè)，赫然出現(xiàn)在世界各國(guó)大學(xué)化學(xué)教科書上。然而，40年代已研究成功的侯氏制堿法卻直到我國(guó)解放后才得以實(shí)現(xiàn)設(shè)廠投產(chǎn)。 三、侯德榜制堿法 (1)索爾維制堿法(氨堿法) 此法分3步：①制取飽和氨鹽水，將食鹽制成飽和食鹽水，用石灰、純堿除去鈣、鎂離子，得精制鹽水，通入氨氣，制成飽和氨鹽水。 ②碳酸氫鈉的生成 碳酸氫鈉是一種溶解度不大的細(xì)小晶體。當(dāng)溶液Na＋和HCO的濃度很大時(shí)，它們就會(huì)析出碳酸氫鈉晶體： 2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊(cè) 第二章 堿金屬 第二節(jié)鈉的化合物(備課資料) 總的化學(xué)方程式：NH3＋H2O＋CO2＋NaCl====NH4Cl＋NaHCO3↓＋Q ③純堿的生成和氨的回收 將過濾得到的碳酸氫鈉在200℃煅燒，生成碳酸鈉，為循環(huán)利用氨，在濾去碳酸氫鈉的母液中加入石灰乳和氯化銨反應(yīng)，放出氨氣，用于第①步。 索氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)是：原料食鹽、石灰石價(jià)廉易得，產(chǎn)品純度較高、副產(chǎn)品二氧化碳和氨氣可循環(huán)使用、生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是只用食鹽，石灰石成分的一半，食鹽利用率只有70%，副產(chǎn)品氯化鈣用途不大、較難處理。 (2)侯德榜制堿法(聯(lián)堿法) 聯(lián)合制堿法是制堿工業(yè)和合成氨工業(yè)聯(lián)合生產(chǎn)的方法。聯(lián)合制堿法可以充分利用合成氨工業(yè)的副產(chǎn)品二氧化碳，省去了石灰窖等設(shè)備，其生產(chǎn)原理與氨堿法相同，僅原料來源不同，它保留氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，避免它的缺點(diǎn)，特別是能合理利用氯化銨，使氯化銨中氯離子得到充分的利用，食鹽的利用率可達(dá)95%以上，作法是在母液中加入氯化鈉細(xì)小晶體，并在30℃~40℃時(shí)通入氨氣和二氧化碳達(dá)到飽和，然后冷卻到10℃以下，利用氯化銨和氯化鈉溶解度的差異，使氯化銨結(jié)晶析出，母液循環(huán)使用。 ●綜合能力訓(xùn)練 1．200℃時(shí)，11.6 g CO2和水蒸氣的混合氣體與足量Na2O2充分反應(yīng)，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加了3.6 g，則原混合氣體中CO2與H2O質(zhì)量比為（ ） A．1：1 B. 1：4 C. 11：18 D. 1：2 解析：由2Na2O2 ＋ 2CO2=====2Na2CO3 ＋ O2 △m 88 32 56 x 2Na2O2 ＋ 2H2O=====4NaOH ＋ O2↑ △m 36 32 4 y 所以x：y=11：18 g 。 答案：C 2．把a(bǔ) g Na2O和a1 g Na2O2分別加入等質(zhì)量水中（水足量），結(jié)果得到同濃度的溶液，則a 和a1的關(guān)系正確的是（ ） A．a(chǎn)=a1 B. a＞a1 C. a＜a1 D. 無法判斷 答案：C 3．在一定溫度下，向飽和Na2CO3溶液中加入1.06 g無水Na2CO3，攪拌后靜置，最終所得晶體質(zhì)量是（ ） A．等于1.06 g B．大于1.06 g 而小于2.86 g C．等于2.86 g D．大于2.86 g 解析：1.06 g Na2CO3形成晶體2.86 g （Na2CO310H2O）由于原飽和溶液中水的量減少，導(dǎo)致又析出晶體，故大于2.86 g。 答案：D 4．將106 g Na2CO3和84 g NaHCO3都經(jīng)充分強(qiáng)熱后分別跟足量鹽酸反應(yīng)，下列敘述正確的是（ ） A．消耗鹽酸一樣多 B．放出CO2一樣多 C．NaHCO3放出CO2多 D．NaHCO3放出CO2的量是Na2CO3的一半 答案：D 5．下列離子方程式正確的是（ ） A．Na2O2與水反應(yīng)：2Na2O2+2H2O====4Na++4OH-+O2↑ B．Na2O與HCl反應(yīng)：O2-+2H+====H2O C．NaHCO3溶液與稀H2SO4反應(yīng)：CO+2H+=====H2O+CO2↑ D．NaOH溶液與小蘇打溶液反應(yīng)：HCO+OH-=====H2O+CO2↑ 答案：A