焰色試驗(yàn)侯氏制堿法（教學(xué)課件）-高一化學(xué)教學(xué)課堂

走進(jìn)奇妙的化學(xué)世界2022必修第一冊(cè)第二章

海水中的重要元素——鈉和氯第一節(jié)

鈉及其氧化物第1課時(shí)焰色試驗(yàn)

侯氏制堿法

節(jié)日燃放的五彩繽紛的煙花，就是鋰、鈉、鉀、鍶、鋇等金屬化合物呈現(xiàn)的各種艷麗色彩。

學(xué)習(xí)

目標(biāo)PART01PART02

了解純堿有關(guān)的生產(chǎn)歷史，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。了解焰色試驗(yàn)及其應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)”的核心素養(yǎng)。第4課時(shí)焰色試驗(yàn)侯氏制堿法

從元素合價(jià)和物質(zhì)類別兩個(gè)角度研究物質(zhì)的性質(zhì)，是一種行之有效的方法。元素的價(jià)-類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識(shí)的重要模型和工具。請(qǐng)把鈉及其常見化合物填入下圖。畫出它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并寫出相關(guān)的化學(xué)方程式或離子方程式。（課后完成）

還記得上次課里，我們做實(shí)驗(yàn)將金屬鈉進(jìn)行燃燒時(shí)，觀察到的火焰的顏色嗎？金屬鈉燃燒的火焰是黃色的

焰色反應(yīng)很多金屬或其化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色。研究對(duì)象條件物理變化一些金屬及化合物的焰色反應(yīng)黃色紫色磚紅色洋紅色綠色紫紅色黃綠色別忘了透過藍(lán)色鈷玻璃灼燒Na2CO3溶液時(shí)，火焰呈黃色；灼燒K2CO3溶液時(shí)，透過藍(lán)色鈷玻璃片可觀察到火焰呈紫色。焰色試驗(yàn)根據(jù)火焰呈現(xiàn)的特殊顏色，可以判斷試樣所含的金屬元素，化學(xué)上把這樣的定性分析操作稱作焰色試驗(yàn)?！緦?shí)驗(yàn)2-6】藥品：K2CO3透過藍(lán)色鈷玻璃觀察節(jié)日燃放的五彩繽紛的煙花，就是鋰、鈉、鉀、鍶、鋇等金屬化合物所呈現(xiàn)的各種艷麗色彩。

【思考討論】(1)焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì)還是單質(zhì)或某種化合物的性質(zhì)？

提示：焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì)，不是單質(zhì)或某種化合物的性質(zhì)。(2)焰色反應(yīng)屬于物理變化還是化學(xué)變化？提示：焰色反應(yīng)屬于物理變化不是化學(xué)變化。(3)觀察鉀元素的焰色反應(yīng)時(shí)為什么要透過藍(lán)色的鈷玻璃？提示：目的是濾去黃色的光，避免少量的鈉元素對(duì)鑒別鉀元素的干擾。【實(shí)驗(yàn)步驟】1、洗：用稀HCl浸洗鉑絲2、燒：將用稀HCl洗滌過的鉑絲在火焰上灼燒,直至火焰恢復(fù)原來顏色為止。3、蘸：用灼燒后的鉑絲蘸取待測(cè)物質(zhì)4、燒：將沾有待測(cè)物的鉑絲放在火焰上灼燒，觀察火焰的顏色。5、洗：用稀鹽酸洗滌用過的鉑絲。注意：在做鉀元素的焰色試驗(yàn)時(shí)，需透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察火焰顏色。為了濾去黃色的光，避免碳酸鉀中所含的微量鈉鹽造成干擾。是否可以用其它酸代替？是否可以用其它金屬絲代替？焰色反應(yīng)的用途①

鑒別金屬或金屬離子的存在②

做焰火材料①洗：用鹽酸洗去鉑絲表面的雜質(zhì)②燒：將鉑絲在酒精燈火焰上灼燒至與酒精燈顏色一致③蘸：蘸取試樣④燒：在火焰上灼燒⑤觀：觀察火焰顏色（若檢驗(yàn)鉀要透過鈷玻璃觀察）焰色試驗(yàn)操作小結(jié)科學(xué)史話

我國化學(xué)工程專家侯德榜于1943年創(chuàng)立侯氏制堿法。原料是食鹽水、氨氣和二氧化碳，產(chǎn)品為純堿和氯化銨。此方法提高了食鹽利用率,縮短了生產(chǎn)流程,減少了對(duì)環(huán)境的污染,降低了純堿的成本,克服了氨堿法的不足,曾在全球享有盛譽(yù),得到普遍采用。變換氣制堿的聯(lián)堿工藝,是我國獨(dú)創(chuàng),具有顯著的節(jié)能效果。中國的脊梁——侯德榜其中化學(xué)反應(yīng)分別為通氣：NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓加熱：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O“侯氏制堿法”的生產(chǎn)原理主要為：(1)將CO2通入到溶有NH3的飽和NaCl溶液中，觀察到有碳酸氫鈉晶體析出。(2)過濾得到碳酸氫鈉晶體，加熱使其分解生成碳酸鈉固體。

在中國化學(xué)工業(yè)史上，有一位杰出的科學(xué)家，他為祖國的化工事業(yè)奮斗終生，并以獨(dú)創(chuàng)的制堿工藝聞名于世界，他就像一塊堅(jiān)硬的基石，托起了中國現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的大廈，這位先驅(qū)者就是侯德榜。侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法的原理是將二氧化碳通入氨的氯化鈉飽和溶液中，使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出。三、侯氏制堿法原料、反應(yīng)原理、生產(chǎn)流程、優(yōu)點(diǎn)1、原料：NaCl(飽和)、NH3、CO2等2、反應(yīng)原理：制取碳酸氫鈉：NaCl(飽和)+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓制取碳酸鈉：2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑?問題1:NaHCO3為什么能析出？?jī)烧呷芙舛炔煌妓釟溻c的溶解度低于氯化鈉NaCl(飽和)+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl（副產(chǎn)物）

3、生產(chǎn)原理流程：NH3

CO2（原料1，由合成氨工業(yè)提供）（原料2）2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O（產(chǎn)品）4、優(yōu)點(diǎn)：提高了食鹽的轉(zhuǎn)化率；縮短了生產(chǎn)流程；減少了對(duì)環(huán)境的污染。問題2NH4Cl（副產(chǎn)物）能做什么？

做氮肥，所以侯氏制堿法又稱聯(lián)合制堿法（氮肥工業(yè)和制堿工業(yè)）.NH?在NaCl中的溶解度很大，先通入NH?使食鹽水顯堿性，能夠吸收大量CO