陕西师范大学：光电功能材料《无机化学实验》课程教学资源（PPT讲稿）5氨碱法制取碳酸钠

1.工业制备纯碱的方法还有哪些？写出具体实验方案？2.什么是四元交互体系？3．查阅资料，判断NaHCO,转化为Na,CO,的反应在常温下是否可进行？此反应的转化温度为多少？如何判断NaHCO，反应进行完全？表5-1中，NaHCO,和NHHCO,的溶解度为什么不全？5.6.什么是气室法？7.假定NaCI完全转化为NaHCO，计算NaHCO的理论产量。8. 如果在制的NaHCO中含有水货杂质NaCl，分解后所得的Na,CO，与理论值有何偏差？9.回收NHCI的依据是什么？

1. 工业制备纯碱的方法还有哪些？写出具体实验方案？ 2. 什么是四元交互体系？ 3. 查阅资料，判断NaHCO3转化为Na2CO3的反应在常温下是否可 进行？此反应的转化温度为多少？ 4. 如何判断NaHCO3反应进行完全？ 5. 表5-1中，NaHCO3和NH4HCO3的溶解度为什么不全？ 6. 什么是气室法？ 7. 假定NaCl完全转化为NaHCO3，计算NaHCO3的理论产量。 8. 如果在制的NaHCO3中含有水货杂质NaCl，分解后所得的 Na2CO3与理论值有何偏差？ 9. 回收NH4Cl的依据是什么？

氨碱法制取碳酸钠一、实验目的掌握氨碱法制取碳酸钠的原理和方法：二、实验原理NH,+CO,+H,O = NH,HCO3NH,HCO3+ NaCI =NaHCO3+NHCI

氨碱法制取碳酸钠 一、实验目的 掌握氨碱法制取碳酸钠的原理和方法； NH3+CO2+H2O = NH4HCO3 NH4HCO3＋ NaCl ＝NaHCO3+NH4Cl 二、实验原理

01050607080902030401006.98.159.611.112.714.516.4NaHCO,35.735.836.036.336.637.039.837.337.838.439.0NaCI11.915.821.027.0NH,HCONH,CI29.433.345.850.455.260.265.637277342NaHCO3 = NaCO3+H,O+CO

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 6.9 8.15 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 — — — — 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 37.8 38.4 39.0 39.8 11.9 15.8 21.0 27.0 — — — — — — — 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2 60.2 65.6 71.3 77.3 NaHCO3 NaCl NH HCO 4 3 NH Cl 4 2NaHCO3 = NaCO3+H2O+CO2

1.NaHCO,的生成2. Na,CO3的生成3. NHCI的检验

1. NaHCO3的生成 2. Na2CO3的生成 3. NH4Cl的检验

35-40.°C冷阱塞紧塞子，振荡NaCI溶解达到饱和通入CO21. 10.0 gNaCI2.10 mL蒸馏水溶液颜色？至溶液颜色变浅3.5mL浓氨水记录溶液颜色？4.1滴酚向冷阱中加入向冷阱中加入继续通入CO210mL浓氨水继续通入CO210mL浓氨水振荡，使NaCI至溶液颜色变浅完全溶解记录溶液颜色？抽滤抽滤收集产品冰水冷却溶液变浑浊计算产率晶体形成NaHCO,母液洗乙醇洗继续通入CO（取1mL母液？）15 min

冷阱 3. 5 mL浓氨水 4. 1滴酚酞 2. 10 mL蒸馏水 1. 10.0 g NaCl 塞紧塞子，振荡， NaCl溶解达到饱和 溶液颜色？ 通入CO2 至溶液颜色变浅 记录溶液颜色？ 向冷阱中加入 10 mL浓氨水 继续通入CO2 至溶液颜色变浅 记录溶液颜色？ 35-40 oC 向冷阱中加入 10 mL浓氨水 振荡，使NaCl 完全溶解 继续通入CO2 溶液变浑浊 NaHCO3晶体形成 抽滤 母液洗 (取1mL母液？) 冰水冷却 继续通入CO2 15 min 收集产品 计算产率 抽滤 乙醇洗

Na,CO,的生成2NaHCO3 = Na,CO3+H,O+CO,NHCI的检验试管中加热少许母液（主要为NHCI)结论？(乙醇洗涤之前的母液？）红色湿润的石蕊试纸6 mol : L-1 NaOH

2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2 Na2CO3的生成 NH4Cl的检验 试管中 少许母液（主要为NH4Cl） (乙醇洗涤之前的母液？) 6 mol · L-1 NaOH 加热 红色湿润的 石蕊试纸 结论？

工业制备纯碱的方法还有哪些？写出具体实验方案？1.2.什么是四元交互体系？3.查阅资料，判断NaHCO,转化为Na,CO的反应在常温下是否可进行？此反应的转化温度为多少？如何判断NaHCO，反应进行完全？45.表5-1中的，NaHCO,和NH,HCO,的溶解度为什么不全？什么是气室法？67.假定NaCI完全转化为NaHCO3，计算NaHCO的理论产量。8.如果在制的NaHCO,中含有水或杂质NaCI，分解后所得的Na,CO,与理论值有何偏差？9.回收NHCI的依据是什么？10.明矾制备实验每人准备5个问题，和Na，CO，实验的报告一起交

1. 工业制备纯碱的方法还有哪些？写出具体实验方案？ 2. 什么是四元交互体系？ 3. 查阅资料，判断NaHCO3转化为Na2CO3的反应在常温下是否可进行？此反应的 转化温度为多少？ 4. 如何判断NaHCO3反应进行完全？ 5. 表5-1中的，NaHCO3和NH4HCO3的溶解度为什么不全？ 6. 什么是气室法？ 7. 假定NaCl完全转化为NaHCO3，计算NaHCO3的理论产量。 8. 如果在制的NaHCO3中含有水或杂质NaCl，分解后所得的Na2CO3与理论值有何 偏差？ 9. 回收NH4Cl的依据是什么？ 10. 明矾制备实验每人准备5个问题，和Na2CO3实验的报告一起交

二氧化碳焕烧纯碱碳酸氢钠饱和过滤反应后混合液（含氨气食盐水NaClNaHCOs母液（主要含食盐粉NH4CINH4HCO:)NaCINH4CI降温氨气过滤母液氯化铵(含NaCl)Bal百地侯氏制碱法生产流程示意图

吕布兰法第一步：利用硫酸将食盐转变为硫酸钠2NaCI +H2SO4（浓）===Na2SO4+2HCI个第二步：将硫酸钠与木炭、石灰石在炉中共热。炉中硫酸钠与木炭作用后生成硫化钠和一氧化碳：Na2SO4 + 4C==高温==Na2S + 4CO个接着硫化钠与石灰石进行反应，生成碳酸钠和硫化钙：Na2S+CaCO3==高温==Na2CO3+CaS由于产物中混有未反应的黑炭，因此产物成黑色灰状物，称为黑灰。黑灰中含40%~45%的碳酸钠。第三步：将黑灰用水浸取，溶液经浓缩后碳酸钠结晶析出。硫化钙不易溶于水，沉淀成渣子被弃掉

第一步：利用硫酸将食盐转变为硫酸钠： 2NaCl + H2SO4（浓）===Na2SO4 + 2HCl↑ 第二步：将硫酸钠与木炭、石灰石在炉中共热。炉中硫酸钠与木炭 作用后生成硫化钠和一氧化碳： Na2SO4 + 4C==高温==Na2S + 4CO↑ 接着硫化钠与石灰石进行反应，生成碳酸钠和硫化钙： Na2S + CaCO3==高温==Na2CO3 + CaS 由于产物中混有未反应的黑炭，因此产物成黑色灰状物，称为黑灰。 黑灰中含40%~45%的碳酸钠。 第三步：将黑灰用水浸取，溶液经浓缩后碳酸钠结晶析出。硫化钙 不易溶于水，沉淀成渣子被弃掉。 吕布兰法

2NaHCO, = Na,CO,+H,O+CO,CO2(g)NaHCO,(s)H,O(g)Na,CO3(s)△,Hm° /kJ ·mol-1-950.8-241.8-393.5-1130.7102135Sm° /J·K-1 . mol-1188.7213.6△rH.o= (-393.5-241.8-1130.7+2X950.8) kJ · mol-1 =135.6 kJ ·mol-1Sm0= (213.6+188.7+135-2X102)J·K-1 .mol-1=333.3 J-K-1 ·mol-1T转变=△,Hm%△Smo=406.8K=133.8°℃

NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) H2O(g) CO2 (g) △fHm o /kJ · mol-1 -950.8 -1130.7 -241.8 -393.5 Sm o /J ·K-1 · mol-1 102 135 188.7 213.6 2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2 T转变=△rHm o /△Sm o=406.8 K= 133.8 oC △rHm o=（-393.5-241.8-1130.7+2×950.8）kJ · mol-1 =135.6 kJ · mol-1 Sm o=（213.6+188.7+135-2×102）J ·K-1 · mol-1=333.3 J ·K-1 · mol-1