走進奇妙的化學世界2022必修第一冊第二章

海水中的重要元素——鈉和氯第一節

鈉及其氧化物第1課時焰色試驗

侯氏制堿法

節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的各種艷麗色彩。

學習

目標PART01PART02

了解純堿有關的生產歷史，培養學生“科學精神與社會責任”的核心素養。了解焰色試驗及其應用，培養學生“宏觀辨識”的核心素養。第4課時焰色試驗侯氏制堿法

從元素合價和物質類別兩個角度研究物質的性質，是一種行之有效的方法。元素的價-類二維圖是我們學習元素及其化合物相關知識的重要模型和工具。請把鈉及其常見化合物填入下圖。畫出它們之間的轉化關系，并寫出相關的化學方程式或離子方程式。（課后完成）

還記得上次課里，我們做實驗將金屬鈉進行燃燒時，觀察到的火焰的顏色嗎？金屬鈉燃燒的火焰是黃色的

焰色反應很多金屬或其化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特殊的顏色。研究對象條件物理變化一些金屬及化合物的焰色反應黃色紫色磚紅色洋紅色綠色紫紅色黃綠色別忘了透過藍色鈷玻璃灼燒Na2CO3溶液時，火焰呈黃色；灼燒K2CO3溶液時，透過藍色鈷玻璃片可觀察到火焰呈紫色。焰色試驗根據火焰呈現的特殊顏色，可以判斷試樣所含的金屬元素，化學上把這樣的定性分析操作稱作焰色試驗。【實驗2-6】藥品：K2CO3透過藍色鈷玻璃觀察節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的各種艷麗色彩。

【思考討論】(1)焰色反應是元素的性質還是單質或某種化合物的性質？

提示：焰色反應是元素的性質，不是單質或某種化合物的性質。(2)焰色反應屬于物理變化還是化學變化？提示：焰色反應屬于物理變化不是化學變化。(3)觀察鉀元素的焰色反應時為什么要透過藍色的鈷玻璃？提示：目的是濾去黃色的光，避免少量的鈉元素對鑒別鉀元素的干擾。【實驗步驟】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,直至火焰恢復原來顏色為止。3、蘸：用灼燒后的鉑絲蘸取待測物質4、燒：將沾有待測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時，需透過藍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（若檢驗鉀要透過鈷玻璃觀察）焰色試驗操作小結科學史話

我國化學工程專家侯德榜于1943年創立侯氏制堿法。原料是食鹽水、氨氣和二氧化碳，產品為純堿和氯化銨。此方法提高了食鹽利用率,縮短了生產流程,減少了對環境的污染,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,得到普遍采用。變換氣制堿的聯堿工藝,是我國獨創,具有顯著的節能效果。中國的脊梁——侯德榜其中化學反應分別為通氣：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。

在中國化學工業史上，有一位杰出的科學家，他為祖國的化工事業奮斗終生，并以獨創的制堿工藝聞名于世界，他就像一塊堅硬的基石，托起了中國現代化學工業的大廈，這位先驅者就是侯德榜。侯德榜發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、反應原理、生產流程、優點1、原料：NaCl(飽和)、NH3、CO2等2、反應原理：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？兩者溶解度不同，碳酸氫鈉的溶解度低于氯化鈉NaCl(飽和)+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl（副產物）

3、生產原理流程：NH3

CO2（原料1，由合成氨工業提供）（原料2）2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O（產品）4、優點：提高了食鹽的轉化率；縮短了生產流程；減少了對環境的污染。問題2NH4Cl（副產物）能做什么？

做氮肥，所以侯氏制堿法又稱聯合制堿法（氮肥工業和制堿工業）.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