模拟氨碱法制备纯碱

模拟氨碱法制备纯碱

一、实验目的

1.理解氨碱法制备纯碱的实验原理

2.学习实验设计的方法

3.掌握模拟氨碱法制备纯碱的实验操作

二、中学化学中存在的问题

1、对氯化钠、氯化铵、碳酸氢钠的物理性质不了解

2、对实验原理不理解以及装置的气密性的检查

3、饱和溶液的定义理解

4、在制备碳酸氢铵时，加热的温度？

三、实验原理

1、碳酸钠又名苏打，工业上叫纯碱。本次实验是向氨的氯化钠饱和溶液中加入二氧化碳，二氧化碳，水，氨反应生成碳酸氢铵，然后碳酸氢铵和氯化钠生成碳酸氢钠，然后加热碳酸氢钠至300℃，分解成碳酸钠。

主要反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl

2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2

四、实验任务

1、查询所学药品的基本物理参且确定相关药品的用量

2、明白氨碱法制备纯碱的原理

五、影响实验的因素及其影响规律

1、盐酸的用量及其浓度；氯化钠的用量以及是否是饱和溶液

2、水浴加热的温度

3、装置的气密性

六、实验设计过程

1、原料选择

2、反应物用量

3、仪器选择与装置的选择

4、装置的组装

七、药品物理参数

八、仪器药品

仪器：铁架台、分液漏斗、天平、量筒、分液漏斗、烧杯、漏斗、玻璃管、试管、酒精灯、玻璃棒、药匙、

导管和橡皮塞若干、蒸发皿、温度计、铁圈、锥形瓶、洗气瓶 药品：氯化钠、稀盐酸、浓氨水、石灰石（碳酸钙）、蒸馏水

九、实验装置图

物质 相对分子质

量

熔点/℃ 沸点/℃ 密度g/cm 3

溶解度/g

备注

NaCl 58.45 800 1440 2.165 36 溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨

NH 3 17 -77.73 -33.5 0.69 89.9 无色液体，有强烈刺激性气味

NH 4HC 3 79 105 169.8 1.58 11.9 能溶于水 NaHCO 3 84.01 270 851 2.159 小苏打，白色粉末 Na 2CO 3

106

851

1600

2.532

纯碱，苏打，碱灰，易溶于水

NH 4Cl 53.49 340 100 1.52

CO 2 44 -78.46 -56.56 1.977 不可燃，不支持燃烧 CaCO 3 100.09 825 未知 2.70-2.95 灰石、大理石 HCl

36.46

158.8

187.9

1.447

72

无色

十、实验步骤

1、组装好装置并检查装置的气密性

将分液漏斗的活塞转动一下并涂点凡士林，关闭分液漏斗的活塞，向洗气瓶和试管内加水。用酒精灯微热锤形瓶，待试管产生较多气泡时，并移走酒精灯。关闭玻璃管前方的止水夹过一会玻璃管会出现一段水柱，洗气瓶有气泡则证明此装置气密性良好。

1、往分液漏斗注入10ml稀盐酸，锤形瓶放入18g石灰石、洗气瓶里装入水、试管里是浓氨水25ml和20ml 饱和食盐水

2、用水浴加热盛有NH3-NaCl溶液的试管，温度保持高在35-40℃。打开分液漏斗的旋塞，向NH3-NaCl 溶液中快速的通入CO2。一段时间后，形成细小的NaHCO3晶体，溶液变浑浊。继续通入CO2生成大量的NaHCO3晶体。再将试管移入冰水中冷却，并继续通入CO215min以降低NaHCO3的溶解度，提高产率。将试管里的NaHCO3晶体和溶液倒入漏斗内，在NaHCO3晶体加入3ml用冰水冷却的蒸馏水冲洗。再用冷却水冲洗操作一次。将NaHCO3晶体转移到滤纸上吸干。用托盘天平称重，计算NaHCO3的产率。

将制得NaHCO3晶体转移到已称重的瓷蒸发皿中加热至红热。10min后，停止加热，冷却至室温并称重。计算Na2CO3的产率。

十一、成功关键及注意事项

1、过滤和洗涤碳酸氢钠晶体的蒸馏水必须用冷却水冷却，洗涤时要量少且多次

2、为了提高产率，氯化钠溶液要达到饱和，加入过量的CO2

十二、参考文献

[1]陈学勤.氨碱法纯碱生产工艺[M].辽宁科学技术出版社，1989.

[2]大连化工研究设计院.纯碱工学[M].化学工业出版社，2004

[3]段长强等. 现代化学试剂手册(第一分册). 北京: 化学工业出版社, 1 98 8 . 1 53

[4]宋廷. 天然盐加工工业. 上海科学技术出版社, 19 59.7 ~ 81 , 12 ~ 42

[5]上海市化工轻工供应公司技术室等编. 化工商品检验方法, 北京: 化学工业出版社, 1 9 8 8 .6 03 一60

[6]江体乾主编. 化工工艺手册. 上海科学技术出版社, 1 9 9 2 . 1 3 4 ~ 1 38