联合制碱法反应原理的模拟实验设计

文章编号：1005－6629(2008)05－0012－01 中图分类号：G633.8文献标识码：C

1 问题的由来

联合制碱法是上海新教材拓展型课程第五章第三节《化工生产》中的一个重要教学内容。化工生产远离学生的基础，学习有一定难度。一般的教学方法是：将《化工生产》作为阅读教材，学生阅读课本，教师对重点内容略作解释，适当做点巩固练习就完成了。这样的教学不痛不痒，学生兴趣不高，很难留下深刻印象。如何才能提高学生对化工生产的学习兴趣呢？其实化工生产的教与学的重点应是化学反应的原理，而不是生产技术的细节问题。如果能设计出一个实验，模拟联合制碱法的反应原理，对学生能产生较大的吸引力，达到“百闻不如一见”的教学效果。

2实验的设计

(1)反应原理

NaCl（饱和）+H2O+NH3+CO2NaHCO3+NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2

(2)试剂：浓盐酸、石灰石、饱和碳酸氢钠溶液、浓氨水、氢氧化钠固体、饱和食盐水。

(3)仪器：分液漏斗2个，广口瓶2个，洗气瓶一个，三颈烧瓶一个，烧杯一个，普通漏斗一个，铁夹2个，导气管和橡皮塞若干。

(4)装置图如下

(5)操作：

①检查装置气密性 ②加入适量药品 ③先关闭a打开b，加入约30 mL的浓氨水，产生的氨气通入三颈烧瓶中，得到氨化饱和食盐水。④待产生的氨气较少时，再关闭b打开a，加入约30mL的浓盐酸，产生的二氧化碳气体通入三颈烧瓶中。⑤多余气体用饱和食盐水吸收。

3实验的评价

(1)实验用三颈烧瓶作反应容器，形成密闭的反应体系，确保通入的氨气和二氧化碳气体足够多，反应现象非常明显，约5分钟就会产生较多的白色浑浊。适合课堂实验。

(2)巧妙使用铁夹子。当氨气逸出的速度逐渐变慢时，夹上铁夹子b，可防止因氨气极易溶于水而引起的倒吸。然后再打开铁架子a ，使浓盐酸顺利流下，与石灰石反应制取二氧化碳气体。

(3)多余的尾气用饱和食盐水吸收。一方面，可防止多余氨气逸出影响环境，影响学生上课。另一方面，吸收尾气的食盐水可用于下一个班级的实验，有利于学生加深对工业生产原料循环使用的理解，真正起到模拟工业生产的作用。

(4)实验操作简单，容易成功。利用饱和的碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，只要通入的氨气是足量的，使溶液呈碱性，成功率就几乎百分之百。

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”

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