聯合制堿法反應原理的模擬實驗設計

文章編號：1005－6629(2008)05－0012－01 中圖分類號：G633.8文獻標識碼：C

1 問題的由來

聯合制堿法是上海新教材拓展型課程第五章第三節《化工生產》中的一個重要教學內容。化工生產遠離學生的基礎，學習有一定難度。一般的教學方法是：將《化工生產》作為閱讀教材，學生閱讀課本，教師對重點內容略作解釋，適當做點鞏固練習就完成了。這樣的教學不痛不癢，學生興趣不高，很難留下深刻印象。如何才能提高學生對化工生產的學習興趣呢？其實化工生產的教與學的重點應是化學反應的原理，而不是生產技術的細節問題。如果能設計出一個實驗，模擬聯合制堿法的反應原理，對學生能產生較大的吸引力，達到“百聞不如一見”的教學效果。

2實驗的設計

(1)反應原理

NaCl（飽和）+H2O+NH3+CO2→NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

(2)試劑：濃鹽酸、石灰石、飽和碳酸氫鈉溶液、濃氨水、氫氧化鈉固體、飽和食鹽水。

(3)儀器：分液漏斗2個，廣口瓶2個，洗氣瓶一個，三頸燒瓶一個，燒杯一個，普通漏斗一個，鐵夾2個，導氣管和橡皮塞若干。

(4)裝置圖如下

(5)操作：

①檢查裝置氣密性 ②加入適量藥品 ③先關閉a打開b，加入約30 mL的濃氨水，產生的氨氣通入三頸燒瓶中，得到氨化飽和食鹽水。④待產生的氨氣較少時，再關閉b打開a，加入約30mL的濃鹽酸，產生的二氧化碳氣體通入三頸燒瓶中。⑤多余氣體用飽和食鹽水吸收。

3實驗的評價

(1)實驗用三頸燒瓶作反應容器，形成密閉的反應體系，確保通入的氨氣和二氧化碳氣體足夠多，反應現象非常明顯，約5分鐘就會產生較多的白色渾濁。適合課堂實驗。

(2)巧妙使用鐵夾子。當氨氣逸出的速度逐漸變慢時，夾上鐵夾子b，可防止因氨氣極易溶于水而引起的倒吸。然后再打開鐵架子a ，使濃鹽酸順利流下，與石灰石反應制取二氧化碳氣體。

(3)多余的尾氣用飽和食鹽水吸收。一方面，可防止多余氨氣逸出影響環境，影響學生上課。另一方面，吸收尾氣的食鹽水可用于下一個班級的實驗，有利于學生加深對工業生產原料循環使用的理解，真正起到模擬工業生產的作用。

(4)實驗操作簡單，容易成功。利用飽和的碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體，只要通入的氨氣是足量的，使溶液呈堿性，成功率就幾乎百分之百。

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