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【关键词】化学 课本习题 引申
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）11B-0060-01
教材是教师教学、学生学习中使用的重要文本材料。我们遇到的一些疑难问题，其“原型”往往出自课本中的例题、习题。因此，在教学中我们不能就题论题，而要对问题作深入的研究，利用它们来引导学生学会举一反三、触类旁通，培养学生思维的深刻性、广阔性、灵活性、创造性。对此，本文以苏教版《化学》（选修二）25页的练习与“实践3”为例加以说明，以激发大家研究课本的兴趣。
[题目]使用食盐、石灰石、氨可以制得纯碱。其主要工艺过程是：
饱和的食盐溶液在冷却后通入足量的氨，然后再通入（加压）二氧化碳，发生如下反应：
将析出的碳酸氢钠晶体锻烧，分解得到碳酸钠，写出反应的化学方程式。
在滤出碳酸氢钠后的母液中加入石灰水，生成的氨可以重新利用，写出发生反应的化学方程式。
反应的另一产物氯化钙被弃掉，母液中食盐的利用率只有70% 。候德榜先生经过多年的摸索和实践，在过滤出碳酸氢钠后的母液中，不加石灰水，而是在降温到t℃后加食盐，利用低温下氯化铵比氯化钠溶解度更小的特点，使氯化铵单独结晶析出。加入的食盐在连续循环操作中不断被利用，使食盐的利用率提高到96%。同时，析出的氯化铵又可作为化学肥料。请查阅有关溶解度数据，推测t的数值应在什么范围。
原题不难作答，从此题可引申出如下内容：
一、绿色化学思想
本题所述内容是历史上两种有名的制碱法，前者是索尔维法，后者是侯氏制碱法。
索尔维法涉及的反应：
CaCO3 [高温] CaO+CO2↑
CaO+H2O=Ca（OH）2
NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓
+NH4Cl
2NaHCO3 [△] Na2CO3+H2O+CO2↑
Ca（OH）2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O
将这五个反应相加，消去CaO、Ca（OH）2、NaHCO3、NH4Cl、CO2、H2O，得到总反应：
CaCO3+2NaCl=Na2CO3+CaCl2
氯化钙最终作为废物排放，原子利用率为×100%=48.8% 。
侯氏制碱法涉及的反应：
NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3 [△] Na2CO3+H2O+CO2↑
总反应为：
该法中碳酸钠和氯化铵都是期望产物，原子利用率为100%。侯氏制碱真正实现了零排放，是理想的原子经济反应，符合绿色化学思想。
二、平衡移动原理
滤出碳酸氢钠后的母液的主要成分是氯化铵，当然还有碳酸氢钠。候德榜先生在析出晶体后的母液中加食盐，增大c（Cl-），使沉淀溶解平衡NH4Cl（s）NH4+ （aq）+Cl-（aq）向左移动，利于氯化铵析出。其实，此时还应通氨气，增大c（NH4+），使氯化铵析出。而且通氨气还有一个作用就是利用氨气的碱性使溶液中的碳酸氢钠转化为溶解度大的碳酸钠（HCO3-+NH3=NH4++CO32-），提高析出的氯化铵晶体的纯度。事实上工业制硫酸用氨水处理尾气SO2生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵后，再用液氨将亚硫酸氢铵转化为亚硫酸铵也是利用了氨的碱性（HSO3-+NH3=SO32-+NH4+）。
三、结晶的方法
获得晶体大致有以下几种方法，可总结如下：
1.熔融态物质凝固。如岩浆晶出。
2.凝华。
3.蒸发溶剂。适用于溶解度随温度变化不大的物质，如提纯混有少量硝酸钾的氯化钠的步骤：加水溶解，蒸发溶剂（有时要注意抑制水解），趁热过滤，用冰水洗涤。
4.冷却热的饱和溶液。适用于溶解度随温度变化较大的物质，如提纯混有少量氯化钠的硝酸钾的步骤：用热水溶解制成饱和溶液，降温，过滤，冰水洗涤。
5.改变条件使沉淀溶解平衡移动。如候氏制碱。
6.加入极性较小的溶剂。如向硫酸铜溶液中加入过量的氨水，得到深蓝色溶液，再加极性较小的溶剂（如乙醇），可析出[Cu（NH3）4]SO4·H2O。
近两年高考试卷中考查此部分内容的试题不胜枚举，如2012年天津卷第9题考查原子利用率问题；2012年上海卷考查二氧化碳通入氨水析出晶体的问题及计算；2011年海南卷第20题考查氨碱法生产纯碱，这两题考查的知识和侯氏制碱原理类似；2012年江苏卷第6、7题和2011年福建卷第23题以及2011年海南卷第17题都考查了由溶液蒸发获得晶体的问题；2011年江苏卷第19题考查从高氯酸铵和氯化钠混合溶液中获得高氯酸铵晶体的操作，其原理与提纯硝酸钾和氯化钠的混合物原理相似。
课本内容是高考命题的依据。新教材中有许多内容如“活动·探究”“交流·研讨”“观察·思考”等都值得我们去探究，是可以充分利用的宝贵教学资源。我们认真研究课本，用好课本，就能使学生拓宽视野，加深对课本知识的理解，提高思维能力 ，培养创新意识，在高考中取得更好的成绩。（责编 王学军）
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）11B-0060-01
教材是教师教学、学生学习中使用的重要文本材料。我们遇到的一些疑难问题，其“原型”往往出自课本中的例题、习题。因此，在教学中我们不能就题论题，而要对问题作深入的研究，利用它们来引导学生学会举一反三、触类旁通，培养学生思维的深刻性、广阔性、灵活性、创造性。对此，本文以苏教版《化学》（选修二）25页的练习与“实践3”为例加以说明，以激发大家研究课本的兴趣。
[题目]使用食盐、石灰石、氨可以制得纯碱。其主要工艺过程是：
饱和的食盐溶液在冷却后通入足量的氨，然后再通入（加压）二氧化碳，发生如下反应：
将析出的碳酸氢钠晶体锻烧，分解得到碳酸钠，写出反应的化学方程式。
在滤出碳酸氢钠后的母液中加入石灰水，生成的氨可以重新利用，写出发生反应的化学方程式。
反应的另一产物氯化钙被弃掉，母液中食盐的利用率只有70% 。候德榜先生经过多年的摸索和实践，在过滤出碳酸氢钠后的母液中，不加石灰水，而是在降温到t℃后加食盐，利用低温下氯化铵比氯化钠溶解度更小的特点，使氯化铵单独结晶析出。加入的食盐在连续循环操作中不断被利用，使食盐的利用率提高到96%。同时，析出的氯化铵又可作为化学肥料。请查阅有关溶解度数据，推测t的数值应在什么范围。
原题不难作答，从此题可引申出如下内容：
一、绿色化学思想
本题所述内容是历史上两种有名的制碱法，前者是索尔维法，后者是侯氏制碱法。
索尔维法涉及的反应：
CaCO3 [高温] CaO+CO2↑
CaO+H2O=Ca（OH）2
NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓
+NH4Cl
2NaHCO3 [△] Na2CO3+H2O+CO2↑
Ca（OH）2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O
将这五个反应相加，消去CaO、Ca（OH）2、NaHCO3、NH4Cl、CO2、H2O，得到总反应：
CaCO3+2NaCl=Na2CO3+CaCl2
氯化钙最终作为废物排放，原子利用率为×100%=48.8% 。
侯氏制碱法涉及的反应：
NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3 [△] Na2CO3+H2O+CO2↑
总反应为：
该法中碳酸钠和氯化铵都是期望产物，原子利用率为100%。侯氏制碱真正实现了零排放，是理想的原子经济反应，符合绿色化学思想。
二、平衡移动原理
滤出碳酸氢钠后的母液的主要成分是氯化铵，当然还有碳酸氢钠。候德榜先生在析出晶体后的母液中加食盐，增大c（Cl-），使沉淀溶解平衡NH4Cl（s）
三、结晶的方法
获得晶体大致有以下几种方法，可总结如下：
1.熔融态物质凝固。如岩浆晶出。
2.凝华。
3.蒸发溶剂。适用于溶解度随温度变化不大的物质，如提纯混有少量硝酸钾的氯化钠的步骤：加水溶解，蒸发溶剂（有时要注意抑制水解），趁热过滤，用冰水洗涤。
4.冷却热的饱和溶液。适用于溶解度随温度变化较大的物质，如提纯混有少量氯化钠的硝酸钾的步骤：用热水溶解制成饱和溶液，降温，过滤，冰水洗涤。
5.改变条件使沉淀溶解平衡移动。如候氏制碱。
6.加入极性较小的溶剂。如向硫酸铜溶液中加入过量的氨水，得到深蓝色溶液，再加极性较小的溶剂（如乙醇），可析出[Cu（NH3）4]SO4·H2O。
近两年高考试卷中考查此部分内容的试题不胜枚举，如2012年天津卷第9题考查原子利用率问题；2012年上海卷考查二氧化碳通入氨水析出晶体的问题及计算；2011年海南卷第20题考查氨碱法生产纯碱，这两题考查的知识和侯氏制碱原理类似；2012年江苏卷第6、7题和2011年福建卷第23题以及2011年海南卷第17题都考查了由溶液蒸发获得晶体的问题；2011年江苏卷第19题考查从高氯酸铵和氯化钠混合溶液中获得高氯酸铵晶体的操作，其原理与提纯硝酸钾和氯化钠的混合物原理相似。
课本内容是高考命题的依据。新教材中有许多内容如“活动·探究”“交流·研讨”“观察·思考”等都值得我们去探究，是可以充分利用的宝贵教学资源。我们认真研究课本，用好课本，就能使学生拓宽视野，加深对课本知识的理解，提高思维能力 ，培养创新意识，在高考中取得更好的成绩。（责编 王学军）