从“侯氏碱法”的成功看科学转化为生产的机制和条件

侯德榜的技术思想很丰富。本文拟从他发明的“侯氏碱法”(也称联合制碱法)看如何把科学转化为生产,并从中探讨他的技术思想。早在学生时代的1917年,他在科学年会上作的《科学与工业》的演说辞,就对科学与工业之间的辩证关系做了深刻的理论分析。他说:“无科学不能振兴工业,无工业无以促进科学”,“科学工业两者辅车相依”。

侯氏制碱法产物碳酸钠中氯化钠的有效去除

侯氏制碱法是中学和大学一个非常重要的无机合成实验,但由于沉淀过程中的包夹和吸附,产物中含有一定量的NaCl杂质,给Na_(2)CO_(3)产率真实性带来一定的假象。本研究使用乙醇洗涤中间产物Na_(2)CO_(3),实现终产物纯化。通过开展一系列单变量实验,探究了乙醇溶液洗涤Na_(2)CO_(3)去除NaCl的条件,比较了乙醇、甲醇、正丁醇、异丁醇为洗液对产物中NaCl的去除效果;探究了乙醇的回收率及回收的乙醇重复使用情况。在被选择的溶剂当中,甲醇的洗涤效果最好,其次是乙醇(甲醇>乙醇>正丁醇>异丁醇)。在室温环境下,用浓度为90wt.%的乙醇(m乙醇/m反应物=3∶1)在3min内浸润洗涤Na_(2)CO_(3),经过一次洗涤后,终产物Na_(2)CO_(3)中NaCl杂质含量由11.23wt.%降到0.12wt.%。5次重复实验后,乙醇回收率达到87.90wt.%。本研究结果为侯氏制碱法产物中氯化钠杂质去除难题提供了一个绿色、低成本的解决方案。

侯氏制碱法中的绿色化学思想

本文依据索尔维制碱法和侯氏制碱法的化学反应,计算了两种制碱方法的原子利用率和E因子,从绿色化学原则和原子经济性的角度讨论了侯氏制碱法的绿色化学思想,证明了侯氏制碱法是原子利用率为百分之百、没有副产物、实现了零排放的理想原子经济反应。

侯氏制碱模拟实验的改进

用注射器代替胶头滴管和量筒转移饱和食盐水,用医用引流袋代替集气瓶收集氨气和二氧化碳,成功地将侯氏制碱模拟实验带进课堂。改进后的实验具有现象明显、成功率高、见效快等优点,“碳酸氢钠饱和而析出”这一实验现象尤为突出。可作为初、高中“侯氏制碱法”原理教学的辅助实验。

“侯氏制碱法”与四川的化学工业——纪念侯德榜先生诞辰一百二十周年

以举世闻名的"侯氏制碱法"在四川完成的艰难历程为线索,回顾了中国近代化工的鼻祖侯德榜先生为四川及中国化学工业所做的开创性工作以及取得的卓越成就。为四川及中国化学工业的发展奠定了坚实的基础。

遵循认知规律 多角度认识侯氏制碱法

根据侯氏制碱法在教学过程中被忽视的状况、高考试题中呈现情况、学生的认知规律,从多个角度阐述对侯氏制碱法的认识,给出教学建议,发展学生核心素养。

传承中华优秀成果 彰显学科核心素养——以“侯氏制碱法”为例

新高考“以核心素养为测试宗旨,以真实情景为测试载体,以实际问题为测试任务”为命题原则。核心素养培育“是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念,必备品质和关键能力”。基于此,在高三复习教学中要引导学生进行深度学习,既能有效夯实基础,提升思维水平,又能促进学生的认知发展,培育学生的化学学科核心素养。

基于培养社会主义核心价值观的教学设计——以侯氏制碱法为例

“富强、民主、文明、和谐,自由、平等、公正、法治,爱国、敬业、诚信、友善”是社会主义核心价值观的三个层面。文章着重以侯氏制碱法为例,阐述如何将核心价值观的培养、学生学习活动、学习方式三个方面进行整合设计,也较详尽地阐述了以真实情境为平台、以合作学习为载体、以实际问题讨论为核心培养学生社会主义核心价值观,真正做到核心价值观“进教材、进课堂、进头脑”。

基于侯氏制碱法的“几种常见的盐”教学

以侯氏制碱法创设教学情境,从侯氏制碱法的生产原理出发,由饱和食盐水引入氯化钠的教学、由纯碱的制备引入碳酸氢钠和碳酸钠的教学、由二氧化碳的来源与生产引入碳酸钙的教学,让学生知道了几种常见盐的重要用途与性质,不同盐之间的相互转化及碳酸盐的检验,更重要的是让学生学会了用化学知识解决生产生活的一些实际问题。

基于化学核心素养的“侯氏制碱法”微课设计研究

以化学核心素养的培养为落脚点,对人教版高中化学选修二《化学与技术》第一章第三节纯碱的生产中的“侯氏制碱法”进行了教学设计,并设计成微课作品,以期为一线化学教师和学生的教与学提供实例与参考。

模拟工业制碱法的微型化实验设计

依据索尔维制碱法和侯德榜制碱法的基本原理,深入分析它们的区别和优缺点,通过改变反应条件、装置流程,进一步优化实验方案,最后根据优化的条件,以废旧器具如一次性注射器、青霉素药瓶等,精心设计相关微型实验,通过该实验的微型化设计,完成相关化工模拟的实验教学工作。

“联合制碱法”的应用与发展——纪念大化联碱生产40年

回顾了举世闻名的"侯氏碱法"在大化通过室内和中间厂的试验,建成我国第一个大型联碱车间,并于1964年通过国家技术鉴定的历程。总结了大化联碱生产工艺技术和设备的进展。

利用超声雾化技术优化“侯氏制碱”模拟实验

利用超声雾化器、分析天平等器材,对模拟“侯氏制碱”的实验装置进行优化设计。改进装置采用氨盐水超声雾化技术捕集CO2,加快了反应速率,缩短了制碱时间,现象显著,产率更高。仪器简单易得,操作简便可行,时效高,有利于将“侯氏制碱”模拟实验转为课堂探究实验或教师演示实验。

“侯氏制碱”微型实验改进

利用自行设计的两套仪器完成“侯氏制碱”中关于氯化铵的回收这一部分的实验,实验装置简单、现象明显,药品用量少。设计并完成这一学生实验,不仅能锻炼学生的实验技能,帮助学生理解实验原理,微型实验仪器的使用亦能节约药品,在课堂上贯彻绿色化学的理念,发展学生的化学核心素养。

联碱碳化塔洗水制备轻质碳酸钙

为了回收联碱厂碳化塔洗水中的CO32--、HCO3-,减少污染物排放,采用复分解法,以碳化塔洗水为原料与饱和氢氧化钙溶液反应制备轻质碳酸钙.通过正交试验和单因素试验探讨了碳化塔洗水滴加速率、反应温度、搅拌速率、添加剂对产物粒径的影响;通过SEM、XRD分析了产物形貌及性质.试验结果表明,在碳化塔洗水以3 mL/min的速率滴加、反应温度为15℃、搅拌速率为700 r/min、op-10的投加量为Ca（OH）2溶液质量分数的0.1％的最佳反应条件下,得到的产物粒径为0.3 ～ 1.0 μm,颗粒分散均匀,粒度分布较窄,晶型为四方形片块状轻质碳酸钙.以碳化塔洗水为原料与饱和氢氧化钙溶液反应制备轻质碳酸钙,为联碱厂废水的处理及资源综合利用提供了新途径.

联合制碱工程在中国

联合制碱工程是20世纪60年代由中国技术人员自主研制、独立开发的一项代表性工程项目。本文通过对联合制碱技术方法的产生、试验到该工程设计、建设、投产进行较为全面的历史回顾,总结了该工程在近半个世纪的运用过程中的成功经验和部分不足,以期对当今的工程建设提供借鉴和参考。

侯氏制碱法中的化学——基于生产实际分析的初中化学溶液主题教学

侯氏制碱法是一个理想的基于生产实际分析的教学素材。本主题教学以“溶液”和“盐”的相关知识为学习内容,通过认识侯氏制碱法的原料,配制侯氏制碱法的原料,探秘侯氏制碱法中的变化,了解侯氏制碱法的生产流程等4个任务,开展主题学习。培养多角度解决真实问题的能力,着重发展“证据推理与模型认知、科学精神与社会责任”等化学学科核心素养。