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利用超声雾化技术优化“侯氏制碱”模拟实验

2020-05-13田雅玲贾光弟艾进达卢天宇

化学教学 2020年4期

田雅玲 贾光弟 艾进达 卢天宇

摘要: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。

关键词:侯氏制碱法;超声雾化技术;模拟实验;实验改进

在义务教育人教版(2012年)《化学》九年级下册第十一单元课题1的学习过程中,学生认识了碳酸钠(俗称纯碱,化学式为Na2CO3),了解了侯德榜先生创新制碱的史料,深受鼓舞。部分学生提议在化学第二课堂进行“侯氏制碱”模拟实验的研究,师生一起踏上了侯氏制碱法的探索之旅。

侯氏制碱法又称联合制碱法、侯德榜制碱法,查阅模拟工业制备纯碱实验设计的相关文献发现:张志明等[1~3]使用实验室常规实验仪器设计的实验效果良好;孙根班等[4]将实验微型化设计,简约有效;焦桓等[5]提出优化实验的操作建议,通过分步加入浓氨水,使NH3与CO2能充分反应生成NH4HCO3,避免NH3的逸散,减少实验原料的损耗,利用酚酞作为NH3和CO2反应进程的指示剂,使得CO2的使用变得易于控制。在实验操作中,我们发现传统实验耗时太久、微型实验的前期准备时间过长,有时实验现象不显著,产率低。牛振祺等[6]通过实验证明了喷雾捕集CO2技术的可行性,氨水喷雾捕集CO2的性能较好。受此启发,我们引入超声雾化技术,改进装置,优化流程,展开了“侯氏制碱”模拟实验的提速研究。……

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