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纯碱，一种重要的工业原料，广泛应用于造纸、玻璃、洗涤剂和医药等行业。在家就能制作纯碱吗？让我们通过一次激动人心的直播操作，揭秘纯碱的制取原理。

原理

纯碱的化学式为 Na2CO3，由碳酸钠组成。它可以通过以下反应制取：

• NaCl + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2

其中，NaCl 为食盐，NaHCO3 为小苏打。反应过程涉及食盐和碳酸氢钠交换阴离子，形成碳酸钠和二氧化碳。

材料

• 食盐 (100 克)
• 小苏打 (150 克)
• 蒸馏水 (500 毫升)
• 烧杯 (500 毫升)
• 热板
• 搅拌棒
• 量筒

安全措施

• 佩戴护目镜和手套进行实验。
• 实验过程中避免明火。
• 将二氧化碳释放到通风良好的区域。

步骤

1. 溶解食盐和碳酸氢钠：在烧杯中加入 500 毫升蒸馏水。将食盐和碳酸氢钠分别倒入水中并搅拌至完全溶解。

2. 加热溶液：将烧杯放在热板上，用中火加热溶液。不断搅拌以防止结晶。

3. 观察反应：加热过程中，溶液会逐渐变浑浊，并会释放出大量二氧化碳气体。伴随着气体的产生，溶液会变清澈，并析出白色沉淀。

4. 过滤和干燥：继续加热至溶液完全反应。将溶液过滤，收集白色沉淀。将沉淀用蒸馏水洗涤以除去杂质，然后将沉淀转移到平皿中，在烘箱中于 105°C 干燥。

5. 收集纯碱：干燥后的白色粉末即为纯碱。

原理详解

反应过程中，食盐和碳酸氢钠交换阴离子，形成了碳酸钠和二氧化碳。

• 食盐 (NaCl)：一种无色的离子晶体，由钠 (Na+) 和氯离子 (Cl-) 组成。
• 碳酸氢钠 (NaHCO3)：一种白色的粉末，称为小苏打，由钠离子 (Na+)、碳酸氢根 (HCO3-) 和氧原子组成。

当食盐和碳酸氢钠在水中溶解时，它们会解离成离子：

• NaCl → Na+ + Cl-
• NaHCO3 → Na+ + HCO3-

离子在水中自由运动，可以相互碰撞和反应。在此反应中，钠离子 (Na+) 优先与碳酸氢根 (HCO3-) 反应，形成碳酸钠 (Na2CO3)。

• Na+ + HCO3- → NaHCO3
• NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

反应产物中，碳酸钠沉淀析出，而二氧化碳则逸出到大气中。反应完成后，我们可以通过过滤收集纯碱。

应用

纯碱的应用非常广泛，主要包括：

• 造纸：作为造纸过程中使用的化学品，提高纸张的强度和白度。
• 玻璃：作为玻璃制造中的添加剂，降低玻璃的熔点并改善其透明度。
• 洗涤剂：作为洗涤剂中的一种成分，增强洗涤剂的去污能力。
• 医药：作为一种抗酸剂，缓解胃灼热和消化不良。

通过直播操作，我们揭秘了纯碱的制取原理。通过简单的反应和材料，我们在家就能制备出纯碱。虽然该方法仅适用于家庭实验，但它有助于我们了解纯碱的化学性质和工业重要性。