课题3　纯碱的生产

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节,纯碱的化工生产,1.,金属,Na,久置于空气中，最终会变成什么？,俗名为什么？,Na,2,CO,3,.10H,2,O,Na,空气中,O,2,NaO,空气中,H,2,O,NaOH,空气中,CO,2,风 化,Na,2,CO,3,俗名：,纯碱、苏打,2.,Na,2,CO,3,有哪些物理性质？,Na,2,CO,3,和,NaHCO,3,如何相互转化？,知道纯碱的用途吗？,你,纯碱的用途,！,玻璃,药品,肥皂、洗涤剂,生活用品,纺织业,想一想,自然界中哪些地方存在纯碱？,内蒙古鄂尔多斯合同查汗淖碱湖,鄂尔多斯天然碱厂,中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖,青海湖,寸草不生的盐碱地,想一想？,如何获得自然界中的纯碱？,1.,天然碱：,湖水中的,Na,2,CO,3,在低温下结晶析出，经过简单加工得到天然碱。,2.,从生长在盐碱地和海岸附近的植物的灰,烬中提取。,历史上天然碱和从植物当中提取的碱一般经张家口和古北口运转到全国各地，故我国有,“,口碱,”,之称,18,世纪后，天然碱和从,植物中提取的碱已经远不,能满足生产发展的需求，,纯碱工业随之发展起来。,思考与交流,1.,从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？,温度、结晶水合物的组成和溶剂的质量,2.,根据天然碱的存在及其主要化学成分，请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么？为什么？,天然碱的主要成分是,碳酸钠,，含有钠离子和碳酸根离子。碳酸盐是由自然界中的二氧化碳通过化学反应转化而来，因此，,二氧化碳或能够产生二氧化碳的碳酸盐,是生产原料之一；含有钠离子的化合物很多，自然界中大量存在的、最常见的是氯化钠，因此，,氯化钠,是比较理想的又一原料之一；氯化钠溶液为中性，碳酸钠溶液为碱性，自然界中大量存在的碱性物质可以来自碳酸钙，它既含有碳酸根离子，又是一种碱性物质，故,碳酸钙,也是生产纯碱的一种原料。,世界上最早生产纯碱的方法,路布兰法,资料卡片,1.,用硫酸将食盐转变为硫酸钠,NaCl+H,2,SO,4,NaHSO,4,+HCl,NaCl+NaHSO,4,Na,2,SO,4,+HCl,120,600,700,2.,将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙,Na,2,SO,4,+2C Na,2,S+2CO,2,Na,2,S+CaCO,3,Na,2,CO,3,+CaS,1000,1000,路布兰法生产纯碱具有原料利用不充分、成本高设备腐蚀严重等缺点，促使人们研制新的制碱方法！,两种著名的制碱技术,：,一、,氨碱法制纯碱(索尔维制碱法),比利时化学家,索尔维,1.,生成碳酸氢钠和氯化铵：,NaCl,+,NH,4,H,CO,3,=,NaHCO,3,+NH,4,Cl,将,CO,2,通入氨化的饱和食盐溶液中，得到碳酸氢钠和碳酸钠,2NaHCO,3 =,Na,2,CO,CO,2,+H,2,O,2.,制取碳酸钠,NH,3,+,CO,2,+,H,2,O,=,NH,4,H,CO,3,3.,总反应原理,NaCl,NH,3,CO,2,H,2,O=NaHCO,3,NH,4,Cl,2NaHCO,3 =,Na,2,CO,CO,2,+H,2,O,1.,在氨法碱生纯,碱的过程中是先,通入,NH,3,还是,CO,2,？其原因是？,2.,氨碱法中加入氨,的主要作用是什么？,主要作用是让与,二氧化碳作用,生,成,NH,4,HCO,3,，再,与饱和的食盐水,反应生成,NaHCO,3,索尔维法制碱的工艺流程,NH,3,CO,2,请分析氨碱法的优点？,有不足之处吗？,优点：,原料便宜,成品纯度高,氨和部分二氧化碳可循环使用,制作步骤简单,不足：,氯化钠利用率低,产生了当时认为无用的氯化钙,1,.,以下关于索尔维制碱法的描述正确的是,(,双选,)(,),A,使用的原料为,NaCl,、,CaCO,3,B,精制盐水后应先通入,CO,2,再通入过量的,NH,3,C,析出,NaHCO,3,后的母液中已无,NaCl,，只有,NH,4,Cl,D,索尔维法的缺点是盐利用率只有,70%,，生成的,CaCl,2,难处理,即时应用,AD,两种著名的制碱技术,一、,氨碱法制纯碱,(,索尔维制碱法,),(2),联合制碱法,(,侯氏制碱法,),阅读图,1-11,和图,1-12,总结这两种,方法的有何相同,?,Zx xk,总原理相同,:,Zx,xk,两种著名的制碱技术,2NaHCO,3 =,Na,2,CO,CO,2,+H,2,O,NaCl,+,NH,3,CO,2,H,2,O,NaHCO,3,+NH,4,Cl,原料来源和副产物不同,一、氨碱法生产纯碱,（索尔维制碱法）,CaCO,3,=CO,2,+CaO,NaCl+NH,3,+CO,2,+H,2,O=NaHCO,3,+NH,4,Cl,2NaHCO,3,=Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O,CaO+H,2,O=Ca(OH),2,2NH,4,Cl+Ca(OH),2,=2NH,3,+CaCl,2,+2H,2,O,产品,副产品,优点：,不足：,原料便宜,成品纯度高,氯化钠利用率低,氨和部分二氧化碳可循环使用,制作步骤简单,产生了当时认为无用的氯化钙,请分析氨碱法的优点？,有不足之处吗？,二、联合制碱法,（侯氏制碱法）,NaCl+NH,3,+CO,2,+H,2,O=NaHCO,3,+NH,4,Cl,2NaHCO,3,=Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O,原料,Zx xk,NH,3,CO,2,（原料,，来自合成氨）,（副产品）,联合制碱法有哪些优点呢？,在纯碱的生产过程中是先通入,NH,3,还是,CO,2,？,练习,1.,下列属于侯氏制碱法的优点的是（）,A,.,氨和二氧化碳由合成氨厂提供,B,.,母液可回收氯化铵,C,.,氯化钠的利用率达,96%,D,.,以上全是,D,2.,工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（）,A.KHCO,3,溶解度较大,B.KHCO,3,溶解度较小,C.K,2,CO,3,溶解度较大,D.K,2,CO,3,溶解度较大,A,3.,为了检验纯碱的质量（可能含有少量小苏打），取少量样品进行实验，可以采用的方法是（）,A.,加热后通入澄清石灰水，观察现象,B.,滴加盐酸，观察现象,Zx xk,C.,溶于水中，滴加少量,BaCl,2,溶液，观察现象,D.,溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象,A,4.(2005,上海高考，,26,13,分,),我国化学家侯德榜，改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：,(1),副产品的一种用途为 。,(2),使原料氯化钠的利用率从,70%,提高到,90%,以上，主要是设计了,的循环。,用作化肥或焊药或电解液,(3),为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加,。,(4),向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有,。,Zx xk,(a),增大,NH,4,+,的浓度，使,NH,4,Cl,更多地析出,(b),使,NaHCO,3,更多地析出,(c),使,NaHCO,3,转化为,Na,2,CO,3,，提高析出的,NH,4,Cl,纯度,稀,HNO,3,和,AgNO,3,溶液,AC,5.,（,2005,年天津）根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱的主要步骤是：将配制好的饱和,NaCl,溶液倒入烧杯中加热，控制温度在,3035,，搅拌下分批加入研细的,NH,4,HCO,3,固体，加料完毕后，继续保温,30,分钟，静置、过滤得,NaHCO,3,晶体，用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧两小时，得到,Na,2,CO,3,固体。,(1),反应温度控制在,30,35,，是因为若高于,35,，则 ；若低于,30,则 ；为控制此温度范围，应采取的加热方法是 。,(2),加料完毕后，继续保温,30,分钟，目的是 ；只析出,NaHCO,3,晶体的原因是 ；用蒸馏水洗涤,NaHCO,3,晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）,四种盐在不同温度下的溶解度（,g100g,水,),表：,0,10,20,30,40,50,60,100,NaCI,35.7,35.8,36.0,36.3,36.6,37.0,37.3,39.8,NH,4,HCO,3,11.9,15.8,21.0,27.0,_,_,_,_,NaHCO,3,6.9,8.1,9.6,11.1,12.7,14.5,16.4,_,NH,4,Cl,29.4,33.3,37.2,41.4,45.8,50.4,55.3,77.3,35 NH,4,HCO,3,会有分解,NH,4,HCO,3,分解,反应速率降低,水浴加热,使反应充分进行,NaHCO,3,的溶解度最小,NaHCO,3,;NaCl;NH,4,HCO,3,;NH4Cl,