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1、NaOH固体久置于空气中，最固体久置于空气中，最终会会变成什么？成什么？提示提示NaOH固体在空气中吸收水分潮解，空气中的固体在空气中吸收水分潮解，空气中的CO2与与NaOH溶液反应生成溶液反应生成Na2CO3溶液，溶液，Na2CO3溶液中水分溶液中水分蒸发变成蒸发变成Na2CO310H2O，Na2CO310H2O失水而生成失水而生成Na2CO3，即纯碱。，即纯碱。纯碱有哪些用途？碱有哪些用途？提示提示用于玻璃、冶金、纺织、印染、造纸、石油化工、用于玻璃、冶金、纺织、印染、造纸、石油化工、食品及精细化学品的生产。食品及精细化学品的生产。课题课题3 纯碱的生产纯碱的生产121了解了解纯碱的生碱的
2、生产及及发展展过程。程。2了解体了解体现天然碱的生天然碱的生产与化工生与化工生产之之间的的联系及体系及体现 技技术的的发展展过程。程。3掌握路布掌握路布兰法法索索尔尔维法法联合制碱法合制碱法(侯氏制碱侯氏制碱)。碳酸碳酸钠的俗名叫的俗名叫_，可用来制，可用来制_、 _、 _、 _和和_，碳酸，碳酸钠作作为原料可用来生原料可用来生产_的化合物，的化合物，还大量大量应用于用于_中。我国素有中。我国素有“_”之称。之称。笃学笃学一一纯碱及其用途纯碱及其用途纯碱碱玻璃玻璃肥皂肥皂造造纸纺织漂染漂染生活生活口碱口碱钠原料原料：_、 _、 _、 _。生产原理生产原理路布路布兰制碱法的生制碱法的生产原理用化
3、学反原理用化学反应方程式表示方程式表示为：(1)生成生成Na2SO4：_，_。(2)生成生成Na2CO3：_，_。(3)缺点：路布缺点：路布兰制碱法生制碱法生产纯碱具有碱具有_、_、_等缺点。等缺点。笃学二笃学二路布兰制碱法路布兰制碱法硫酸硫酸食食盐木炭木炭石灰石石灰石1. 2原料利用不充分原料利用不充分成本成本较高高设备腐腐蚀严重重原料原料氨碱法是以氨碱法是以_和和_为原料生产碳酸钠的过程，为原料生产碳酸钠的过程，但因二者不能自发进行反应，故而实际上，是以但因二者不能自发进行反应，故而实际上，是以_、_和和_为原料，通过一系列反应来生产碳酸钠。为原料，通过一系列反应来生产碳酸钠。生产原理生产
4、原理氨碱法是由比利氨碱法是由比利时人人_发明的，所以也称明的，所以也称为_法，其生法，其生产原理用化学方程式表示原理用化学方程式表示为：_，_，_。笃学三笃学三氨碱法生产纯碱氨碱法生产纯碱1.2碳酸碳酸钙氯化化钠食食盐氨氨二氧化碳二氧化碳索索尔尔维索索尔尔维制碱制碱NH3CO2H2O=NH4HCO3NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl原料原料联合制碱法，即将联合制碱法，即将_与与_联合生产的改进工艺，联合生产的改进工艺，原料为原料为_ 、 _和和_，其中，其中_和和_来自于合成氨。来自于合成氨。反应原理反应原理联合制碱法的主要化学反合制碱法的主要化学反应方程式是方程式是_ ，_。笃学
5、四笃学四联合制碱法联合制碱法1.2氨碱法氨碱法合成氨合成氨氯化化钠氨气氨气二氧化碳二氧化碳氨气氨气二氧化碳二氧化碳NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl我国著名的化工我国著名的化工专家侯德榜在家侯德榜在20世世纪20年代所年代所创立的立的“侯氏制碱法侯氏制碱法”誉誉满全球。全球。“侯氏制碱法侯氏制碱法”中的碱是指中的碱是指什么？什么？提示提示Na2CO3【慎思慎思1】在常温下，向在常温下，向饱和和Na2CO3的溶液中通入足量的的溶液中通入足量的CO2会有晶体析出，此晶体是会有晶体析出，此晶体是NaHCO3。析出。析出该晶体的晶体的原因是什么？原因是什么？提示提示NaHCO3在水中的
6、溶解度比在水中的溶解度比Na2CO3小。小。【慎思慎思2】著名的侯氏制碱法第一步反著名的侯氏制碱法第一步反应是向氨化的是向氨化的饱和食和食盐水中通入水中通入CO2而使小而使小苏打析出，打析出，该反反应可表示可表示为NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。在。在40 时，向，向434 g饱和食和食盐水中通入水中通入44.8 L(标准状况准状况)氨气，再向其中氨气，再向其中通入通入过量的量的CO2。(溶解度：溶解度：40 时，NaCl：37 g，NaHCO3：13 g，NH4Cl：46 g；10 时，NH4Cl：33 g)(1)可析出小可析出小苏打多少克？打多少克？(2)是否有是否有N
7、H4Cl析出？析出？【慎思慎思3】答案答案(1)131.5 g(2)不析出不析出NH4Cl索尔维法制碱的主要过程可划分为以下几个阶段：索尔维法制碱的主要过程可划分为以下几个阶段：(1)盐水的精制：在配制的饱和食盐水中，加入熟石灰和纯盐水的精制：在配制的饱和食盐水中，加入熟石灰和纯碱，以除去食盐水中的碱，以除去食盐水中的Mg2和和Ca2。(2)盐水氨化：在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水。盐水氨化：在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水。(3)氨盐水碳酸化：使氨盐水吸收二氧化碳，生成碳酸氢钠氨盐水碳酸化：使氨盐水吸收二氧化碳，生成碳酸氢钠和氯化铵。和氯化铵。NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4
8、Cl要点一要点一 | 索尔维制碱法（氨碱法）索尔维制碱法（氨碱法）1(4)碳酸碳酸氢钠的的转化：化：滤出碳酸出碳酸氢钠后煅后煅烧得到得到纯碱，同碱，同时回收近一半的二氧化碳再利用。回收近一半的二氧化碳再利用。(5)氨的循氨的循环：将：将氯化化铵加石灰乳分解，回收氨循加石灰乳分解，回收氨循环利用。利用。2索尔维制碱法的工艺流程索尔维制碱法的工艺流程3氨碱法的评价氨碱法的评价优点：氨碱法生点：氨碱法生产纯碱具有原料碱具有原料(食食盐和石灰石和石灰石)价廉价廉易得、易得、产品品纯度高、氨和部分二氧化碳可循度高、氨和部分二氧化碳可循环使用、使用、制造步制造步骤简单、生、生产过程程连续且且规模大等。模大
9、等。缺点：大量缺点：大量CaCl2用途不大，用途不大，NaCl利用率只有利用率只有70%，约30%的的NaCl留在母液中。留在母液中。以下关于索以下关于索尔尔维制碱法的描述不正确的是制碱法的描述不正确的是 ()。A使用的原料使用的原料为食食盐、CO2、氨、氨B精制精制盐水后水后应先通入先通入NH3再通入再通入过量的量的CO2C析出析出NaHCO3后的母液中已无后的母液中已无NaCl，只有，只有NH4ClD索索尔尔维法的缺点是法的缺点是盐利用率只有利用率只有70%，生成的，生成的CaCl2 难处理理解析解析索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有食盐、氨和索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有食盐、氨和C
10、O2；反应的原理为；反应的原理为NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl，而，而NH3与与CO2为为1 1时才能生成时才能生成NaHCO3，但，但CO2在水在水中溶解度小，先通入中溶解度小，先通入CO2，CO2溶解度小，再通入溶解度小，再通入NH3时，时，NH3过量而过量而CO2太少；析出太少；析出NaHCO3后母液中仍有后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰后回收；加入石灰后回收NH3，但生成的，但生成的CaCl2吸水性吸水性强，呈黏稠状无法处理。强，呈黏稠状无法处理。答案答案C【例例1】索尔维制碱法生产纯碱的过程中，将饱和食盐水氨索尔维制碱法生产纯碱的过程中，将
11、饱和食盐水氨化、碳酸化后，析出碳酸氢钠沉淀并形成化、碳酸化后，析出碳酸氢钠沉淀并形成NH4Cl溶溶液。液。HCO3和和NH4的形成、碳酸氢钠沉淀的形成，的形成、碳酸氢钠沉淀的形成，实质上就是下列平衡向右移动的结果：实质上就是下列平衡向右移动的结果：根据氨碱法制碱原理，首先配置氨化根据氨碱法制碱原理，首先配置氨化饱和食和食盐水，水，即向即向饱和食和食盐水中通入氨气并充分水中通入氨气并充分搅拌；再将二氧化碳通拌；再将二氧化碳通入氨化入氨化饱和食和食盐水中，控制一定的温度，直至有碳酸水中，控制一定的温度，直至有碳酸氢钠析出。析出。请回答下列回答下列问题：(1)用化学用用化学用语分分别表示出氨和二氧化
12、碳在水中表示出氨和二氧化碳在水中产生生NH4、HCO3的原理：的原理：_ _。(2)向向饱和食和食盐水中通入氨气和二氧化碳的先后水中通入氨气和二氧化碳的先后顺序是先通序是先通氨气后通二氧化碳。是否可以先通入二氧化碳后通入氨气氨气后通二氧化碳。是否可以先通入二氧化碳后通入氨气？为什么？什么？_ _。【体验体验1】(3)写出氨碱法生写出氨碱法生产碳酸碳酸氢钠的化学方程式的化学方程式_ _。解析解析在通常状况下，氨在水中的溶解度约在通常状况下，氨在水中的溶解度约1 700，二氧，二氧化碳在水中的溶解度约化碳在水中的溶解度约1 1。(2)否。在常温下，氨在否。在常温下，氨在饱和食和食盐水中的溶解度很大
13、，二氧水中的溶解度很大，二氧化碳在化碳在饱和食和食盐水中的溶解度水中的溶解度较小。若先通二氧化碳后加小。若先通二氧化碳后加氨水，溶液里只能氨水，溶液里只能产生很小生很小浓度的度的HCO3，不利于生成，不利于生成NaHCO3沉淀沉淀(3)NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl联合制碱法是将氨碱法与合成氨合制碱法是将氨碱法与合成氨联合生合生产的改的改进工工艺，制碱，制碱过程中所需的程中所需的CO2和和NH3都是由合成氨厂提供，其主要都是由合成氨厂提供，其主要过程如程如下：下：(1)盐水精制：加入熟石灰和水精制：加入熟石灰和纯碱除去碱除去Ca2、Mg2。(2)盐水氨化：精制水氨化：精制盐
14、水中通入水中通入NH3。(3)氨氨盐水碳酸化：水碳酸化：NaClH2ONH3CO2=NaHCO3NH4Cl。(5)循循环制制NH4Cl：析出：析出NaHCO3后的母液中吸收后的母液中吸收NH3，降温加，降温加食食盐，析出，析出NH4Cl，滤出出NH4Cl后再后再经氨化、碳酸化制碱。氨化、碳酸化制碱。要点二要点二 | 联合制碱法（侯氏制碱法）联合制碱法（侯氏制碱法）1侯氏制碱法的工侯氏制碱法的工艺流程流程侯氏制碱法的侯氏制碱法的评价价(1)优点：保留了氨碱法的点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥；可与合成氨厂
15、可作氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气合，使合成氨的原料气CO转化成化成CO2，革除了，革除了CaCO3制制CO2这一工序。一工序。(2)缺点：有缺点：有时会会发生生氯化化铵产品供品供过于求的情况。于求的情况。23联合制碱法中关合制碱法中关键的一步是把的一步是把NH4Cl从几乎从几乎饱和的和的NaHCO3溶液里分离出来，溶液里分离出来，为此根据此根据NaCl和和NH4Cl溶解度的溶解度的差异，向混合溶液中通入某种气体，同差异，向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨加入磨细的食的食盐，可析出不可析出不夹带NaHCO3的的NH4Cl。NaCl和和NH4Cl共同存在共同存在时的溶解度曲的溶解度曲
16、线如下如下图所示，以下操作正确的是所示，以下操作正确的是 ()。【例例2】解析解析由题图可知，溶液的温度在由题图可知，溶液的温度在010 的范围内，有的范围内，有利于利于NaCl的溶解和的溶解和NH4Cl的析出。向溶液中加的析出。向溶液中加NaCl就是加就是加Na和和Cl，向溶液中通，向溶液中通NH3就是增加就是增加OH和和NH4，这些，这些都有利于都有利于NH4Cl的析出和的析出和NaHCO3转化为转化为Na2CO3 。答案答案D通入气体通入气体温度控制温度控制ACO23040 BCO2010 CNH33040 DNH3010 我国化学家侯德榜改革国外的我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生碱生产
17、工工艺，探索，探索出了一种生出了一种生产纯碱的方法，其生碱的方法，其生产流程可流程可简要表示如下：要表示如下：(1)上述生上述生产纯碱的方法称碱的方法称_，副，副产品的一种用品的一种用途途为_。(2)沉淀池中沉淀池中发生反生反应的化学方程式是的化学方程式是_ _。(3)写出上述流程中写出上述流程中X物物质的分子式的分子式为_。【体验体验2】(4)使原料使原料氯化化钠的利用率从的利用率从70%提高到提高到90%以上，主要是以上，主要是设计了了_(填上述流程中的填上述流程中的编号号)的循的循环，从沉淀，从沉淀池中取出沉淀的操作是池中取出沉淀的操作是_。(5)为检验产品碳酸品碳酸钠中是否含有中是否含
18、有氯化化钠，可取少量，可取少量试样溶溶于水后，再滴加于水后，再滴加_。(6)向母液中通氨气，加入向母液中通氨气，加入细小食小食盐颗粒，冷却析出副粒，冷却析出副产品，品，通氨气的作用有通氨气的作用有_。a增大增大NH4的的浓度，使度，使NH4Cl更多地析出更多地析出b使使NaHCO3更多地析出更多地析出c使使NaHCO3转化化为Na2CO3，提高析出，提高析出NH4Cl的的纯度度解析解析将将NH3和和CO2两种气体通入两种气体通入NaCl溶液后，发生化学反溶液后，发生化学反应：应：NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4ClNaHCO3溶解度较小，结晶析出；溶解度较小，结晶析出；NH4Cl
19、溶解度较大，留在溶解度较大，留在母液中；溶液里还有未反应的母液中；溶液里还有未反应的NaCl和未结晶的和未结晶的NaHCO3。从。从母液中提取母液中提取NH4Cl后，含有后，含有NaCl和和NaHCO3的溶液循环到沉的溶液循环到沉淀池中再次利用，这样就大大提高了氯化钠的利用率。淀池中再次利用，这样就大大提高了氯化钠的利用率。答案答案(1)侯德榜制碱法侯德榜制碱法(或联合制碱法或联合制碱法)用作农作物的化用作农作物的化肥肥(其他合理的答案亦可其他合理的答案亦可)(2)NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl(3)CO2(4)过滤过滤(5)硝酸酸化的硝酸银溶液硝酸酸化的硝酸银溶液(6)a
20、c 1.与同与同浓度度盐酸反酸反应产生气体快慢的探究生气体快慢的探究试剂：Na2CO3粉末、粉末、NaHCO3粉末、稀粉末、稀盐酸酸操作：各取少量操作：各取少量Na2CO3、NaHCO3粉末分装于两支粉末分装于两支试管中，管中，分分别加入相同加入相同浓度的稀度的稀盐酸酸约2 mL。现象：两象：两试管中均管中均剧烈反烈反应，产生大量气泡，但盛生大量气泡，但盛NaHCO3粉末的粉末的试管中管中产生气泡的速率快。生气泡的速率快。反反应化学方程式和离子方程式化学方程式和离子方程式为：【探究过程探究过程】实验探究三实验探究三 碳酸钠与碳酸氢钠的性质碳酸钠与碳酸氢钠的性质Na2CO32HCl=2NaClC
21、O2H2OCO322H=CO2H2ONaHCO3HCl=NaClCO2H2OHCO3H=CO2H2O结论：与同：与同浓度度盐酸酸(或硫酸或硫酸)反反应，NaHCO3粉末比粉末比Na2CO3粉末反粉末反应快。快。应用：用：定性定性检验Na2CO3与与NaHCO3两固体粉末；两固体粉末；制泡沫制泡沫灭火器火器时，用，用NaHCO3比比Na2CO3效果好。效果好。Na2CO3与与NaHCO3的的热稳定性探究定性探究试剂：Na2CO3粉末、粉末、NaHCO3粉末粉末步步骤：(1)按如按如图装置将装置将仪器器连接好；接好；(2)检查装置气密性装置气密性(事先将事先将导管放入水中管放入水中)；(3)在大在
22、大试管中装入管中装入Na2CO3粉末粉末(或或NaHCO3粉末粉末)，在，在烧杯内杯内加入澄清石灰水；加入澄清石灰水；(4)用酒精灯加用酒精灯加热药品品(先均匀受先均匀受热，后固定在，后固定在药品品处加加热)，观察察观象。象。现象：加象：加热NaHCO3粉末粉末时，试管口有水珠管口有水珠产生，澄清石灰水生，澄清石灰水中先有气泡中先有气泡产生，然后生，然后产生白色生白色浑浊；加；加热Na2CO3粉末粉末时，除除导管口开始有少量气泡管口开始有少量气泡产生外，无其他明生外，无其他明显现象。象。2根据以上根据以上实验现象，你象，你认为区区别固体固体Na2CO3和和NaHCO3最好的方法是最好的方法是(
23、)。A加加热B两者分两者分别与同与同浓度的稀度的稀盐酸反酸反应C溶于水，比溶于水，比较其溶解性其溶解性D两者分两者分别加入加入NaOH溶液或石灰水溶液或石灰水解析解析A选项加热固体选项加热固体Na2CO3无反应，在高温下才分解；无反应，在高温下才分解；NaHCO3受热便可分解，但现象不很明显，若要利用分解受热便可分解，但现象不很明显，若要利用分解产生的产生的CO2的性质，必然增加装置和药品，若要将两种物的性质，必然增加装置和药品，若要将两种物质在加热前后分别称重来鉴别并非不可，但太麻烦；质在加热前后分别称重来鉴别并非不可，但太麻烦；B选选项将两种固体分别与同浓度的稀盐酸反应，产生气体慢的项将两
24、种固体分别与同浓度的稀盐酸反应，产生气体慢的【案例案例】为为Na2CO3，产生气体快的为，产生气体快的为NaHCO3，且操作简单，现象明，且操作简单，现象明显；显；C选项利用选项利用NaHCO3、Na2CO3的溶解性的差异来鉴别，的溶解性的差异来鉴别，只能动用天平称量，也很麻烦；只能动用天平称量，也很麻烦；D选项在选项在Na2CO3、NaHCO3中分别加入中分别加入NaOH溶液，前者不反应，后者虽反应但无明显溶液，前者不反应，后者虽反应但无明显现象，无法区分，若加石灰水，虽然化学反应方程式不同，现象，无法区分，若加石灰水，虽然化学反应方程式不同，但都有白色沉淀产生，但都有白色沉淀产生，Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH，Ca(OH)22NaHCO3=CaCO3Na2CO32H2O，也难以区别。，也难以区别。答案答案B
