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1、第一章第一章 走进化学工业走进化学工业第三节第三节 纯碱的生产纯碱的生产第第1 1课时课时选修选修2 2 化学与技术化学与技术2024/7/291江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣1他是中国化学工业史上一位杰出的科学家他是中国化学工业史上一位杰出的科学家2他所著的他所著的纯碱制造纯碱制造被世界各国化工被世界各国化工界公认为制碱工业的权威专著界公认为制碱工业的权威专著3他创立了中国人自己的制碱工艺他创立了中国人自己的制碱工艺侯氏制碱法侯氏制碱法纯碱的生产纯碱的生产知识能力知识能力知识能力知识能力1.1.了解我国纯碱工业的现状，掌握相关的化学原理；了解我国纯碱工业的现状，掌握相关的化学原理；2.2.结合
2、侯氏制碱法，对学生进行爱国主义教育；结合侯氏制碱法，对学生进行爱国主义教育；3.3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。发展概况。教学重点、难点：教学重点、难点：教学重点、难点：教学重点、难点：掌握与纯碱工业相关的化学原理；掌握与纯碱工业相关的化学原理；探究建议：探究建议：探究建议：探究建议：1 1、实验：用碳酸氢铵和氯化钠制取碳酸钠，对产品进行验；、实验：用碳酸氢铵和氯化钠制取碳酸钠，对产品进行验；2 2、查阅资料：侯德榜制碱法。、查阅资料：侯德榜制碱法。课时划分：课时划分：课时划分：课时划分：一课时一课时教学目标
3、教学目标纯碱的生产纯碱的生产纯碱的生产纯碱的生产纯碱的生产纯碱的生产元贝驾考 http:/ 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 http:/ 驾考宝典2016科目一 科目四2024/7/296江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 自然界中哪些地自然界中哪些地方存在纯碱？方存在纯碱？纯碱的生产纯碱的生产中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖青海湖青海湖纯碱的生产纯碱的生产寸草不生的盐碱地寸草不生的盐碱地纯碱的生产纯碱的生产纯碱的生产纯碱的生产1.1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶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？析出主要受到
4、哪些因素的影响？2.2.根据天然碱的存在及其主要化学成分，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请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么？为什么？么？为什么？纯碱的生产纯碱的生产路布兰法路布兰法世界上最早实现纯碱的工业生产世界上最早实现纯碱的工业生产1.1.用硫酸将食盐转变为硫酸钠用硫酸将食盐转变为硫酸钠NaCl+H2SO4 NaHSO4+HClNaCl+NaHSO4 Na2SO4+HCl1206007002.2.将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙钠和硫化钙Na2SO4+2C Na2S+2CO2Na2
5、S+CaCO3 Na2CO3+CaS10001000纯碱的生产纯碱的生产（索尔维制碱法）（索尔维制碱法）比利时化学家比利时化学家索尔维索尔维氨碱法生产纯碱氨碱法生产纯碱2、 20时，时，由由NH4HCO3、NaCl和和H2O配制成一配制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至20 ，首，首先析出的物质是什么？先析出的物质是什么？2020时一些物质在水中的溶解度时一些物质在水中的溶解度时一些物质在水中的溶解度时一些物质在水中的溶解度/g/gNaClNaClNHNH4 4ClClNaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3NHNH4 4HCOHCO3 33
6、5.935.935.935.937.237.237.237.221.521.521.521.59.69.69.69.621.721.721.721.71、向向AgNO3溶液中滴加溶液中滴加KCl将会看到什么现象？将会看到什么现象？氨碱法生产纯碱氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）（索尔维制碱法）CaCO3=CO2+CaONaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OCaO+H2O=Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O产品产品副产品副产品氨碱法生产纯碱氨碱法生产纯碱优点：优点：不足：不足：原料便宜原料便宜成品
7、纯度高成品纯度高氯化钠利用率低，大约只有氯化钠利用率低，大约只有70%。氨和部分二氧化碳可循环使用氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙产生了当时认为无用的氯化钙氨碱法生产纯碱氨碱法生产纯碱个人简历：个人简历：1890年年 出生出生1911年年 考入清华留美预备学校，后以考入清华留美预备学校，后以10门功课门功课 1000分的优异成绩被保送到美国留学分的优异成绩被保送到美国留学1916年年 获美国麻省理工学院学士学位获美国麻省理工学院学士学位1919年年 获美国哥伦比亚大学硕士学位获美国哥伦比亚大学硕士学位1921年年 获博士学位获博士学位联合制碱法联合制
8、碱法（侯氏制碱法）（侯氏制碱法）NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料原料NH3CO2（原料（原料，来自合成氨），来自合成氨）（副产品）（副产品）联合制碱法联合制碱法相同点：相同点：不同点：不同点：原理相同原理相同原料的来源和副产物不同原料的来源和副产物不同综合利用了合成氨反应生产中的物料，综合利用了合成氨反应生产中的物料，提高了氯化钠的利用率，减少了环境污提高了氯化钠的利用率，减少了环境污染，更符合现代化工业生产的设计要求染，更符合现代化工业生产的设计要求优点：优点：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
9、2NaHCO3= Na2CO3+CO2+H2O联合制碱法联合制碱法 根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法的有哪些异同？它与氨碱法的有哪些异同？相同点：相同点：不同点：不同点：原理相同原理相同NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3= Na2CO3+CO2+H2O原料的来源和副产物不同原料的来源和副产物不同联合制碱法联合制碱法 在纯碱的生产过程中是在纯碱的生产过程中是先通入先通入NH3还是还是CO2？ 联合制碱法联合制碱法 人类历史上，科学技术的突破性重大发现和人类历史上，科学技术的突破性重大发现和成果总是与一些伟
10、大的名字联系在一起，路布兰成果总是与一些伟大的名字联系在一起，路布兰（17911791）、索尔维（）、索尔维（18621862）和侯德榜（）和侯德榜（19241924）的）的名字都铭刻在人类制碱技术发展的历史上，你知名字都铭刻在人类制碱技术发展的历史上，你知道吗？路布兰是一名医生，索尔维是在工作中学道吗？路布兰是一名医生，索尔维是在工作中学习化学的，侯德榜是化学工程学博士。根据三个习化学的，侯德榜是化学工程学博士。根据三个人所处的年代及学习经历，你对技术与科学的关人所处的年代及学习经历，你对技术与科学的关系有哪些新的认识？系有哪些新的认识？联合制碱法联合制碱法氨碱法的生产原理氨碱法的生产原理重
11、点：重点：难点：难点： 离子反应的实质就是使离子的浓离子反应的实质就是使离子的浓度减小度减小NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3= Na2CO3+CO2+H2O纯碱的生产纯碱的生产1 1、下列属于侯氏制碱法的优点的是（、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氨和二氧化碳由合成氨厂提供B. .母液可回收氯化铵母液可回收氯化铵C. .氯化钠的利用率达氯化钠的利用率达96%D. .以上全是以上全是D纯碱的生产纯碱的生产2 2、工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨、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（
12、碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（ ）A.KHCO3溶解度较大溶解度较大B.KHCO3溶解度较小溶解度较小C.K2CO3溶解度较大溶解度较大D.K2CO3溶解度较大溶解度较大A纯碱的生产纯碱的生产3 3、我国化学家侯德榜，改革国外的纯碱生产工、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：艺，生产流程可简要表示如下：(1) 副产品的一种用途为副产品的一种用途为 。(2)使原料氯化钠的利用率从使原料氯化钠的利用率从70%提高到提高到90%以以上，主要是设计了上，主要是设计了 的循环。的循环。用作化肥或焊药或电解液用作化肥或焊药或电解液纯碱的生产纯碱的生产(3)为检验产品碳酸钠中
13、是否含有氯化钠，可取少量试样溶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，向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有通氨气的作用有 。(A) 增大增大NH4+的浓度，使的浓度，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转化为转化为Na2CO3，提高析出的，提高析出的NH4Cl纯度纯度稀稀HNO3和和AgNO3溶液溶液AC纯碱的生产纯碱的生产4 4、 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：将根据侯德榜
14、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：将配制好的饱和配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035，搅拌下分批加，搅拌下分批加入研细的入研细的NH4HCO3 固体，加料完毕后，继续保温固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得分钟，静置、过滤得NaHCO3 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，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，得到得到Na2CO3固体。固体。(1)(1)反应温度控制在反应温度控制在30303535，是因为若高于，是因为若高于3535，则，则 ；若低于；若
15、低于3030则则 ；为控制此温度范围，应采取的加热方法是；为控制此温度范围，应采取的加热方法是 。(2)(2)加料完毕后，继续保温加料完毕后，继续保温3030分钟，目的是分钟，目的是 ；只析出；只析出NaHCO3 晶晶体的原因是体的原因是 ； 用蒸馏水洗涤用蒸馏水洗涤NaHCO3 晶体的目的是除去晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）杂质（以化学式表示）已知：已知：四种盐在不同温度下的溶解度（四种盐在不同温度下的溶解度（g100gg100g水水) )表：表：0010 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 100 100 NaCINaCI35.735.735.835.
16、836.036.036.336.336.636.637.037.037.337.339.839.8NHNH4 4HCOHCO3 311.911.915.815.821.021.027.027.0_ _ _ _ _NaHCONaHCO3 36.96.98.18.19.69.611.111.112.712.714.514.516.416.4_ _NHNH4 4ClCl29.429.433.333.337.237.241.441.445.845.850.450.455.355.377.377.3温度高于温度高于35时时NH4HCO3会分解会分解NH4HCO3分解分解反应速率降低反应速率降低水浴加热水浴加热使反应充分进行使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小的溶解度最小NaHCO3; NaCl; NH4HCO3; NH4Cl纯碱的生产纯碱的生产上网查阅资料：上网查阅资料：1 1、我国纯碱生产现状。、我国纯碱生产现状。2 2、现阶段氯化钙的新用途。、现阶段氯化钙的新用途。纯碱的生产纯碱的生产Thanks 谢谢您的观看！
