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1、联合制碱工业联合制碱工业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寸草不生的盐碱地寸草不生的盐碱地1.1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结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？晶析出主要受到哪些因素的影响？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？温度、浓度、同离子效应（氯化钠）的影响温度、浓度、同离子效应（氯化钠）的影响氯化钠、二氧化碳氯化钠、二氧化碳如何获得自然界中的纯碱？勒布朗法勒布朗法
2、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+HCl 1206007002.2.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+2CO2Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS10001000比比利利时时化化学学家家索索尔尔维维 1867年索尔维设厂制造的产品在巴黎世界博览会年索尔维设厂制造的产品在巴黎世界博览会上获得铜制奖章，此法被正式命名为上获得铜制奖章，
3、此法被正式命名为“索尔维法索尔维法”。 一、氨碱法生成纯碱 20时，时，由由NH4HCO3、NaCl和和H2O配配制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至至20 ，首先析出的物质是什么？，首先析出的物质是什么？2020时时一些物一些物一些物一些物质质在水中的溶解度在水中的溶解度在水中的溶解度在水中的溶解度/g/gNaClNaClNHNH4 4ClClNaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3NHNH4 4HCOHCO3 335.935.935.935.937.237.237.237.221.521.521.521.59.69.69.69.621
4、.721.721.721.7NaHCO3（索尔维制碱法）（索尔维制碱法）CaCO3CO2+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一、氨碱法生成纯碱优点：优点： 原料便宜易得，产品纯度高，制作原料便宜易得，产品纯度高，制作步骤简单。步骤简单。缺缺点：点：食盐的利用率不高，大约只有食盐的利用率不高，大约只有70%；生产了利用价值不高的生产了利用价值不高的氯化钙。氯化钙。氨、二氧化碳、水氨、二氧化碳、水可循环使用可循环使用
5、的物质：的物质：一、氨碱法生成纯碱个人简历：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侯德榜侯德榜二、联合制碱法（侯氏制碱法）（侯氏制碱法）NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O原料原料NH3CO2（原料（原料，来自合成氨），来自合成氨
6、）（副产品）（副产品）滤液可处理进一步获得氯化铵滤液可处理进一步获得氯化铵二、联合制碱法 根据联合制碱法生产原理示意图，分析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？比较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+H2ONaHCO3+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（原料（原料，来自合成氨厂；原料，来自合成氨厂；原料 来自大海；来自大海；副产品副产品NH4Cl）思考 问题：问题：p108 p108 将氨气与二氧化碳将氨气与二氧化碳先后通入饱和食盐水中。为何
7、先先后通入饱和食盐水中。为何先通入通入NH3再统入再统入CO2？ 回答：如果先通入回答：如果先通入CO2，由于其溶解性，由于其溶解性不大，生成的碳酸的量比较少；再通入氨气，不大，生成的碳酸的量比较少；再通入氨气，氨气易溶于水，一水合氨的量比较多。这样就氨气易溶于水，一水合氨的量比较多。这样就得不到得不到NaHCO3了。了。 反过来，如果我们先通入氨气，溶液中反过来，如果我们先通入氨气，溶液中会存在较多的一水合氨，再通入过量的二氧化会存在较多的一水合氨，再通入过量的二氧化碳时，就会生成较多的碳酸氢钠了。碳时，就会生成较多的碳酸氢钠了。（侯氏制碱法）（侯氏制碱法）NaCl+NH3+CO2+H2ON
8、aHCO3+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+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）滤液可处理进一步获得氯化铵滤液可处理进一步获得氯化铵二、联合制碱法20度，度，S(NH4Cl)=37.2 ； S(NaHCO3)=9.6 ; S(NH4HCO3)=21.7 S(Na2CO3)=21.9; S(NH4)2CO3=100问题：问题：p108在滤液中，通入氨，冷冻和加在滤液中，通入氨，冷冻和加食盐，使氯化铵析出，经过过滤、洗涤、干食盐，使氯化铵析出，经过过滤、洗涤、干燥得到氯化铵。燥得到氯化铵。 通氨气、冷冻、加食盐的通氨气、冷冻、加食盐的
9、目的分别是什么？目的分别是什么？回答：不通氨气就冷冻，会使碳酸氢钠、碳酸氢铵与回答：不通氨气就冷冻，会使碳酸氢钠、碳酸氢铵与氯化铵同时析出，影响产品质量。通氨气，可使溶解氯化铵同时析出，影响产品质量。通氨气，可使溶解度较小的碳酸氢钠、碳酸氢铵转化成溶解度较大的碳度较小的碳酸氢钠、碳酸氢铵转化成溶解度较大的碳酸钠和碳酸铵；同时，增加铵根离子的浓度（同离子酸钠和碳酸铵；同时，增加铵根离子的浓度（同离子效应）。这样析出的氯化铵量多了，纯度也高了。加效应）。这样析出的氯化铵量多了，纯度也高了。加食盐的目的是制造同离子效应，再析出氯化铵。食盐的目的是制造同离子效应，再析出氯化铵。（侯氏制碱法）（侯氏制碱
10、法）（1）提高了）提高了NaCl 利用率，避免产生大量的利用率，避免产生大量的氯化钙废液。氯化钙废液。（2）产生了重要的化工原料和化肥）产生了重要的化工原料和化肥NH4Cl。（3）节省了石灰窑、蒸氨塔等设备，节省）节省了石灰窑、蒸氨塔等设备，节省了资源了资源 和能源。和能源。优点：优点：二氧化碳、二氧化碳、NaCl可循环使用可循环使用的物质：的物质：二、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（）
11、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？勒布朗是一名医生，索尔维是在工作中学道吗？勒布朗是一名医生，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？氨碱法的生产原理氨碱法的生产原理重点：重点：难点：难点： 离子反应的实质就是使离子的浓度减小离子反应的实质就是使离子的浓度减小NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl2NaHCO
12、3= Na2CO3+CO2+H2O1、充分利用原料、充分利用原料 p1092、充分利用能量、充分利用能量 p1093、保护环境、保护环境 p109三、化工生产的一些基本原理三、化工生产的一些基本原理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D2.2.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（碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（ ）A.K
13、HCO3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A3.3.为了检验纯碱的质量（可能含有少量小苏打），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（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，观察现象加热后通入澄清石灰水，观察现象B.滴加盐酸，观察现象滴加盐酸，观察现象C.溶于水中，滴加少量溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，观察现象溶液，观察现象D.溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象A4.(20054.(2005
14、上海高考，上海高考，26 ,1326 ,13分分) )我国化学家侯德我国化学家侯德榜，改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简榜，改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：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%以上，以上，主要是设计了主要是设计了 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(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样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，冷却析出副产向母液中
15、通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有品，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AC5.5.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，搅拌下分批加入，搅拌下分批加入研细
16、的研细的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，得到晶体，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Na2CO3固体。固体。(1)(1)反应温度控制在反应温度控制在30353035，是因为若高于，是因为若高于3535，则，则 ；若低于；若低于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
17、；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）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 NaCINaCI35.735.735.835.836.036.036.336.336.636.637.037.037.337.339.839.8NHNH4 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 35 NH4HCO3会有分解会有分解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 NaCl; NH4HCO3; NH4Cl
