高中人教版化学选修2课件：第1单元 课题3 纯碱的生产16张.ppt

1、 自然界中哪些地自然界中哪些地 方存在纯碱？方存在纯碱？ 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？ 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

2、硫酸钠用硫酸将食盐转变为硫酸钠 NaCl+H2SO4 NaHSO4+HCl NaCl+NaHSO4 Na2SO4+HCl 120 600700 2.2.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+2CO2 Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS 1000 1000 （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 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

3、析出的物质是什么？先析出的物质是什么？ 20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 NaCl NH4Cl Na2CO3 NaHCO3 NH4HCO3 35.935.9 37.237.2 21.521.5 9.69.6 21.721.7 1、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？ （索尔维制碱法）（索尔维制碱法） CaCO3=CO2+CaO NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O CaO+H2O=Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O 产品产

4、品 副产品副产品 优点：优点： 原料便宜易得，产品纯度高，氨和部原料便宜易得，产品纯度高，氨和部 分二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。分二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。 缺点：缺点： 副产物氯化钙的处理，食盐的利用率副产物氯化钙的处理，食盐的利用率 不高，大约只有不高，大约只有70%。 侯德榜个人简历：侯德榜个人简历： 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

5、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 （侯氏制碱法）（侯氏制碱法） NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 原料原料 NH3 CO2 （原料（原料，来自合成氨），来自合成氨） （副产品）（副产品） 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+NH4Cl 2NaHCO3= Na2CO3+CO2+H2O 原料的来源

6、和副产物不同原料的来源和副产物不同 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？ 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（）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

7、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+NH4Cl 2NaHCO3= Na2CO3+CO2+H2O 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

8、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 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（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 3.3.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

9、，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 A 4.4.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 (3

10、)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 AC 5. 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

11、步骤是：将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30303535，是因为若高于，是因为若高于

12、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；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 晶体的目的是除晶体的目的是除 去去 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： 0 10 20 30 40 50 60 100 NaCI 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6

13、 37.0 37.3 39.8 NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 _ _ _ _ NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 _ NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3 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 NaHCO3; NaCl; NH4HCO3; NH4Cl 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。