侯氏制碱法教学课件.ppt

1、1 制玻璃制玻璃制制 皂皂造造 纸纸纺织等纺织等 纯碱的应用纯碱的应用2 4纯碱发现史纯碱发现史3 1862年比利时人索尔维以年比利时人索尔维以NaCl、CaCO3、NH3和和H2O为主要原料，制得纯净的碳酸钠为主要原料，制得纯净的碳酸钠 索尔维制碱法（氨碱法）索尔维制碱法（氨碱法）4 在饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然在饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后加压下通入二氧化碳，制得小苏打；后加压下通入二氧化碳，制得小苏打；NH3+CO2+H2O=NH4HC O3 NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3为什么饱和食盐水要先氨化，再通入二氧化碳？为什么饱和食盐水要先氨化，再通入二氧化

2、碳？NHNH3 3比比COCO2 2溶解度大，先使氨饱和有利用于溶解度大，先使氨饱和有利用于COCO2 2吸收吸收将析出的小苏打在将析出的小苏打在250下焙烧以制得碳酸下焙烧以制得碳酸钠；钠；NaHCO3 CO2+Na2CO3+H2O析出小苏打的母液里加入消石灰析出小苏打的母液里加入消石灰2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O索尔维制碱法（氨碱法）索尔维制碱法（氨碱法）5 缺点：缺点：CaCl2大量，用途不大；大量，用途不大；NaCl利利用率用率72%-74%,留在母液中留在母液中产品质量纯净产品质量纯净 评价一下索尔维制碱法索尔维制碱法的的优缺点6 19211921年年1

3、010月侯德榜在美国获得博士学位，为了创月侯德榜在美国获得博士学位，为了创建中国的制碱工业，受爱国实业家范旭东之聘请，建中国的制碱工业，受爱国实业家范旭东之聘请，毅然从毅然从启程回国，决心自己开发制碱新工艺，启程回国，决心自己开发制碱新工艺，经过经过600600多次研究实验，分析了多次研究实验，分析了20002000多个样品，历时多个样品，历时5 5年，于年，于19421942年发明了氨碱法与合成氨联合生产的改年发明了氨碱法与合成氨联合生产的改进工艺，被命名为进工艺，被命名为“联合制碱法联合制碱法”也叫也叫“侯氏制碱侯氏制碱法法”从而开创了世界制碱工业的新纪元。从而开创了世界制碱工业的新纪元。

4、凡是黄头发蓝凡是黄头发蓝眼睛的人能办眼睛的人能办到的到的,我们黑我们黑头发黑眼睛的头发黑眼睛的人也一定能办人也一定能办到。到。红三角牌纯碱红三角牌纯碱 “侯氏制碱法侯氏制碱法”（又称联合制碱法）至今仍为全世界绝大多数碱厂（又称联合制碱法）至今仍为全世界绝大多数碱厂采用。侯德榜先生揭开了索尔维法的秘密，创立了中国人自己采用。侯德榜先生揭开了索尔维法的秘密，创立了中国人自己的制碱工的制碱工侯氏制碱法；同时为发展小化肥工业作出了贡献。侯氏制碱法；同时为发展小化肥工业作出了贡献。他像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦。他像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦。7 “侯氏制碱法侯氏制碱

5、法”与与“索尔维制碱法索尔维制碱法”的主要不同在的主要不同在母液的处理上。母液的处理上。8 母液母液侯氏制碱法生产流程：侯氏制碱法生产流程：饱和食盐水通入通入NH3饱和氨化食盐水通入通入CO2析出析出NaHCO3Na2CO3CO2+循环循环母液母液加入食盐细粒加入食盐细粒析出析出NH4Cl循环循环加加CaOCaCl2(废渣废渣)NH3废液废液循环循环索尔维法索尔维法通氨气通氨气冷却、冷却、过滤、过滤、洗涤、洗涤、干燥干燥9 向饱和食盐水中通入过量的向饱和食盐水中通入过量的NH3和和CO2。NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3 再将所得再将所得NaHCO3焙烧制得纯碱焙烧制

6、得纯碱2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 侯德榜制碱法（联碱法）侯德榜制碱法（联碱法）1、原料：、原料：NaCl、NH3、CO2（焦碳、空气、水）（焦碳、空气、水）2、反应原理：、反应原理：10 向析出小苏打的母液中加入研细的向析出小苏打的母液中加入研细的NaClNaCl，并，并通入氨气，还得到另一产品通入氨气，还得到另一产品NHNH4 4ClCl固体，可用作固体，可用作化工原料和化肥使用。化工原料和化肥使用。缩短了生产流程，缩短了生产流程，减少无大用途的减少无大用途的CaCl2CaCl211 运用离子反应的知识解释运用离子反应的知识解释（1）通入氨气和二氧化碳后的溶液中哪些）通入氨

7、气和二氧化碳后的溶液中哪些溶质离子大量存在？溶质离子大量存在？（2）Na+、NH4+、CI-、HCO3-四种离子可四种离子可以大量共存吗？它们可以组成集中物质？以大量共存吗？它们可以组成集中物质？NaCl NH4HCO3 NaHCO3NH4Cl（3）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？Na+、NH4+、CI-、HCO3-12 溶解度数据溶解度数据NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl3036.327.011.141.1NaHCO3Na2CO33011.150.54012.748.56016.446.413 （3）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？）为什么能够得到碳酸

8、氢钠固体呢？碳酸氢钠溶解度小。碳酸氢钠溶解度小。（4）析出碳酸氢钠后的母液中还存在哪些离子？）析出碳酸氢钠后的母液中还存在哪些离子？哪些离子的数目发生了较大变化？哪些离子的数目发生了较大变化？还有还有NH4+、CI-，Na+、HCO3-浓度减小浓度减小。（5）向母液中加入研细的氯化钠后，为什么会析）向母液中加入研细的氯化钠后，为什么会析出固体氯化铵呢？出固体氯化铵呢？NH4ClNaCl10203040501020304050600温度溶解度图图 同离子效应同离子效应 降温度溶解降温度溶解度小度小14 “侯氏制碱法侯氏制碱法”采取了怎样的方式对母液采取了怎样的方式对母液进行处理？进行处理？（1）

9、向母液中加食盐细粒）向母液中加食盐细粒（3）降温至）降温至5 左右左右（2）向母液中通氨气）向母液中通氨气15 符合现在提倡的符合现在提倡的“绿色化学的要求：绿色化学的要求：提高了提高了原料（原料（NaCl）的利用率，不产生无用的）的利用率，不产生无用的CaCl2。体现了大规模联合生产的优越性：体现了大规模联合生产的优越性：利用一个厂的利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料的废料CO2，可以作为碱厂的主要原料；碱厂，可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的无用的Cl-，可以代替价格比较昂贵的硫酸用，可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成

10、氮肥来固定氨，制成氮肥。降低了成本，提高了综降低了成本，提高了综合经济效益合经济效益16 诸位：我们总算制出合格的中国碱。这是我们多少年来的夙愿，为此我们支付多少辛苦，尝尽人间辛酸。用索尔维法制碱我们永利是第31家，而在亚洲、在远东我们则是第一家。今天看见这雪白、纯洁的产品，心里无比激动和喜悦。为了使我们的产品区别于土法生产的口碱和进口的卜内门公司的洋碱，我提议取名为纯碱。范旭东17 18 巩固与提高：巩固与提高：1862年比利时人索尔维以年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3和和H2O为主要原料，制得纯净的碳酸钠，叫索尔维制为主要原料，制得纯净的碳酸钠，叫索尔维制碱法。其主要操作是：在氨

11、化饱和食盐水中通碱法。其主要操作是：在氨化饱和食盐水中通入二氧化碳，制得小苏打；把小苏打在入二氧化碳，制得小苏打；把小苏打在250下下焙烧以制得碳酸钠，二氧化碳循环使用；析出焙烧以制得碳酸钠，二氧化碳循环使用；析出小苏打的母液里加入生石灰，使氨循环使用。阅小苏打的母液里加入生石灰，使氨循环使用。阅读上述材料，回答以下问题：读上述材料，回答以下问题：1）饱和食盐水要先氨化，再通入二氧化碳的原因）饱和食盐水要先氨化，再通入二氧化碳的原因是是_在这个生成在这个生成NaHCO3过程中，两步相关的化学方程过程中，两步相关的化学方程式是：式是：_NH3+CO2+H2O NH4HCO3;NH4HCO3+Na

12、Cl NaHCO3+NH4ClNH3比比CO2溶解度大，先使氨饱和有利于溶解度大，先使氨饱和有利于CO2吸收吸收19 2）在析出）在析出NaHCO3的母液中加入生石灰时，发生的母液中加入生石灰时，发生反应的化学方程式是反应的化学方程式是_。3）我国著名的科学家侯德榜于）我国著名的科学家侯德榜于1940年冲破了年冲破了“索索尔维法尔维法”技术封锁，并加以改进，在析出小苏打技术封锁，并加以改进，在析出小苏打的母液中加入食盐，使氯化铵晶体析出，析出氯的母液中加入食盐，使氯化铵晶体析出，析出氯化铵的母液再通入氨气进行氨化，循环使用，这化铵的母液再通入氨气进行氨化，循环使用，这便是举世闻名的便是举世闻名

13、的“侯氏制碱法侯氏制碱法”。你认为侯氏制。你认为侯氏制碱法与索尔维制碱法相比，它的主要优点是：碱法与索尔维制碱法相比，它的主要优点是：CaO+2NH4Cl CaCl2+2NH3+H2O少用一个原料少用一个原料CaO；减少无大用途的；减少无大用途的CaCl2；增加了可作；增加了可作化肥或化工原料的化肥或化工原料的NH4Cl；NaCl得到充分利用。得到充分利用。20 根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱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：将配制好的饱和的主要步骤是：将配制好的饱和NaCI溶液倒入烧杯中加热，溶液倒入烧杯中加热，控制温度在控制温度在3035，

14、搅拌下分批加入研细的，搅拌下分批加入研细的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，得到入蒸发皿中，灼烧两小时，得到Na2CO3固体。固体。010 20 30 40 50 60 100 NaCI35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0_NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4_NH4Cl29.433.337.241.4

15、45.850.455.377.3 35 NH4HCO3会有分解会有分解(1)反应温度控制在反应温度控制在3035，是因为若高于，是因为若高于35，则，则_；若低于若低于30则则_；为控制此温度范围，应采取的加热方法；为控制此温度范围，应采取的加热方法是是_。21 （2）加料完毕后，继续保温）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是分钟，目的是_；只析出；只析出NaHCO3 晶体的原因是晶体的原因是_；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）（3）过滤所得母液中含有）过滤所得母液中含有_（以化学式（以化学式表示），需加入表示），

16、需加入_，并做进一步处理，使，并做进一步处理，使NaCI溶液循环使用，同时可回收溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。使反应充分进行使反应充分进行 NaHCO3的溶解度的溶解度最小最小 NaCl NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3加氯化钠细粉、通氨气加氯化钠细粉、通氨气22 （4）测试纯碱产品中）测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：含量的方法是：准确称取纯碱样品准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加水溶解，加12滴酚酞指示剂，用物质的量浓滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为度为c（mol/L）的）的HCl溶液滴定至溶液由

17、红色溶液滴定至溶液由红色到无色（指示到无色（指示CO32+H+HCO3反应的终反应的终点），所用点），所用HCl溶液的体积为溶液的体积为V1 mL，再加，再加12滴甲基橙指示剂，继续用滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液溶液滴定至溶液由黄变橙，所用由黄变橙，所用HCl溶液总体积为溶液总体积为V2 mL。写。写出纯碱样品中出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：质量分数的计算式：NaHCO3%=_。23 NH4HCO3分解分解 反应速率降低反应速率降低 水浴水浴加热加热 使反应充分进行使反应充分进行 NaHCO3的溶解度最的溶解度最小小 NaCl NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3

18、 NaCl NH4Cl NH4HCO3 24 我国制碱专家侯德榜先生潜心研究制碱技术，我国制碱专家侯德榜先生潜心研究制碱技术，发明了发明了 侯氏制碱法侯氏制碱法。制碱过程中重要的一步。制碱过程中重要的一步反应为：反应为：NaCl+CONaCl+CO2 2+NH+NH3 3+H+H2 2O=NaHCOO=NaHCO3 3 +NH+NH4 4ClCl。某同学根据以上反应原理，正确设。某同学根据以上反应原理，正确设计了实验室模拟工业制碱装置图。根据其设计，计了实验室模拟工业制碱装置图。根据其设计，请你参与合作解答以下问题。请你参与合作解答以下问题。25 （1）装置）装置A制取的气体是：制取的气体是：

19、装置装置F制取的气体是：制取的气体是：。（2）你建议的装置连接顺序为：）你建议的装置连接顺序为：（3）装置）装置D中导管中导管7下端接一下粗的玻管的作用是：下端接一下粗的玻管的作用是：。中间直导管的作用是中间直导管的作用是。（4）欲在装置）欲在装置D中能得到较多的碳酸氢钠晶体析出，你认为中能得到较多的碳酸氢钠晶体析出，你认为实验中应注意哪些实验要点（包括试剂浓度、实验顺序等）？实验中应注意哪些实验要点（包括试剂浓度、实验顺序等）？CO21、4、5、2、3、6/10、8、9、7NH3防止产生倒吸；防止产生倒吸；利于气体吸收和排出未反应的气体，并利于气体吸收和排出未反应的气体，并使使D中的压强与外界相等中的压强与外界相等所用食盐水必须饱和所用食盐水必须饱和，所通的氨气和二氧化碳纯净，所通的氨气和二氧化碳纯净干燥，先通入氨气至饱和再通入二氧化碳气体干燥，先通入氨气至饱和再通入二氧化碳气体26 答案：（1）（4分）CO2；NH3（2）（2分）145236/10897（3）（4分）防止产生倒吸；利于气体吸收和排出未反应的气体，并使D中的压强与外界相等。（4）（4分）所用食盐水必须饱和，所通的氨气和二氧化碳纯净干燥，先通入氨气至饱和再通入二氧化碳气体（答对一对给2分，答对两点及以上给4分）27