《课题3　纯碱的生产　课件》高中化学人教版选修2 化学与技术26521.ppt.ppt

碳酸钠在自然界存在相当广泛 一些生长于盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠，可以从植物的灰烬中提取。 大量的碳酸钠主要来自一些地表碱湖，这些地区大多干旱、少雨，如图我国的内蒙古、吉林、黑龙江、青海和宁夏等地，当冬季到来时，湖水中所含的碳酸钠结晶析出，经简单的加工就得到天然碱， 18世纪中期工业革命以后，天然碱和从植物灰烬中提取的碱已经不能满足生产发展的需要，纯碱工业随之发展起来。 资料卡片： 世界上最早是通过路布兰（N.Leblanc，1742-1806）法实现碳酸钠的工业生产。其生产原理如下： 用硫酸将食盐转变成硫酸钠 NaCl＋H2SO4 ====NaHSO4＋HCl↑ NaCl＋NaHSO4 =========Na2SO4＋HCl↑ 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 Na2SO4＋2C =====Na2S＋2CO2↑ Na2S＋CaCO3=====Na2CO3＋CaS 缺点：原料利用不充分、成本较高，设备腐蚀严重等。直到19世纪60年代后逐渐被氨碱法所取代。 资料卡片： 路布兰法的缺点 原料利用不充分、成本较高，设备腐蚀严重等。 直到19世纪60年代后逐渐被氨碱法所取代。 氨碱法是由比利时人索尔维（E.Solvay,1838-1922）发明的，所以，氨碱法也称索尔维制碱法。 氨碱法是以碳酸钙和氯化钠为原料生产碳酸钠（副产物为氯化钙）的过程。 尽管食盐和碳酸钙是生产纯碱最廉价的原料，但食盐和碳酸钙并不能直接发生反应而生成碳酸钠，必须通过中间产物作为过渡才能实现。 索尔维发明的氨碱法以食盐、氨（来自炼焦副产品）和二氧化碳（来自碳酸钙）为原料，通过一系列反应来生产碳酸钠。 1.生成碳酸氢钠和氯化铵 将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中，可得到碳酸氢钠和氯化铵： NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl 2.制取碳酸钠 特点：生产过程中所需的氨和二氧化碳都是由合成氨厂提供的，从滤出碳酸氢钠后所得的母液中可回收氯化铵，因此，它保留了氨碱法的优点，克服了它的缺点，使氯化钠的利用率提高到了96％以上，尽管增加了设备循环处理的量，也会加重设备的腐蚀，但经济上完全可以补偿此法的不足。 联合制碱法既体现了大规模联合生产的优越性，也是综合利用原料、降低成本、减少环境污染的典型代表。 两种著名的制碱技术 (1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法) (2)联合制碱法(侯氏制碱法) 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： 联合法综合利用了合成氨的原料、降低成本 提高了氯化钠的利用率，减少了环境污染; NH4Cl就成为另一产品化肥。 本节课小结 由于天然的纯碱已经不能满足人们的生产和生活的需要，促使人们从其他方法获取纯碱，尽而纯碱工业发展起来。 纯碱的工业的生产有三种方法： 1、路布兰法 由于路布兰法有这么多缺点：原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等，正是因为如此，促使人们研究新的制碱方法，直到19世纪60年代后逐渐被氨碱法所取代。（了解） ★ 2、氨碱法 本节课要掌握氨碱法的原料、原理和优缺点 原料:CaCO3、NaCl 、NH3 （炼焦） 原理： 优点：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循环利用，产品纯度高，步骤简单 。 缺点：副产物氯化钙的处理问题及氯化钠的利用率低 （70％）。 在氨碱法中，虽然它的优点很多，但是它的缺点也是一个问题，尽而有了第三种方法 ★ 3、联合制碱法 联合制碱法也是本节课的重点，也要掌握。 掌握联合制碱法的原料、原理和优点： 原料： NaCl、合成氨（ NH3、 CO2） 原理： 优点：综合利用了合成氨的原料，提高了氯化钠的利用率减少了环境污染 。 ★4、氨碱法与联合制碱法的异同 原理相同 原料来源不同，副产物不同 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（1791）、索尔维（1862）和侯德榜（1924）的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系有哪些新的认识？ 课堂互动讲练 纯碱工业 1．索尔维制碱法：此法所用的原料为食盐、氨和二氧化碳，生产过程如下： (1)盐水的精制：在饱和食盐水中加入熟石灰和纯碱，除去水中的Ca2＋和Mg2＋。 (2)盐水氨化：将氨气通入精制盐水中，制成氨盐水。 (3)氨盐水碳酸化：使氨盐水吸收二氧化碳，