《第一单元　走进化学工业——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657.ppt.ppt

教学目标 1.了解我国纯碱工业的现状，掌握相关的化学原理； 2.结合侯氏制碱法，对学生进行爱国主义教育； 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发展概况。 教学重点、难点 掌握与纯碱工业相关的化学原理； * * 人教版 《化学与技术》 课题3 纯碱的生产 中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖——青海湖 寸草不生的盐碱地 1.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？ 改变温度、结晶水合物的组成以及溶剂水 的质量等因素，可以改变碳酸钠在水中的 情况，提高结晶析出的速率和质量（纯度）。 2.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么？为什么？ 碳酸钠中含有钠离子和碳酸根离子。自然界中存在的含钠离子的化合物很多，大量存在的、最常见的是氯化钠；因此，氯化钠是比较理想的生产原料之一。碳酸根可以有碳酸盐直接提供，也可有由二氧化碳制取，较为理想的原料是碳酸钙。 纯碱生产车间 路布兰法——世界上最早实现纯碱的工业生产 1.用硫酸将食盐转变为硫酸钠 NaCl+H2SO4 NaHSO4+HCl↑ NaCl+NaHSO4 Na2SO4+HCl ↑ 120℃ 600～700℃ 2.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 1000℃ 1000℃ （索尔维制碱法） 比利时化学家——索尔维 一、氨碱法制纯碱 20℃时，由NH4HCO3、NaCl和H2O配制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至20℃ ，首先析出的物质是什么？ 20℃时一些物质在水中的溶解度/g NaCl NH4Cl Na2CO3 NaHCO3 NH4HCO3 35.9 37.2 21.5 9.6 21.7 2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3 + CaCl2 + H2O ▲ 1、氨碱法生产的几个阶段 ①盐水的精制：在配制的饱和食盐水中，加入熟石灰和纯碱，以除去食盐水中的Mg2+和Ca2+ ②盐水氨化：在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水 ③氨盐水碳酸化：使氨盐水吸收二氧化碳，生产碳酸氢钠和氯化铵 NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4Cl ④碳酸氢钠的转化： 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O ▲ ⑤氨的循环： 2、索尔维制碱法生产原理示意图 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 副产品 优点： 不足： 原料便宜 成品纯度高 氯化钠利用率低，只有70% 氨和部分二氧化碳可循环使用 制作步骤简单 产生了当时认为无用的氯化钙 侯德榜个人简历： 1890年 出生 1911年 考入清华留美预备学校，后以10门功课 1000分的优异成绩被保送到美国留学 1916年 获美国麻省理工学院学士学位 1919年 获美国哥伦比亚大学硕士学位 1921年 获博士学位 二、联合制碱法 联合制碱法生产原理示意图 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 原料Ⅱ NH3 CO2 （原料Ⅰ，来自合成氨） （副产品） 优点： 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可于合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序。 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？ 相同点： 不同点： 原理相同 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3==== Na2CO3+CO2↑+H2O↑ △ 原料的来源和副产物不同 氨碱法的生产原理 重点： NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3==== Na2CO3+CO2↑+H2O↑ △ 总结： 1.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 B.母液可回收氯化铵 C.氯化钠的利用率达96% D.以上全是 D 2.工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨碱法制碳