3、纯碱制造技术的发展.pptx

目标导航 预习导引 1 知道纯碱是一种重要的基本化工原料 纯碱生产可以以海盐为原料 能说明氨碱法制碱的化学原理和主要生产步骤并能写出相应的化学方程式 2 了解侯氏制碱法的工艺流程 能说明侯德榜对氨碱法制碱工艺做出了什么改进 3 能说出纯碱制造技术的主要发展历程 能从原料 原理 工艺等方面对几种制碱方法进行评价 进一步体会社会需求 资源的科学利用 各种技术间的相互借鉴是推动生产技术发展的重要因素 目标导航 预习导引 一 二 三 四 一 纯碱及应用1 纯碱学名为碳酸钠 化学式为Na2CO3 俗称苏打 2 纯碱广泛用于玻璃 冶金 纺织 印染 造纸 石油化工 食品及精细化学品的生产 感悟思考 1 纯碱属于碱类物质吗 提示 纯碱不属于碱 属于盐类物质 目标导航 预习导引 一 二 三 四 二 吕布兰制碱法1 原料 食盐 硫酸 石灰石 煤 2 反应流程 3 缺点 原料价格高 对设备腐蚀严重 难以连续化大量生产 产品不纯 原料利用不充分 废渣污染环境 目标导航 预习导引 一 二 三 四 三 索尔维制碱法1 原料 食盐 氨和二氧化碳 2 生产过程 1 在用原盐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 这一过程称为盐水的精制 2 在精制盐水中 通入氨气制成氨盐水 这个过程称为盐水氨化 3 使氨盐水吸收二氧化碳 生成碳酸氢钠和氯化铵 这个过程称为氨盐水碳酸化 4 滤出碳酸氢钠后煅烧得到纯碱 同时可回收近一半的二氧化碳再利用 目标导航 预习导引 一 二 三 四 5 将氯化铵加石灰乳分解 回收氨循环利用 感悟思考 2 索尔维制碱过程中可循环利用的物质有哪些 提示 NH3和CO2 目标导航 预习导引 一 二 三 四 四 侯氏制碱法的工艺流程 感悟思考 3 侯氏制碱法与索尔维制碱法相比较 有哪些方面的优点 提示 1 原料利用率提高 2 没有CaCl2废料 减少对环境的污染 3 缩短了生产流程 节省了投资 降低了生产成本 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 要点一索尔维制碱法问题导思 实际生产中 原料食盐中常有Ca2 Mg2 等杂质 如果不除去这些杂质会产生什么危害 提示 Ca2 Mg2 分别反应生成CaCO3和Mg OH 2 既浪费了原料 又使所得的产品不纯 氨碱法的生产过程中 盐水氨化和氨盐水碳酸化的工序能否调换 提示 NH3易溶于食盐水 使溶液呈碱性 而能吸收大量CO2 若两道工序调换 CO2微溶于食盐水 溶有少量H2CO3的食盐水吸收NH3时 不能生成 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 氨碱法制纯碱涉及的反应原理是什么 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 3 纯碱的生成和氨的回收 将过滤得到的碳酸氢钠在200 煅烧 为循环利用氨 在滤去碳酸氢钠的母液中加入石灰乳与氯化铵反应 放出氨气 用于第一步 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 2 工艺流程 3 该法的优缺点 1 优点 原料食盐 石灰石价廉易得 产品纯度较高 副产品二氧化碳和氨气可循环使用 生产过程简单 2 缺点 大量CaCl2用途不大 NaCl利用率低 只有约75 的CaCl2 约有25 的NaCl留在母液中 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 例1 根据氨碱法的原理 首先配制氨化饱和食盐水 即向饱和食盐水中加入氨水 体积比1 1 并充分搅拌 再将二氧化碳通入氨化饱和食盐水中 控制一定的温度 直至有碳酸氢钠析出 导学号52710037 请回答下列问题 1 用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生 的原理 2 向饱和食盐水中通入氨气和通入二氧化碳的先后顺序是先通氨气后通二氧化碳 是否可以先通二氧化碳后通氨气 为什么 3 写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 解析 在通常状况下 氨在水中的溶解度近700体积 二氧化碳在水中的溶解度仅约1体积 所以应先向饱和食盐水中通入NH3 然后再通CO2 这样会使溶液里的浓度增大 2 不可以 在常温下 氨在饱和食盐水中的溶解度很大 二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小 若先通二氧化碳后通氨气 溶液里只能产生很小浓度的 不利于生成NaHCO3沉淀 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 1 以下关于索尔维制碱法的描述正确的是 A 使用的原料为食盐 O2 NH3B 精制盐水后应先通入CO2再通入过量的NH3C 析出NaHCO3后的母液中已无NaCl 只有NH4ClD 索尔维法的缺点是盐利用率只有75 生成的CaCl2难处理解析 索尔维制碱法又叫氨碱法 主要原料有食盐 NH3和CO2 反应的原理为NaCl NH3 CO2 H2ONaHCO3 NH4Cl 而NH3与CO2为1 1时才能生成NaHCO3 但CO2在水中溶解度小 先通入CO2 CO2溶解度小 再通入NH3时 NH3过量而CO2太少 不利于析出NaHCO3 加入石灰乳后回收NH3 但生成的CaCl2价值不高 很难处理 答案 D 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 要点二联合制碱法 侯氏制碱法 问题导思 侯氏制碱法与氨碱法相比 工艺流程有什么改进 提示 侯氏制碱法是将合成氨工业与制碱工业联合起来 改进了CO2的来源 侯氏制碱法比氨碱法有哪些优点 提示 a 增大原料的利用率 b 防止CaCl2废料的产生 c 降低了生产成本 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 1 侯氏制碱法的主要过程 1 粗盐水精制 加入熟石灰和纯碱除去Ca2 Mg2 2 盐水氨化 向精制盐水中通入NH3 5 循环制NH4Cl 析出NaHCO3后的母液吸收NH3 降温加食盐 析出NH4Cl 滤出NH4Cl后再经氨化 碳酸化制碱 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 2 工艺流程 3 侯氏制碱法的评价 1 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95 以上 NH4Cl可作氮肥 可与合成氨厂联合 使合成氨的原料气CO转化成CO2 革除了CaCO3制CO2这一工序 2 缺点 有时会发生氯化铵产品供过于求的情况 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 例2 侯氏制碱法原理是 将NH3和CO2气体通入饱和食盐水中即可获得NaHCO3和NH4Cl的混合物 然后分离NaHCO3再加热制得纯碱 其流程如下 导学号52710038 参照下表 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 回答下列问题 1 气体A B依次是 A CO2 NH3B NH3 CO2C NH3 CO2任何顺序都可以 2 写出 和 步骤总反应的化学方程式 由反应原理可知 a 填 或 9 6 3 操作 的名称是 化学实验室进行该操作用到的玻璃仪器有 4 经步骤 所得液体中含有的盐有 写化学式 经过 填操作名称 后可以得到化肥 5 每当通入NH344 8L 标准状况下 时可以得到纯碱100 0g 则NH3的利用率为 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 解析 1 氨气在水中溶解度大 故侯氏制碱法中先向饱和食盐水中通入NH3 后通入CO2 2 由反应原理可知饱和食盐水中析出NaHCO3晶体 故同温下NaCl的溶解度大于NaHCO3的溶解度 a 9 6 答案 1 B 2 NH3 CO2 H2O NaClNaHCO3 NH4Cl 3 过滤烧杯 漏斗 玻璃棒 4 NaHCO3 NH4Cl NaCl写与不写均可 结晶 5 94 35 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 2 侯氏制碱法的工艺流程如下图所示 仔细阅读后完成下列各题 1 写出碳酸化反应方程式 2 气体B的化学式为 3 操作 的名称是 所需要的玻璃仪器有玻璃棒 烧杯 在实验室里进行煅烧所用的仪器有 4 上述生产过程中能循环使用的物质是C B F 填物质编号 要点一 要点二 典例导航 即时演练 即时检测 答案 1 NaCl H2O NH3 CO2NaHCO3 NH4Cl 2 NH3 3 过滤漏斗坩埚 三脚架 泥三角 坩埚钳 酒精灯 4 A 要点一 要点二 即时检测 1 为使馒头松软可口 常在揉面时加入面碱 为探究其过程 向其中加入稀盐酸 发现产生了一种使澄清石灰水变浑浊的气体 则面碱中可能含有 A 食盐B 烧碱C 纯碱D 味精答案 C 要点一 要点二 即时检测 2 纯碱是一种重要的化工原料 制碱工业主要有 氨碱法 和 联合制碱法 两种工艺 下列说法中不正确的是 A 联合制碱法 是在 氨碱法 的基础上进行技术革新的成果B 联合制碱法 和 氨碱法 所用的氨都取自合成氨厂C 联合制碱法 和 氨碱法 所用的CO2都来自石灰石的分解D 联合制碱法 的副产品是氯化铵 氨碱法 的副产品是氯化钙解析 氨碱法 所用的CO2来自石灰石的分解 联合制碱法 将合成氨厂和制碱厂联合进行生产 利用合成氨厂制造氢气时副产品的CO2作为制碱的原料 答案 C 要点一 要点二 即时检测 3 工业上可用食盐和石灰石为主要原料 经不同的方法生产纯碱 请回答下列问题 导学号52710039 1 吕布兰法是以食盐 石灰石 浓硫酸 焦炭为原料 在高温下进行煅烧 再浸取 结晶而制得纯碱 食盐和浓硫酸反应的化学方程式为 硫酸钠和焦炭 石灰石反应的化学方程式为 已知产物之一为CaS 要点一 要点二 即时检测 2 氨碱法的工艺流程如图所示 得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱 图中的中间产物C是 D是 写化学式 装置乙中发生反应的化学方程式为 要点一 要点二 即时检测 3 联合制碱法对氨碱法的改进 其优点是 4 有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似 故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾 请结合如图所示的溶解度 S 随温度变化曲线 分析说明是否可行 要点一 要点二 即时检测 要点一 要点二 即时检测 3 氨碱法的缺点是食盐的利用率不高 产生大量的氯化钙废渣 难以处理 联合制碱法中的氨气来自合成氨工厂 碳酸氢钠分解产生的二氧化碳可循环使用 析出氯化铵后的饱和食盐水循环使用 提高了食盐的利用率 生成的NH4Cl直接用作氮肥 不再用于生产氨气 不会产生CaCl2废渣 4 氨碱法的主要反应为