纯碱的工业制法讲义

纯碱的工业制法[教学目标]知识与技能：理解纯碱工业制法中所应用的相关化学原理；了解工业制纯碱的简单工艺流程；了解化学原理应用于实际化工生产的方法；过程与方法：原理，提高化学思维能力；据化学原理对碳酸钠的工业制备流程进行设计，培养实验设计能力；题的思路和方法。情感态度与价值观：通过对碳酸钠工业制备流程图的设计，培养严谨求实的科学精神；通过相互讨论，培养主动探究问题的态度和合作精神；的重要意义。践的精神。[教学重点]与纯碱工业相关的化学原理、循环原理、纯碱工艺流程[教学难点]化学原理与工业生产的结合分析[教学方法]启发、引导、讲解、讨论等[教具学具]多媒体课件[教学流程]引入课题引入课题结合氨碱法，评价侯氏制碱法小结，布置作业[课题引入][教师]同学们，大家好。今天能在高三12班上课，我感到很荣幸。今天我们上课的内容是:纯碱的工业制法。纯碱是什么物质的俗称?对，是碳酸钠金，以及造纸、纺织、食品等轻工业，用量极大，被誉为“化工之母纯碱的地位如此重要工业上如何通过化学反应去制备碳酸钠呢？要制备碳酸钠，得找生产原料。为适合大规模的生产，所找的原料应是广泛、价的。根据这个原则，我们共同来寻找。碳酸钠含有钠离子和碳酸根离子含有钠离子的化合物自然界中最常见的是 氯化钠提供碳酸根最廉价的原料是 灰石(碳酸)因此我们可利用氯化钠和碳酸钙作为生产原料。[投影]制备纯碱的原料:NaCl,CaCO3[提问]氯化钠和碳酸钙能直接反应生成碳酸钠吗?[学生]不能[设问]不能直接生成碳酸钠，就必须有中间产物作为过渡。可以通过什么中间产物过渡呢？[引导]这个问题可以说困扰了科学界很长的一段时间。法国科学院甚至设10[投影]一、索尔维制碱法(氨碱法)[设问]索尔维制碱法的化学反应原理是怎样的？首先来了解索尔维是怎样制备碳酸氢钠。及氨气。碳酸氢钠的制备:[设问]为什么饱和食盐水中通入氨气和CO2就能有碳酸氢钠沉淀产生？[引导]我们来分析一下。氨气是一种碱性气体，二氧化碳是酸性氧化物，这两者在溶液中反应吗？反应生成什么物质？[学生]生成碳酸氢铵[引导NH4HCO3和NaCl的离子有哪几种？[学生]NH4+,HCO3ˉ,Clˉ,Na+四种离子。[提问]请大家析这四种离子两两结合可形成哪几种物质？[学生]NH4HCO3,NaCl,NaHCO3,NH4Cl[教师]根据溶解性表，我们应该知道为什么碳酸氢钠可沉淀析出？四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃35.735.836.036.336.637.037.3 39.8温度溶盐解温度溶盐解度NaClNH4HCO3NaHCO311.915.8 21.0 27.0①6.98.19.611.112.714.5 16.4NH4Cl29.433.3 37.2 41.4 45.8 50.455.377.34 ①>35℃ NHHCO4 3[学生]因为NaHCO3[教师]下面请同学们写一些对应的化学方程式：往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳、煅烧碳酸氢钠制碳酸钠。所有学生练一练投影].索尔维制碱法)（:NaCl,CaCO,NH）3 3往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳：→NH+CO+HO NHHCO→3 2 2 4 3- NHHCO+NaCl NaHCO - 4 3 32NaHCO

Na

+CO+HO·碳酸氢钠经煅烧制碳酸3 2 3 2 2 [教师中要制备碳酸氢铵，必须什么物质过量？二氧化碳过量。[教师总结]索尔维利用原料通过NH4HCO3和NaHCO3得到纯碱，反应原料除了利用NaCl,CaCO3外还利用了NH3，这种方法又叫氨碱法。[教师]在由反应原理转化为工业生产须进行工艺设计。[提问]为制备更多的碳酸氢钠，在饱和氯化钠溶液中，应先通氨气还是二氧化碳？个别学生[学生]氨气和二氧化碳的溶解度不同。应先通入氨气，因为氨气极易溶于水，通入氨气后的溶液呈碱性，碱性溶液能吸收更多地二氧化碳。[提问]现在请同学们根据氨碱法的反应原理，动笔画出制备流程图。所有学生画一画﹙）[投影]2.索尔维制碱法（氨碱法）[设问][引导]化学工艺的优缺点应从哪些方面评价？原料是否廉价易得、制备过程是否简单、产品质量、原料利用率、环境污染。请大家从以上方面思考氨碱法制纯碱有什么优缺点。[学生]个别学生回答[投影]3.索尔维制碱法的优缺点:优点： 1、原料（食盐和石灰石）普遍易得、便宜2、产品纯碱的纯度很高；3、副产品氨气和二氧化碳可回收循环使用；4、投资少，制造步骤简单，适合大规模生产缺点： 1、生成大量无用的氯化钙；（两种原料的成分里都只利用了一半—食盐里的钠离子和石灰石成分离的碳酸根离子结合成了碳酸钠是氯离子和钙离子都结合成了没有多大用途的氯化钙；270%,化钙溶液作为废液被抛弃了，这是很大的损失。[教师]现在我们提倡绿色化学，绿色化学要求最大限度利用原料、最大限用率违背了绿色化学。厂提供，二氧化碳是合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气；2．对滤液的处理不同。他是在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，使氯化铵单独结晶析出，经过滤、洗涤和干燥得氯化铵产品，制成化工原料或氮肥；滤出氯化铵以后的滤液，基本被氯化钠饱和，可循环使用；由于这种方法要跟制氨厂联合，又称联合制碱法；［投影］二、侯氏制碱法(联合制碱法)(反应原料:氨气、二氧化碳、氯化钠)[提问]为什么在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，能使氯化铵单独结晶析出？[教师138［提问生回答[投影]2.侯氏制碱法的优缺点:21联合合成氨厂，变废（CO）（越性，利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料）2母液循环使用，大大提高了食盐的利用率98；操作简单、工厂设备简单、成本低。（。[教师]和氨碱厂比较，联合制碱法原料利用率高，变废为宝，对环境污染少，符合我们现在提倡的“绿色化学”的思想，这种思想正是化学工业发展的方向。今天我们学习了工业制备纯碱的两种方法氨碱法及联氨法了解了们的反应原