课件1微项目揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法

1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡某著名企业的方法，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2.通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献，提升科学态度与社会责任。学习导航1.纯碱是重要的基础化工原料，其

和

通常作为衡量一个国家工业发展水平的指标。

2.工业纯碱常用于制造玻璃、洗涤剂、建筑材料等。食用纯碱可用于食品工业，生产味精、作为食品添加剂等。3.历史上比较重要的制碱方法有路布兰法、索尔维法和侯氏制碱法。产量

消费量知识必备4.比利时工程师索尔维以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨为原料来制得纯碱和氯化钙。索尔维法中的关键反应为：NaCl+NH3+CO2+H2O

===NaHCO3↓+NH4Cl。5.侯氏制碱法是我国化学工程专家

创立的。是将索尔维法和

法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和

两种产品的方法。

侯德榜合成氨氯化铵知识必备索尔维法制碱时为何先通氨气再通二氧化碳?提示：二氧化碳在饱和食盐水中溶解度小，先通二氧化碳再通氨气，制得的碳酸氢钠量太少，不会析出。先通氨气形成氨盐水，再通二氧化碳能被大量吸收，有利于制得更多的碳酸氢钠。思考

实验室模拟索尔维制碱法

锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。用冰水浴降低试管内的。打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。实验探究解读索尔维制碱法1.写出锥形瓶中反应的化学方程式。能否用块状石灰石进行反应?能否将硫酸换为盐酸?思考讨论提示：CaCO3+H2SO4===CaSO4+CO2↑+H2O

；不能用块状的石灰石，因为生成的硫酸钙微溶，附着在块状碳酸钙表面上会阻止反应继续进行，故选用粉末状碳酸钙。若将硫酸换为盐酸，挥发出的HCl会降低碳酸氢钠的产量，需要先通入饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中混有的氯化氢，再通入氨盐水进行反应。提示：在制碱过程中向滤出NaHCO3晶体后的NH4Cl溶液中加熟石灰可回收氨，使之循环使用:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。2.氨是怎样实现循环利用的?3.烧杯内的试管中有什么现象?提示：试管内溶液红色变浅，最后变为无色，然后溶液变浑浊，有固体析出。思考讨论1.索尔维法(又称氨碱法)的原理以NaCl、NH3、CO2、H2O为反应物，在一定条件下在溶液中可析NaHCO3晶体，过滤、洗涤得到NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品:深化拓展深化拓展2.索尔维法的优、缺点(1)优点。原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。(2)缺点。原料食盐的利用率低，且生成了没有多大用途的氯化钙(CaCl2)。深化拓展A.从理论上看，循环生产时不需要再补充NH3B.从绿色化学原料充分利用的角度看，该方法有两个明显的缺陷是：氯化钠未能充分利用和产生CaCl2废弃物C.将NH4Cl作为一种化工产品，不再生产NH3来循环使用D.从理论上看，每再生产1molNa2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2molNaCl和1molCO21.比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3,该法又称氨碱法，其主要生产流程如下:下列有关说法不正确的是(

)C典例分析解析：工业制碱的原理涉及反应：NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑。索尔维法用生成的氯化铵制备氨气，将氯化铵进行了循环利用，所以从理论上讲，是不需要补充氨的。但是在生产过程中，NaCl母液被弃去，氯化铵制备氨气生成了无用的氯化钙，这两点是索尔维法的缺陷。根据反应关系及原子守恒，从理论上看再生产1molNa2CO3，需要补充的物质及其物质的量分别是2molNaCl和1molCO2。典例分析1.侯氏制碱法怎样降低溶液中

、Cl-的浓度?添加食盐的目的是什么?提示：侯氏制碱法利用氯化铵溶解度随化大的特点，降温“冷析”，使氯化铵沉淀析出而脱离体系。添加食盐进行“盐析”，可使更多的氯化铵析出，同时补充母液中的Na+，有利于碳酸氢钠析出。问题探究体会侯氏制碱法的创新2.原料二氧化碳的来源及反应原理是什么?问题探究提示：合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气中含有CO2。其化学反应原理是：1.化学反应原理侯氏制碱法原理(又名联合制碱法)深化拓展深化拓展注意：NaHCO3溶解度一般，因为不断添加原料使溶液达到饱和才沉淀。先添加NH3而不是CO2，是因为CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，而NH3在溶液中的溶解度大，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的

，才能析出NaHCO3晶体。2.侯氏制碱法的优点保留了索尔维法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；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，代替了索尔维法中利用CaCO3制CO2这一工序。深化拓展典例分析2.“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程及实验装置(部分夹某省市略)如下:下列叙述错误的是(

)A.实验时先点燃装置①的酒精灯，过一段时间后再打开装置③中分液漏斗的旋塞B.装置②的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉，作用是吸收多余的NH3C.向步骤Ⅰ所得滤液中通入氨气，加入细小的食盐颗粒并降温，可析出NH4ClD.用装置④加热碳酸氢钠可实现步骤Ⅱ的转化，所得CO2可循环使用D典例分析解析：因为氨气极水，而二氧化碳在水中溶解度非常小，所以应该先通入氨气，A项正确；过量氨气扩散到空气中会造成污染，所以要进行尾气吸收，2NH3+H2SO4

===(NH4)2SO4，B项正确；过滤碳酸氢钠晶体后，母液中含有氯化铵，在母液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度，使NH4Cl以晶体的形式析出，C项正确;加热固体不可用烧杯，也实现不了二氧化碳循环利用，D项错误。1.(2020辽宁实验中学高二期中阶段测试)我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaCl

===NaHCO3↓+NH4Cl的反应原理制备纯碱。下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图:则下列叙述错误的是(

)A.A气体是NH3,B气体是CO2B.第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶当堂检测D解析：由于氨气在水中的溶解度大，所以应该向氨水中加入足量的NaCl形成饱和溶液，由于在碱性环境中可以增大CO2溶解度，再通入CO2气体，就可以增大CO2的溶解度，可形成更多的NaHCO3，当溶液饱和以后就形成沉淀而析出；若是在水中首先通入CO2，由于CO2在中性环境溶解度小，溶液中形成的NaHCO3少，则析出的晶体也少，所以A气体是NH3，B气体是CO2，选项A正确；第Ⅲ步得到的晶体是NaHCO3，是发酵粉的主要成分，B正确；第Ⅲ步过滤操作中用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，C正确；第Ⅳ步操作的主要过程有洗涤、加热，D错误。当堂检测2.(2020山东淄博淄川般阳中学高二期中)纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。(1)起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业发展的需要，纯碱的化学式为

。

(2)1861年，“索尔维制碱法”问世，该方法是在用氯化钠溶液吸收两种工业废气时意外发现的，反应后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱，氯化钠溶液吸收的两种气体为

(填字母)。

A.Cl2

B.NH3 C.SO2

D.CO2当堂检测Na2CO3BD(3)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家于1943年创立，是对“索尔维制碱法”的改进，将索尔维法制取碳酸钠与合成氨联合起来，大大提高了食盐的利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染,至今仍为全世界广泛采用。用如图所示装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。当观察到B中出现浑浊时，停止加热，A中发生反应的化学方程式为

。

当堂检测2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

解析：(1)纯碱的化学式Na2CO3。(2)氯化钠溶液吸收两种气体，主要吸收NH3和CO2，NH3溶于水生成氨水，溶液显碱性CO2，最终形成碳酸氢钠和氯化铵。(3)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。当堂检测3.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱的方法，其生产流程可简要表示如下:(1)上述生产纯碱的方法称

，副产品的一种用途为

。

(2)沉淀池中发生反应的化学方程式是

。(3)写出上述流程中X物质的分子式为

。

当堂检测CO2NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl用做农作物的化肥（或其他合理答案）侯氏制碱法(或联合制碱法)

(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环

(填