课题3　纯碱的生产

1、第三节 纯碱的生产,碳酸钠，俗名纯碱， 是一种重要的化学基本工业产品。,纯碱 soda,查阅资料：,你知道纯碱的用途吗？,工业：制玻璃、造纸、制肥皂、纺织、漂染等 生活：食用级纯碱，用于生产味精、面食等,碳酸钠在自然界存在广泛,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：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。,中国最大的咸水湖 青海湖,我国素有“口碱”之说,历史上一般经过张家口和古北口转运至全国各地。,世界上最早是通过路布兰（N.L

2、eblanc，1742-1806）法实现碳酸钠的工业生产。其生产原理： 用硫酸将食盐转变成硫酸钠 NaClH2SO4 =NaHSO4HCl NaClNaHSO4 =Na2SO4HCl 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 Na2SO42C =Na2S2CO2 Na2SCaCO3=Na2CO3CaS,资料卡片：,120,600700,1000,1000,问题： 原料利用率低、成本高、对设备严重腐蚀,一、氨碱法生产纯碱,（索尔维制碱法）,比利时化学家索尔维,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： NH3CO2H2O=NH4HCO3

3、NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl 2、制取碳酸钠 2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O,CaCO3 = CO2CaO,(原料),CaOH2O = Ca(OH)2,NaClNH3CO2H2O = NaHCO3NH4Cl,(原料),2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O,(产品),2NH4ClCa(OH)2=2NH3CaCl22H2O,(副产品),图1-11 氨碱法生产原料示意图,表1-4 20 时一些物质在水中的溶解度/g,1.两支试管分别盛有2mLNH4HCO3和2mL饱和食盐水。将两支试管的溶液混合于一支试管中，振荡，观察现象。,科学探究：,2.索尔维在使用食盐水洗涤

4、煤气时（废水中含有氨和二氧化碳），偶然发现了一种白色沉淀，他推测这种白色沉淀可能是碳酸氢钠，为了验证猜想，他进行了类似的实验，并因此诞生了氨碱法。 3.思考一下氨碱法中加入氨的主要作用是什么？,氨气的溶解度大，且所得溶液显碱性，可吸收更多的二氧化碳，提高HCO3-的离子浓度，便于后面加入NaCl时析出NaHCO3晶体。,在纯碱的生产过程中是先通入NH3还是CO2？,先通入氨气，再通入二氧化碳,优点：,原料便宜易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可以循环使用，很快成为大规模生产纯碱的方法。,缺点：,副产物氯化钙的处理，食盐的利用率不高，大约只有70%。,总结：氨碱法生产纯碱,二、联合制碱法,合成氨

5、工艺中需要将CO转化为CO2除去，排空的二氧化碳是原料的利用不尽合理，还会对大气造成一定影响。为解决这一问题，我国化工专家侯德榜提出了将氨碱法与合成氨联合生产的改进工艺。,（侯氏制碱法）,(原料，来自合成氨),NH3,CO2,NaClNH3CO2H2O = NaHCO3NH4Cl,(原料),(副产品),2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O,图1-12 联合制碱法生产原理示意图,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,原料的来源和副产物不同,思考与交流：,总结：联合制碱法,1、

6、生产过程中所需的氨和二氧化碳都是由合成氨厂提供的，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。 2、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。,中文名：永利碱厂 又 称：天津碱厂 全 称：天津渤化永利碱业有限公司 创始人: 范旭东 创始时间: 1914年,练习,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酸钾，这是因为在溶液中（ ） A.KHCO3溶解度较大 B.KHCO3

7、溶解度较小 C.K2CO3溶解度较大 D.K2CO3溶解度较大,A,3以下关于氨碱法与联合制碱法的认识，不正确的是() A氨碱法生产纯碱的原料便宜易得，步骤简单，是最早的制碱工艺 B联合制碱法又称侯氏制碱法，是侯德榜在氨碱法的基础上改造形成的 C在联合制碱法中，氯化钠的利用率比氨碱法中的高 D联合制碱法避免了氨碱法中对氯化钙的处理,A,化学实验与实际生产：,实验室 实验室研究的目的是通过研究判断反应的可行性，并通过不断的实验探索最科学的反应途径。 工业生产 工业生产需要规模化，生产效益最大化.,高考链接 我国化学家侯德榜，改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：,(1) 副产品的一种用

8、途为 。 (2)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 的循环。,用作化肥,(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。 (4)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。(a) 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度,稀HNO3和AgNO3溶液,ac,高考链接：根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3 固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3 晶体，用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧两小时，得到Na2CO3固体。,(1)反应温度控制在3035，是因为若高于35，则 ；若低于30则 ；为控制此温度范围，应采取的加热方法是 。,(2)加料完毕后，继续保温30分钟，目的是 ；只析出NaHCO3 晶体的原因是 用蒸馏水洗涤NaHCO3