3-5 纯碱的生产.pptx

1、化学技术与生活模块,专题三 从自然资源到化学品,引言：纯碱的用途,造纸,制皂,纺织,制玻璃,生活,自然界中的碳酸钠,中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖青海湖,自然界中的碳酸钠,寸草不生的盐碱地,本节要点,路布兰法制纯碱 氨碱法制纯碱 联合制碱法,一、路布兰法制纯碱：,1. 用硫酸将食盐转变为硫酸钠：,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：,路布兰法有哪些缺点？,【想一想】根据你学过的化学反应原理判断下列反应能否进行： 2NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2 【科学探究】 取2 mL 饱和食盐水和2 mL NH4HCO3溶液混合，观察实验现象；

2、 根据下表判断：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？,二、氨碱法制纯碱：,索尔维法生产工艺： 原料：食盐、氨（炼焦副产品）、CO2（来自CaCO3）； 生产过程： 制备NaHCO3： NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3 NaCl + NH4HCO3 = NaHCO3 + NH4Cl 制备Na2CO3：,二、氨碱法制纯碱：,Ernest Solvay （18381922）,生产原理示意图：,二、氨碱法制纯碱：,CaCO3 = CO2 + CaO,NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHC

3、O3 + NH4Cl,2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O,CaO + H2O = Ca(OH)2,2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O,产品,副产品,【思考与讨论】氨碱法分别具有哪些优缺点？ 优点： 原料便宜易得； 氨和部分CO2可循环使用，操作步骤简单，可连续生产，生产能力强； 产品纯度高（含Na2CO3 98.5%）。 缺点： 食盐的利用率低。理论转化率84%，实际只能达到70%左右。 副产物CaCl2不好处理。,二、氨碱法制纯碱：,NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl,2NaHCO3

4、= Na2CO3 + CO2 + H2O,原料,NH3,CO2,（原料，来自合成氨）,（副产品）,三、联合制碱法：,生产过程中先通NH3还是先通CO2？,【思考与讨论】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：反应原理相同。 NaCl + NH4HCO3 = NaHCO3 + NH4Cl 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2 不同点： 原料的来源不同。 副产物不同。,三、联合制碱法：,NH4Cl有何用处？请自行查阅文献。,氨碱法的发展：20世纪后半叶，随着CaCl2在化学品生产、制冷、建筑、造纸、冶金、橡胶、石油、制药等领域发挥重要作用，因此氨

5、碱法继续得到广泛应用，目前全世界90%纯碱由该法生产； 新旭法：1970年代日本的NH4Cl供大于求，旭硝子公司开发出用石灰水处理NH4Cl重新得到氨的方法： Ca(OH)2 + 2NH4Cl = CaCl2 + NH3 + H2O,四、制碱技术的发展：,天然碱制碱法：利用天然存在的含Na2CO3或NaHCO3的矿物来制备。 早在1849年拓荒者在美国怀俄明州的甜水河就找到了NaHCO3，并用于洗涤和制药。1905年利用加利福尼亚州的瑟尔斯湖天然碱第一次试生产纯碱。1938年，美国山间燃料供应公司在怀俄明州格林河盆地勘探油气时，发现富含Na2CO3的世界最大的天然碱矿藏。1976年，美国由天然碱生产的纯碱占