高中化学第一单元走进化学工业纯碱的生产教案新人教选修

2021 - 2021学年高中化学第一单元走进化学工业1.3纯碱的生产教案2新人教版选修2课题三纯碱的生产第1课时教学目标（1）理解“氨碱”的原理。

（2）尝试实验模拟，体验化学实验设计的过程。

教学重点（1）“氨碱法”原理的理解。

（2）模拟实验的设计和流程的改进。

课时安排2课时教学过程优点：原料便宜成品纯度高氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单不足：氯化钠利用率低产生了当时认为无用的氯化钙课堂小结：氨碱法制碱法概述又称索尔维法。

是比利时工业化学家索尔维（Ernest Solvay）首先发明的纯碱工业制法。

以食盐、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）和氨为原料。

先使氨通入饱和食盐水中制成氨盐水，再通入二氧化碳以发生碳酸化反应，析出碳酸氢钠固体和含氯化铵的母液；经过滤、洗涤后，将碳1酸氢钠煅烧得到产品纯碱。

滤液中含大量的氯化铵，与石灰乳混和，加热产生的氨以及煅烧碳酸氢钠时产生的二氧化碳都可循环使用。

此法氯化钠的利用率仅为72～74％左右，同时有大量的氯化钙作为废液排出，未加以利用。

课外拓展无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。

它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。

它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。

氨碱法（又称索尔维法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明的纯碱制法。

他以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。

先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。

其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。

2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。

含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。

课题3 纯碱的生产1.了解纯碱的主要性质和用途。

2.了解纯碱的生产及发展过程；掌握路布兰法——索尔维法——联合制碱法侯氏制碱的基本原理。

3.掌握索尔维制碱法和侯氏制碱法的化学反应原理、主要原料和生产过程。

授课提示：对应学生用书第9页一、纯碱及其用途 碳酸钠的俗名叫纯碱，可用来制玻璃、制皂、造纸、纺织和漂染，碳酸钠作为原料可用来生产钠的化合物，还大量应用于生活中。

在我国素有“口碱”之说。

二、路布兰制碱法1．原料：硫酸、食盐、木炭、石灰石。

2．生产原理路布兰制碱法的生产原理用化学反应方程式表示为：(1)生成Na 2SO 4：NaCl ＋H 2SO 4(浓)=====120 ℃NaHSO 4＋HCl↑，NaCl ＋NaHSO 4=====600～700 ℃Na 2SO 4＋HCl↑。

(2)生成Na 2CO 3和CaS ：Na 2SO 4＋2C =====1 000 ℃Na 2S ＋2CO 2↑，Na 2S ＋CaCO 3=====1 000 ℃Na 2CO 3＋CaS 。

(3)缺点：路布兰制碱法生产纯碱具有原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等缺点。

三、氨碱法生产纯碱氨碱法是由比利时人索尔维发明的，所以也称为索尔维制碱法。

1．原料 氨碱法是以碳酸钙和氯化钠为原料生产碳酸钠的过程，但因二者不能自发进行反应，故而实际上，索尔维发明的氨碱法是以食盐、氨和二氧化碳为原料，通过一系列反应来生产碳酸钠。

2．生产原理(1)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；方程式为NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3；NaCl ＋NH 4HCO 3===NaHCO 3↓＋NH 4Cl 。

(2)将析出的NaHCO 3晶体煅烧，即得Na 2CO 3；方程式为：2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O↑。

(3)母液中的NH 4Cl 加消石灰可回收氨，以便循环使用；方程式为：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。

第一单元走进化学工业课题3纯碱的生产(2)了解纯碱的生产及发展过程；(3)了解体验天然碱的牛产与化工牛产之间的联系及体验技术的发展过程；(4)了解路布兰法，掌握氨碱法(索尔维法)及联合制碱法(侯氏制碱法)。

■点难点氨碱法的生产原理1.碳酸钠的俗名叫_______ ,可用来________ 、_______ 、_______ 、_____ 和_______ , 在我国素有“_______ ”之说。

2.氨碱法是由比利时人________ 发明的，是以________ 和_______ 为原料生产碳酸钠的过程。

氨碱法的副产品是_________ 。

(1) _______________________________________________________________________ 生产碳酸氢钠和氯化钱的化学方程式是_______________________________________________ ,(2) _______________________________________________________________________ 制取碳酸钠的化学方程式是_________________________________________________________ o 2. __________________________________ 联合制碱法是由我国化学家 __________ 发明的，也称________________________________ ,是将与联合生产的改进工艺，其中原料NHs和C02来自 ,其副产品为o1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响?2.科学探究(1)向八gNO?溶液中滴加KCI将会看到什么现象？写出相应的离子方程式?(2) 20°C时，由NHiHCOs^aCl和H20配制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至20°C , 首先析出的程式？20°C时一些物质在水中的溶解度/gNaCl NHiCl Na2C()3NaHC03NH4HCO335.937. 221.59.621. 7（3）通过这两个反应，大家谈一下你对物质的溶解性和离子反应的实质的认识?3.下图是氨碱法生产原理示意图♦1.碳酸钙和氨气的主要作用分别是什么？2.在生产过程屮，那些物质可以循环使用？3.在生产过程中，先通入NHs,述是先通入C02?为什么？4.联合制碱法的生产原理是什么？比较联合制碱法和氨碱法的优缺点?・I1.我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。

第一单元走进化学工业课题3 纯碱的生产【目标要求】1.了解纯碱的生产及发展过程2.了解体现天然碱的生产与化工生产之间的联系及体现技术的发展过程3.掌握路布兰法－索尔维法－联合制碱法（候氏制碱）【学习过程】复习回顾：碳酸钠的俗名叫，是重要的，可用来制、、、和，碳酸钠作为原料可用来生产的化合物，还大量应用于中。

我国素有“”之称思考与交流：1.碳酸钠在水中结晶析出主要由哪些因素影岣？2.你认为工业生产碳酸钠的主要原料是什么？一、氨碱法生产纯碱氨碱法是由比利时人发明的，氨碱法是以和为原料生产碳酸钠的过程。

1.生产碳酸氢钠和氯化铵的主要反应方程式是、。

2.制取碳酸钠的反应方程式是。

3.思考与交流（1）（2）用食盐水洗涤煤气（废水中含氨和二氧化碳）时，可能会有白色沉淀，请用化学方程式表示、。

（3）氨碱法中加入氨的主要作用是什么？4.氨碱法制纯碱的优点是，缺点是。

二、联合制碱法1.根据上图，写出生产纯碱的化学方程式2. 思考与交流：（1）根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法的主要区别是什么？（2）联合制碱法有哪些优点？参与答案纯碱、工业产品、玻璃、制碱、造纸、纺织、漂染、钠、生活。

口碱1. 纯碱易溶与水。

在35.4℃是溶解度最大，但在温度降低溶解度减小丙结晶析出。

2.碳酸钠的化学式为Na2CO3 ，应用碳酸钙和食盐制取。

一、氨碱法生产纯碱联合制碱法生产原理示意图索尔维、碳酸钙、食盐。

1.NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl2. 2NaHCO3∆ Na2 CO3＋CO2＋H2O3.（1）将2ml NH4HCO3和2ml饱和食盐利混合、振荡现象有白色晶体折出反应式NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl（2）NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl（3）主要作用是让氨与二氧化碳作用NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 ，然后再与饱和食盐水反应NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl，进而制纯碱2NaHCO3∆ Na2 CO3＋CO2＋H2O4.优点：原料食盐和石灰石易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可循环使用，制造步骤简单。

课题三纯碱的生产第1课时教学目标（1）理解“氨碱”的原理。

（2）尝试实验模拟，体验化学实验设计的过程。

教学重点（1）“氨碱法”原理的理解。

（2）模拟实验的设计和流程的改进。

课时安排2课时教学过程优点：不足：原料便宜成品纯度高氯化钠利用率低氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙课堂小结：氨碱法制碱法概述又称索尔维法。

是比利时工业化学家索尔维（Ernest Solvay）首先发明的纯碱工业制法。

以食盐、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）和氨为原料。

先使氨通入饱和食盐水中制成氨盐水，再通入二氧化碳以发生碳酸化反应，析出碳酸氢钠固体和含氯化铵的母液；经过滤、洗涤后，将碳酸氢钠煅烧得到产品纯碱。

滤液中含大量的氯化铵，与石灰乳混和，加热产生的氨以及煅烧碳酸氢钠时产生的二氧化碳都可循环使用。

此法氯化钠的利用率仅为72～74％左右，同时有大量的氯化钙作为废液排出，未加以利用。

课外拓展无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。

它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。

它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。

氨碱法（又称索尔维法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明的纯碱制法。

他以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。

先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。

其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。

2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。

含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。

CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O其工业生产的简单流程如图所示。

1.3 纯碱的生产教学建议1.从化学技术发展的角度,使学生认识人类制碱工艺的演变历史。

从化学知识角度,引导学生学习如何根据纯碱的化学组成,推测其生产原料,进而选择和确定从原料转化为产品的化学反应原理。

从化工生产的角度,引导学生对几种工艺流程的优点和不足进行评价和判断;使学生学会一些分析和解决问题的思路和方法。

从化学与技术的关系角度,作为实用技术必须考虑原料的供应、成本、能耗和环境保护等因素,使学生对化学与技术的区别和联系有一个更深的理解。

2.教学中以氨碱法为重点,学习物质之间相互转化的合理设计,通过探究活动,认识分离、提纯物质的方法。

对于联合制碱法侧重于与氨碱法的比较,认识它们的区别和联系,不宜过多地涉及复杂盐溶液体系的分离和提纯问题。

参考资料推动纯碱制造技术发展的因素制碱技术的发展,始终朝着提高原料的利用率、降低成本、保护环境的目标在不断创新和进步。

侯德榜的创新在于同时生产纯碱和氯化铵两种产品,并将纯碱厂和合成氨厂联合,构成了氨碱生产联合系统,使各种原料得到了充分的利用,因此侯氏制碱法成为纯碱工业中一种重要的生产方法。

但是,侯氏制碱法也存在着局限性,例如,有时在某些国家和地区会出现氯化铵产品供过于求的现象。

为此,有人在联合制碱法的基础上又创造出了可以调整氯化铵产量的新的制碱方法。

制碱技术的发展与资源状况相关。

在天然碱资源丰富的国家和地区,优先发展的是天然碱加工技术;在芒硝(Na2SO4·10H2O)资源丰富的地方,可采用芒硝制碱。

纵观纯碱制造技术创新与发展的历程,可以看到社会需求是技术创新发展的原动力,资源的科学利用和各种技术间的相互借鉴是促进技术进步的重要因素;技术的创新与发展又刺激了日益增长的社会需求,提高了对资源的利用程度,开发出新的资源。

1。

课题3 纯碱的生产●掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。

●了解联合制碱法的原理。

●了解氨碱法和联合制碱法的优缺点及侯德榜对氨碱法所做的改进。

〔知识梳理〕1．氨碱法生产纯碱的原料是、。

2．氨碱法的生产过程为①在精制的饱和食盐水中通入氨气，②将二氧化碳通入氨的饱和食盐水中，写出反应的化学方程式；③过滤出碳酸氢钠后，煅烧得到纯碱。

写出反应的化学方程式。

3．在食盐精制过程中，加入熟石灰和纯碱，以除去食盐水的、（填离子符号），写出反应的离子方程式、。

4．氨碱法中在过滤出碳酸氢钠后的母液中，加石灰乳，以回收氨气进行循环利用。

写出反应的化学方程式。

5．氨碱法生产纯碱的主要优点：①；②；③；④。

6．侯氏制碱法的原料是、、；产品是、。

7．我国著名的化工专家侯德榜对氨碱法做了怎样的改进？这种改进有什么意义？〔方法导引〕氨碱法——工业制备纯碱的方法工业上是先在冷却的条件下将氨气通入饱和的食盐水，制得氨化盐水，再在加压条件下通入CO2，得到NaHCO3晶体，最后将滤出的NaHCO3经焙烧得到纯碱。

氨气极易溶于水，先溶在食盐中，可在碱性条件下吸收更多CO2。

NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3NH4HCO3＋NaCl＝2NaHCO3↓＋NH4Cl〔用C a(O H)2回收氨〕△2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O（CO2可回收利用）我国著名化学化工专家侯德榜发明了侯氏制碱法，对氨碱法加以改进。

他将析出NaHCO3的母液选在5℃～10℃加入食盐粉末，使不易结晶的NH4Cl结晶出来，这不仅使原料NaCl得到充分利用，又获得大量的化肥，也使氨碱法中用C a(O H)2回收氨时所产生的大量用途不大的C a Cl2的难题得以解决。

侯德榜为制碱做出了卓越的贡献，是值得我们骄傲和敬佩的。

在加压通入CO2时温度选在200C～260C左右，因为此时NaHCO3的溶解度最小。

例题1]在饱和Na2CO3溶液中通入CO2会有晶体析出。

课题3 纯碱的生产1．了解纯碱的生产及发展过程。

2．了解天然碱的生产与化工生产之间的联系及技术发展的过程。

3．掌握路布兰法—索尔维法—联合制碱法(侯氏制碱法)。

一、氨碱法生产纯碱氨碱法是由比利时人索尔维发明的，氨碱法是以碳酸钙和食盐为原料生产碳酸钠的过程。

1.制取碳酸氢钠和氯化铵将CO2通入含氨的饱和食盐水中现象有白色晶体析出反应方程式NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3、NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl2.制取碳酸钠的反应方程式是2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。

3.氨碱法制纯碱的优点是原料食盐和石灰石易得，产品纯度高，氨和部分CO2可循环使用，制造步骤简单。

缺点是生成的氯化钙不易处理，食盐利用率才70%。

氨碱法中加入氨的主要作用是什么？提示：主要作用是让氨与二氧化碳作用NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3，然后再与饱和食盐水反应NaCl ＋NH 4HCO 3===NaHCO 3↓＋NH 4Cl ，进而制纯碱2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ↑。

二、联合制碱法根据上图，写出生产纯碱的化学方程式： (1)NaCl ＋NH 3＋CO 2＋H 2O===NaHCO 3＋NH 4Cl 、(2)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ↑。

1.我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。

“侯氏制碱法”中的碱是指下列的( )A ．NaOHB ．K 2CO 3C ．Na 2CO 3D ．NaHCO 3解析：选C 。

“侯氏制碱法”中的碱是指Na 2CO 3 。

2.与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是( )A ．提高了原料的原子利用率。

课题3 纯碱生产名师导航知识梳理〔1〕生成碳酸氢钠和氯化铵〔2〕制取碳酸钠2NaHCO 3 △ Na 2CO 3+__________↑+__________↑〔可以循环使用〕2NH 4Cl+__________ △CaCl 2+2H 2O+2__________↑〔可以循环使用〕索尔维法优点：原料易得、产品__________高、__________和__________可循环、步骤__________； 索尔维法缺点：副产物氯化钙难处理、氯化钠利用率只有70%左右。

2.联合〔_________与_________〕制碱法——侯氏制碱法〔Hou’s process for soda manufacture〕流程：_________________________________________________________________________。

联合制碱法优点：原料易得、产品_________高、_________可循环、步骤简单；副产品_________是氮肥、氯化钠利用率大于______________，利用___________废料本钱低。

联合制碱法缺点：必须与合成氨工业联合进展，独立性差。

〔1〕俗名：Na 2CO 3：纯碱、苏打〔Soda 〕；NaHCO 3：小苏打。

〔2〕色态：Na 2CO 3：白色固体；NaHCO 3；白色晶体。

〔3〕溶解度在水中溶解度：____________＞___________。

〔4〕和盐酸反响①Na 2CO 3和NaHCO 3都能和盐酸反响放出CO 2气体。

②__________反响要比__________反响剧烈得多。

③Na 2CO 3和盐酸反响分两步进展：-23CO +H +====-3HCO ；-3HCO +H +====H 2O+CO 2↑〔5〕热稳定性①______________受热不分解。

②______________受热易分解。