课题3 纯碱的生产
1．理解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。
2．了解纯碱的重要性质和用途。
在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化工事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺——联合制碱法闻名于世界，他就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。
思考：什么是联合制碱法呢？
答案：将氨碱法和合成氨两种工艺联合起来，同时生成纯碱和氯化铵两种产品的方法。
一、纯碱的存在与用途
1．纯碱的存在
________，俗名纯碱，在自然界中存在相当广泛。生长于________和________附近的植物中含有碳酸钠。大量的碳酸钠主要来自于地表________，由湖水可得到天然碱。
2．纯碱的用途
很多工业都要用到碳酸钠，如________、________、__________、__________和漂染等。碳酸钠作为原料还可以用于生产其他含________的化合物；碳酸钠也被大量地应用于生活中。
自主思考：①从天然碱的形成推测Na2CO3在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？
②根据天然碱的存在及其主要化学成分，请你设想工业生产Na2CO3的主要原料是什么？为什么
二、氨碱法生产纯碱
氨碱法也称____________，其原料是________、______和__________。
1．生成碳酸氢钠和氯化铵
化学方程式为________________________________；
________________________________________________________________________。
2．制取碳酸钠
化学方程式为_______________________________________________________。
自主思考：氨碱法的生产流程中，有哪些物质参与循环利用？
三、联合制碱法
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1.3 纯碱的生产
一、纯碱的性质
纯碱化学名为碳酸钠，分子式Na2CO3,相对分子质量106，系白色单斜体结晶，比重为2.533；熔点为840~852 ℃。
纯碱易溶与水。在35.4℃是溶解度最大，100克水可以溶解49.7克碳酸钠。纯碱易吸潮，在空气中吸收水蒸气和二氧化碳而结块，生成重碱：Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3
纯碱加热至400℃时开始分解，生成氧化钠和二氧化碳：Na2CO3
Na2O+CO2↑
纯碱与酸类反应生成盐，并放出二氧化碳： Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+ CO2↑+H2O
纯碱与石灰水作用生成氢氧化钠------苛化烧碱的反应：
Na2CO3+Ca(OH)2 = 2NaOH+CaCO3↓
纯碱与盐类起复分解反应-----氯化钠精制反应之一：
Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3↓+ Na2SO4
二、制碱工业的发展
远在几千年前，劳动人民就有使用碱的知识，在没有工业方法生产碱以前人们所需要的碱都取自天然碱和草木灰。至于应用化学方法制取纯碱，还只是近两百年的事情。
1、路步兰法
1791年，法国人路步兰成功地研究出以食盐为原料的制碱法，即路步兰法，该发首先用硫酸和食盐制取硫酸钠、石灰石和炭，按100：100：35.5的重量比混合,在反射炉或回转炉内煅烧（950~1000°C），生成熔块（黑灰），再经浸取、蒸发、短少等过程而得到纯碱。产品中含碳酸钠约为95%左右。
该法的主要化学反应为： H2SO4+2NaCl =Na2SO4+2HCl
Na2SO4+ CaCO3+2C 高温 Na2CO3+CaS+2CO2
制取硫酸钠时产生的氯化氢气体，经水吸收制成或用氧化法制成氯气。浸取“黑灰”后的废渣，经与二氧化碳作用可得到硫化氢；从硫化氢中可回收硫磺。路步兰法盛行一时。但其放的主要生产过程系在固相中进行，并且需要高温，生产不能、连续，原料利用不充分，设备腐蚀严重。因此，人们除了改进路步兰法之外，又在探索新的制碱方法。
