《化学与技术》课件(人教版) 课题1.3 纯碱的生产

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第 二 步 ： 氨 碱 法 ： NaHCO3 分 解 放 出 的 CO2(2NaHCO3=====Na2CO3＋ CO2↑＋ H2O↑)、 ↑、 滤液(含 滤液 含 NH4Cl)与石灰乳混合加热产生的氨气回 与石灰乳混合加热产生的氨气回 收循环使用[CaO＋ H2O===Ca(OH)2 ， 2NH4Cl＋ ＋ 收循环使用 ＋ Ca(OH)2 =====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O]。 。
NaCl＋NH3＋ CO2＋H2O===NaHCO3↓＋ NH4Cl ＋ 2NaHCO3=====Na2CO3＋ CO2↑＋ H2O↑ ↑ 3．生产过程 ． 第一步：二者基本相同： 第一步：二者基本相同：将 NH3 通入饱和食盐水 形成氨盐水， 沉淀， 形成氨盐水 ，再通入 CO2 生成 NaHCO3 沉淀，经 过滤、 小晶体， 过滤、洗涤得到 NaHCO3 微小晶体， 再煅烧制得 纯碱产品， 的溶液。 纯碱产品， 其滤液是含有 NH4Cl 和 NaCl 的溶液 。
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联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉 联合制碱法：在低温条件下， 状的氯化钠，并通入氨气， 状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结 晶沉淀析出，经过滤、 晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产 此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液， 品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本 上是氯化钠的饱和溶液，可循环使用。 上是氯化钠的饱和溶液，可循环使用。 4．综合评价 ． (1)氨碱法：①优点：原料 食盐和石灰石 便宜；产 氨碱法： 优点：原料(食盐和石灰石 便宜； 食盐和石灰石)便宜 氨碱法 品纯碱的纯度高； 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。 收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。
2NaHCO3=====Na2CO3＋ CO2↑＋ H2O↑ ↑ _________________________________________。 。
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2． 根据联合制碱法生产原理示意图 ， 分析比较 ． 根据联合制碱法生产原理示意图， 它与氨碱法的主要区别及优势？ 它与氨碱法的主要区别及优势？ 联合制碱法主要用氨碱法与合成氨联合生产， 联合制碱法主要用氨碱法与合成氨联合生产，氨 碱法生产纯碱虽然具有原料普遍易得，产品纯度 碱法生产纯碱虽然具有原料普遍易得， 适合大规模工业生产等优点， 高，适合大规模工业生产等优点，而联碱法生产 纯碱则有更大的优势：一是原料的利用率高。 纯碱则有更大的优势：一是原料的利用率高。联
(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： 写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： 写出 ____________________________________； ； 是制碱工业的重要原料， 联合制碱法” (3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与 的来源有何不同？ “氨碱法”中CO2的来源有何不同？ 氨碱法” _______________________________________ ____________________________________； ；
3．氨碱法制纯碱的优点是原料食盐和石灰石易 ． 可循环使用， 得，产品纯度高，氨和部分CO2可循环使用， 产品纯度高，氨和部分 制造步骤简单。缺点是生成的氯化钙不易处理， 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%。 。 食盐利用率才
思考提示 氨碱法中加入氨的主要作用是什么？ 氨碱法中加入氨的主要作用是什么？
提示】 【 提示】 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=====Na2CO3＋ ， CO2↑＋ H2O↑。 ↑
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二、联合制碱法
1．根据上图，写出生产纯碱的化学方程式： ．根据上图，写出生产纯碱的化学方程式： __________________________________________ 、 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl ＋
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(1)反应原理 反应原理 侯氏联合制碱法， 侯氏联合制碱法，是将合成氨工业和制碱工业联 合起来，以煤为原料制得碳铵， 合起来，以煤为原料制得碳铵，碳铵再与氯化钠 进行复分解反应，生成碳酸氢钠和氯化铵。 进行复分解反应，生成碳酸氢钠和氯化铵。根据 氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大， 氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温 时却比氯化钠溶解度小的原理， 时却比氯化钠溶解度小的原理，在278 K～283 ～ K(5 ℃～10 ℃)时，向母液中加入磨细的食盐粉 时 使氯化铵单独析出。 末，使氯化铵单独析出。
单位综合能耗， 联碱法为7100～ 8200 MJ， 单位综合能耗 ， 联碱法为 ～ ， 而氨碱法为12000～ 14000 MJ。 四是成本低。 而氨碱法为 ～ 。 四是成本低 。 联碱法同时生产纯碱和氯化铵，因此成本较 联碱法同时生产纯碱和氯化铵 ， 低。
核心要点突破
氨碱法与联合制碱法的比较 1．原料 ． 氨碱法：食盐、氨气、石灰石(经煅烧生成生石灰 氨碱法：食盐、氨气、石灰石 经煅烧生成生石灰 和二氧化碳)。 和二氧化碳 。 联合制碱法：食盐、氨气、二氧化碳(合成氨厂的 联合制碱法：食盐、氨气、二氧化碳 合成氨厂的 废气)。 废气 。 2．主要反应原理 ． 二者基本相同： 二者基本相同：
现象 反应方程 式
将2 mL NH4HCO3和2 mL饱和食 饱和食 盐水混合、 盐水混合、振荡 有白色晶体析出 NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓ ＋ ＋NH4Cl
(2)生产碳酸氢钠和氯化铵的主要反应方程式是 生产碳酸氢钠和氯化铵的主要反应方程式是 NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 、 _________________________、 NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl ＋ ___________________________________。 。 2．制取碳酸钠的反应方程式是 ． △ 2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ ↑ ____________________________________________。 。
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例
纯碱是一种重要的化工原料。 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工
业主要有“氨碱法” 业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。 联合制碱法”两种工艺。 请按要求回答问题： 请按要求回答问题： (1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工 氨碱法”产生大量 废弃物， 氨碱法 艺中产生CaCl2的化学方程式： 的化学方程式： 艺中产生 ___________________________________； ；
(2)有关反应方程式 有关反应方程式 NH3＋ CO2＋ H2O===NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3===NH4Cl＋NaHCO3↓ ＋ ＋ 2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O↑＋ CO2↑ ↑ (3)优点 优点 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点， 保留了氨碱法的优点，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 可作氮肥； 的利用率提高到 ； 可作氮肥 成氨厂联合， 使合成氨的原料气CO转化成 转化成CO2 ， 成氨厂联合 ， 使合成氨的原料气 转化成 这一工序。 革除了CaCO3制CO2这一工序。 革除了
(4)过滤出碳酸氢钠后煅烧得纯碱， 过滤出碳酸氢钠后煅烧得纯碱， 过滤出碳酸氢钠后煅烧得纯碱 同时回收二 氧化碳再利用。 氧化碳再利用。 2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O↑＋ CO2↑ ↑ (5)将氯化铵加石灰乳反应，生成氨回收利用。 将氯化铵加石灰乳反应，生成氨回收利用。 将氯化铵加石灰乳反应 2NH4Cl ＋ Ca(OH)2 ===== CaCl2 ＋ 2NH3↑ ＋ 2H2O 2．侯德榜制碱法 联合制碱法 联合制碱法) ．侯德榜制碱法(联合制碱法
课前自主学案
一、氨碱法生产纯碱 氨碱法是由比利时人_______发明的 ， 氨碱法是由比利时人 索尔维 发明的， 氨碱法是以 发明的 ________和______为原料生产碳酸钠的过程。 为原料生产碳酸钠的过程。 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 ． (1)生成碳酸氢钠和氯化铵的过程： 生成碳酸氢钠和氯化铵的过程： 生成碳酸氢钠和氯化铵的过程
课堂互动讲练
纯碱工业 1．索尔维制碱法 ：此法所用的原料为食盐、 氨和二 ．索尔维制碱法：此法所用的原料为食盐、 氧化碳，生产过程如下： 氧化碳，生产过程如下： (1)盐水的精制 ： 在饱和食盐水中加入熟石灰和纯碱 ， 盐水的精制： 盐水的精制 在饱和食盐水中加入熟石灰和纯碱， ＋ 除去水中的Ca ＋ 除去水中的 2＋和Mg2＋。 (2)盐水氨化 ： 将氨气通入精制盐水中 ， 制成氨盐水 。 盐水 使氨盐水吸收二氧化碳 ， 生成碳 氨盐水碳酸化： 氨盐水碳酸化 使氨盐水吸收二氧化碳， 酸氢钠和氯化铵。 酸氢钠和氯化铵。 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl ＋
课题3 课题
纯碱的生产
学习目标
课前自主学案 课题3 课题
核心要点突破 课堂互动讲练
知能优化训练
学习目标 1.了解纯碱的生产及发过程。 了解纯碱的生产及发过程。 了解纯碱的生产及发过程 2.了解体现天然碱的生产与化工生产之间的联系 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。 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 侯氏制 掌握路布兰法—索尔维法 联合制碱法(侯氏制 掌握路布兰法 索尔维法—联合制碱法 碱法)。 碱法 。
碱生产中母液循环使用， 碱生产中母液循环使用 ， 氯化钠中的钠离子用来 制造碱，氯离子用来制造氯化铵。 制造碱 ， 氯离子用来制造氯化铵 。 这样盐的利用 率可达96%以上。 而氨碱法钠的利用率仅 以上。 率可达 以上 而氨碱法钠的利用率仅70%， ， 氯利用率为零，整体利用率只有28%左右； 另外 左右； 氯利用率为零 ， 整体利用率只有 左右 联碱法利用合成氨生产排出的二氧化碳制碱，节 联碱法利用合成氨生产排出的二氧化碳制碱， 省了石灰石、焦炭等原料。二是废物排放少。 省了石灰石、 焦炭等原料 。 二是废物排放少 。 联 碱法在生产过程中无大量废液、废渣排出， 碱法在生产过程中无大量废液、 废渣排出 ， 每吨 只有几千克到几十千克，选择厂址自由度较大； 只有几千克到几十千克 ， 选择厂址自由度较大 ； 而氨碱法每吨纯碱约10立方米的废液排出 立方米的废液排出， 而氨碱法每吨纯碱约 立方米的废液排出， 难以 处理，不宜在内陆建厂。三是能源消耗低。可比 处理，不宜在内陆建厂。三是能源消耗低。