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1、课题3纯碱的生产1.能记住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.能说出纯碱的重要性质和用途。一二三一、纯碱的存在与用途1.纯碱的存在碳酸钠,俗名纯碱,在自然界中存在相当广泛。生长于盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠。大量的碳酸钠主要来自于地表碱湖,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,如玻璃、制皂、造纸、纺织和漂染等。碳酸钠作为原料还可以用于生产其他含钠的化合物;碳酸钠也被大量地应用于生活中。一二三(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
2、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?提示(1)根据固体物质在水中溶解度的影响因素,温度、结晶水合物的组成及溶剂的质量等因素影响Na2CO3在水中的结晶析出。一二三二、氨碱法生产纯碱氨碱法也称索尔维制碱法,其原料是食盐、氨和二氧化碳。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。2.制取碳酸钠(1)将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO3。化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑。(2)母液中的NH4Cl加消石灰可回
3、收氨,以便循环使用。化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。一二三3.优、缺点(1)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、制造步骤简单。(2)缺点:食盐的利用率低,只有70%;产生了当时认为无用的氯化钙。氨碱法中饱和食盐水先氨化再通CO2的原因是什么?能否先向食盐水中通入CO2使之饱和,再通入氨气?提示不能先碳酸化后氨化。在常温下,氨在饱和食盐水中的溶解度很大,二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。先氨化后碳酸化,是向高浓度的氨水中通入易溶于氨水的二氧化碳,能产生高浓度
4、的一二三氨碱法的生产流程中,有哪些物质参与循环利用?提示氯化铵与石灰乳反应,生成的NH3参与循环利用;二氧化碳参与循环利用。一二三三、联合制碱法联合制碱法是将氨碱法与合成氨联合生产纯碱和氯化铵的方法,它是由我国化工专家侯德榜研究成功的,故也称侯氏制碱法。(1)生成碳酸氢钠和氯化铵。将原料Ⅰ(精制食盐水)与原料Ⅱ(来自合成氨的NH3和CO2)反应,化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。(2)制取碳酸钠,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑。联合制碱法与氨碱法的主要区别在哪
5、里?有哪些优点?提示联合制碱法利用合成氨生产中的氨和二氧化碳,生产过程中回收氯化铵。联合制碱法使NaCl中的Cl-也得以利用,减少了原料CaO,不再产生废渣CaCl2,增加了新产品NH4Cl,既免于废渣CaCl2对环境的污染,又使各原料得到充分利用。一二一、氨碱法生产纯碱1.氨碱法生产纯碱的主要过程(1)食盐水的精制:③在配制的饱和食盐水中加入石灰乳和纯碱,以除去食盐水中的Mg2+和Ca2+。(2)食盐水氨化:在精制食盐水中通入氨气制成氨盐水。(3)氨盐水碳酸化:使氨盐水吸收CO2,生成NaHCO3和NH4Cl:NaCl+N
6、H3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。一二(4)碳酸氢钠的转化:滤出碳酸氢钠后煅烧得纯碱,同时回收近一半的CO2再利用。(5)氨的循环:将NH4Cl加石灰乳加热,回收氨循环利用。一二2.饱和NaCl溶液和NaHCO3溶液混合产生白色沉淀的原因20℃时一些物质在水中的溶解度/gNaCl和NH4HCO3都是可溶性的强电解质,在水溶液里发生电离:一二3.氨碱法中加入氨的主要作用饱和NaCl溶液中Na+的物质的量浓度较大。二氧化碳在水中生氨与水发生反应使溶液显碱性:一二误区警示氨碱法制纯碱时,应先向饱和食盐水中通氨气,后通
7、二氧化碳气体。因为氨气在饱和食盐水中的溶解度很大,二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。一二二、氨碱法与联合制碱法的比较1.综合比较一二2.工艺流程比较一二特别提醒(1)向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳的顺序容易答反。应先通氨气再通二氧化碳,因为氨气在水中的溶解度大,先通氨气可以吸收更多的二氧化碳,有利于生成较多的碳酸氢钠而析出。(2)在氨碱法和联合制碱法的过程中,CO2均可循环利用。知识点1知识点2氨碱法生产纯碱【例题1】根据氨碱法的原理,首先配制氨化饱和食盐水,即向饱和食盐水中加入氨水(体积比1∶1)并充分搅拌;再将二氧化
8、碳通入氨化饱和食盐水中,控制一定的温度,直至有碳酸氢钠析出。请回答下列问题:(1)用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生(2)向饱和食盐水中加入氨水和通入二氧化碳的先后顺序是先加氨水后通二氧化碳。是否可以先通二氧化碳后加氨水?为什么?。(3)写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式:。知识
