2.1研究与实践1　了解纯碱的生产历史 课件（28张PPT）

(共28张PPT)
研究与实践1　了解纯碱的生产
历史
第二章　第一节
【研究目的】
纯碱是一种重要的化工原料，具有广泛的用途。通过查阅资料，了解纯碱的生产历史，感受化学工业发展过程中技术进步的重要性，以及建设生态文明的意义。
【纯碱的生产历史】
1.路布兰制碱法
(1)原料：食盐、焦炭和
石灰石等。
(2)制取原理与步骤
Na2SO4＋2HCl↑
Na2S＋4CO↑
Na2CO3＋CaS
(3)制取方法评价
路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸做原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。
2.索尔维制碱法(氨碱法)
(1)原料：食盐、氨、石灰石等。
(2)生产原理流程
(3)制取方法评价
此法食盐利用率比路布兰制碱法高，产品较纯净，成本低。
缺点：原料中一半成分未能转化为产品。
3.侯氏(联合)制碱法
(1)原料：食盐、氨、
二氧化碳。
(2)工艺流程与反应原理
①产生NaHCO3的反应：_____________________________________
。
②产生Na2CO3的反应： 。
NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓
＋NH4Cl
(3)制取方法评价
①符合现在提倡的“绿色化学的要求”，提高了原料(NaCl)的利用率，不产生无用的CaCl2。
②利用了大规模联合生产的优越性，利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的Cl－可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥，降低了成本，提高了综合经济效益。
1.侯氏制碱法中，向饱和食盐水中是先通NH3还是先通CO2？为什么？
深度思考
2.低温下，向母液中通入NH3并加入NaCl细粒，为什么可促使NH4Cl析出？
提示　低温下，NH4Cl的溶解度比NaCl的小，通入NH3并加入NaCl细粒，可生成更多的NH4Cl，促使该物质析出，也提高了NaCl的利用率。
3.侯氏制碱法与索尔维制碱法相比较，有哪些优点？
深度思考
提示　侯氏制碱法与索尔维制碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。
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1.“NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是
跟踪训练
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√
2.(2022·上海高一月考)“索尔维制碱法”与“侯氏制碱法”是常见的纯碱工业制法，下列关于两者说法正确的是
A.两者生产原料来源相同
B.两者均使用了高效催化剂
C.侯氏制碱法将索尔维制碱法与合成氨法两种工艺联合了起来
D.索尔维制碱法食盐利用率更高
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跟踪训练
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√
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跟踪训练
分析可知两者生产原料来源不相同，故A错误；
过程分析可知，两者均未使用高效催化剂，故B错误；
由原理分析可知，索尔维制碱法食盐利用率低，故D错误。
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跟踪训练
3.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是
A.a先通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B.b先通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C.a先通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸有稀
硫酸的脱脂棉
D.b先通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
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√
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跟踪训练
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NH3的溶解度较大，为防止倒吸，b通入CO2，
a通NH3，要在饱和食盐水中先通入NH3然后
再通入CO2，否则CO2通入后会从水中逸出，
得到的产品会很少；尾气主要是CO2和NH3，
其中NH3对环境影响较大，要吸收尾气，而NH3是碱性气体，所以在c装置中要装酸性物质，故A、B、D项错误、C项正确。
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4.海洋是人类宝贵的自然资源，海水“制碱”体现了化学科学在改造物质中的智慧。某厂生产纯碱的工艺流程如图所示，下列说法错误的是
A.CO2可以循环利用
B.进入流程Ⅱ的滤液必须再经适量稀盐酸
处理
C.试剂2为Na2CO3溶液
D.NH3与CO2的通入顺序不能改变
√
灼烧时会产生二氧化碳和水，故CO2可以在流程Ⅱ循环利用，A正确；
NH3与CO2的通入顺序不能改变，因为碱性溶液更容易吸收二氧化碳，D正确。
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5.某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。
Ⅰ.制备纯碱：先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料，用如图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制
备成Na2CO3。
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(1)装置甲中反应的离子方程式为
____________________________
_______；装置乙的作用是______________________，反应的化学方程式为___________________________________。
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑
＋H2O
除去CO2中的HCl气体
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
装置甲中碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式是CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O；装置乙的作用是用碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
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(2)反应进行一段时间后，观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出，经检验该白色固体是NaHCO3。装置丙中可得两种产物，分别是NaHCO3和另一种盐，装置丙中反应的化学方程式为_________________
__________________________。
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NH3＋CO2＋H2O＋
NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
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装置丙中氯化钠与二氧化碳、氨气反应可得两种产物，分别是NaHCO3
和另一种盐，根据元素守恒，另一种盐是氯化铵，反应的化学方程式是NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。
(3)用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有________、洗涤固体、_________，最后一步发生反应的化学方程式为
__________________________________。
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过滤
灼烧
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用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有过滤、洗涤固体、灼烧，灼烧碳酸氢钠发生反应的化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
Ⅱ.测定所得产品的组成和纯度
(4)检验纯碱样品中是否混有
NaHCO3，请选择下列装置
设计实验，并完成下表：
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选择的装置(填编号) 实验现象 实验结论
样品中含NaHCO3
A、B
B中澄清石灰水变浑浊
C中物质变蓝
C中物质变蓝，B中澄清石灰水变浑浊
(或A、C)
(或A、C、B)
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用装置A加热分解 NaHCO3，用澄清石灰水检验是否有二氧化碳气体放出，选择装置B，若澄清石灰水变浑浊，则含有NaHCO3。
(5)测定该纯碱样品的纯度：称取m1 g样品置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液，将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量，得到固体
的质量为m2 g，则该纯碱样品的纯度为________。
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设样品中Na2CO3的质量为x g，CaCl2与Na2CO3反应生成碳酸钙和氯化钠：
CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
　　 　106　　　　 100
　　　 x g　　　 　m2 g
本课结束