202X高中化學第一單元走進化學工業(yè)1.3純堿的生產(chǎn)課件新人教版選修2

1、課題3純堿的生產(chǎn)1.能記住索爾維制堿法和侯氏制堿法的化學反響原理、主要原能記住索爾維制堿法和侯氏制堿法的化學反響原理、主要原料和生產(chǎn)過程。料和生產(chǎn)過程。2.能說出純堿的重要性質(zhì)和用途。能說出純堿的重要性質(zhì)和用途。一二三一、純堿的存在與用途1.純堿的存在碳酸鈉,俗名純堿,在自然界中存在相當廣泛。生長于鹽堿地和海岸附近的植物中含有碳酸鈉。大量的碳酸鈉主要來自于地表堿湖,由湖水可得到天然堿。2.純堿的用途很多工業(yè)都要用到碳酸鈉,如玻璃、制皂、造紙、紡織和漂染等。碳酸鈉作為原料還可以用于生產(chǎn)其他含鈉的化合物;碳酸鈉也被大量地應用于生活中。一二三(1)從天然堿的形成推測Na2CO3在水中結(jié)晶析出主要受到

2、哪些因素的影響?(2)根據(jù)天然堿的存在及其主要化學成分,請你設(shè)想工業(yè)生產(chǎn)Na2CO3的主要原料是什么?為什么?提示(1)根據(jù)固體物質(zhì)在水中溶解度的影響因素,溫度、結(jié)晶水合物的組成及溶劑的質(zhì)量等因素影響Na2CO3在水中的結(jié)晶析出。一二三二、氨堿法生產(chǎn)純堿氨堿法也稱索爾維制堿法,其原料是食鹽、氨和二氧化碳。1.生成碳酸氫鈉和氯化銨將二氧化碳通入含氨的飽和食鹽溶液中,可得到碳酸氫鈉和氯化銨。2.制取碳酸鈉(1)將析出的NaHCO3晶體煅燒,即得Na2CO3。化學方程式:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2。(2)母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨,以便循環(huán)使用?；瘜W方程式為2NH4Cl+C

3、a(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O。一二三3.優(yōu)、缺點優(yōu)、缺點(1)優(yōu)點優(yōu)點:原料廉價易得、產(chǎn)品純度高、氨和局部二氧化碳可以原料廉價易得、產(chǎn)品純度高、氨和局部二氧化碳可以循環(huán)使用、制造步驟簡單。循環(huán)使用、制造步驟簡單。(2)缺點缺點:食鹽的利用率低食鹽的利用率低,只有只有70%;產(chǎn)生了當時認為無用的氯化產(chǎn)生了當時認為無用的氯化鈣。鈣。氨堿法中飽和食鹽水先氨化再通CO2的原因是什么?能否先向食鹽水中通入CO2使之飽和,再通入氨氣?提示不能先碳酸化后氨化。在常溫下,氨在飽和食鹽水中的溶解度很大,二氧化碳在飽和食鹽水中的溶解度較小。先氨化后碳酸化,是向高濃度的氨水中通入易溶于氨水的二氧化碳

4、,能產(chǎn)生高濃度的一二三氨堿法的生產(chǎn)流程中,有哪些物質(zhì)參與循環(huán)利用?提示氯化銨與石灰乳反響,生成的NH3參與循環(huán)利用;二氧化碳參與循環(huán)利用。一二三三、聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法是將氨堿法與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)純堿和氯化銨的方法,它是由我國化工專家侯德榜研究成功的,故也稱侯氏制堿法。(1)生成碳酸氫鈉和氯化銨。將原料(精制食鹽水)與原料(來自合成氨的NH3和CO2)反響,化學方程式為NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl。(2)制取碳酸鈉,化學方程式為2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O。聯(lián)合制堿法與氨堿法的主要區(qū)別在哪里?有哪些優(yōu)點?提示聯(lián)合制堿法利用合成氨生產(chǎn)中的氨和二氧化碳,

5、生產(chǎn)過程中回收氯化銨。聯(lián)合制堿法使NaCl中的Cl-也得以利用,減少了原料CaO,不再產(chǎn)生廢渣CaCl2,增加了新產(chǎn)品NH4Cl,既免于廢渣CaCl2對環(huán)境的污染,又使各原料得到充分利用。一二一、氨堿法生產(chǎn)純堿1.氨堿法生產(chǎn)純堿的主要過程(1)食鹽水的精制:在配制的飽和食鹽水中參加石灰乳和純堿,以除去食鹽水中的Mg2+和Ca2+。(2)食鹽水氨化:在精制食鹽水中通入氨氣制成氨鹽水。(3)氨鹽水碳酸化:使氨鹽水吸收CO2,生成NaHCO3和NH4Cl:NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl。一二(4)碳酸氫鈉的轉(zhuǎn)化:濾出碳酸氫鈉后煅燒得純堿,同時回收近一半的CO2再利用。(5

6、)氨的循環(huán):將NH4Cl加石灰乳加熱,回收氨循環(huán)利用。一二2.飽和NaCl溶液和NaHCO3溶液混合產(chǎn)生白色沉淀的原因20 時一些物質(zhì)在水中的溶解度/gNaCl和NH4HCO3都是可溶性的強電解質(zhì),在水溶液里發(fā)生電離:一二3.氨堿法中參加氨的主要作用氨堿法中參加氨的主要作用飽和飽和NaCl溶液中溶液中Na+的物質(zhì)的量濃度較大。二氧化碳在水中生的物質(zhì)的量濃度較大。二氧化碳在水中生氨與水發(fā)生反響使溶液顯堿性: 一二誤區(qū)警示氨堿法制純堿時,應先向飽和食鹽水中通氨氣,后通二氧化碳氣體。因為氨氣在飽和食鹽水中的溶解度很大,二氧化碳在飽和食鹽水中的溶解度較小。一二二、氨堿法與聯(lián)合制堿法的比較1.綜合比較一

7、二2.工藝流程比較工藝流程比較 一二特別提醒(1)向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳的順序容易答反。應先通氨氣再通二氧化碳,因為氨氣在水中的溶解度大,先通氨氣可以吸收更多的二氧化碳,有利于生成較多的碳酸氫鈉而析出。(2)在氨堿法和聯(lián)合制堿法的過程中,CO2均可循環(huán)利用。知識點1知識點2氨堿法生產(chǎn)純堿【例題1】 根據(jù)氨堿法的原理,首先配制氨化飽和食鹽水,即向飽和食鹽水中參加氨水(體積比1 1)并充分攪拌;再將二氧化碳通入氨化飽和食鹽水中,控制一定的溫度,直至有碳酸氫鈉析出。請答復以下問題:(1)用化學方程式分別表示出氨和二氧化碳在水中產(chǎn)生(2)向飽和食鹽水中參加氨水和通入二氧化碳的先后順序是先加氨

8、水后通二氧化碳。是否可以先通二氧化碳后加氨水?為什么? 。 (3)寫出氨堿法生成碳酸氫鈉的化學方程式: 。 知識點1知識點2解析：在通常狀況下,氨在1體積水中溶解近700體積,二氧化碳在1體積水中僅溶解約1體積。所以應先向飽和食鹽水中通入NH3,然后再通CO2,這樣會使溶液里(2)不可以。在常溫下,氨在飽和食鹽水中的溶解度很大,二氧化碳在飽和食鹽水中的溶解度較小。假設(shè)先通二氧化碳后加氨水,溶液里只能產(chǎn)生很小濃度的知識點1知識點2聯(lián)合制堿法【例題2】 侯德榜制堿法,也叫聯(lián)合制堿法,其生產(chǎn)流程可簡要表示為以下圖:(1)向沉淀池中通入CO2和NH3時,應先通入。原因是。 (2)沉淀池中發(fā)生反響的化學

9、方程式是;煅燒爐中發(fā)生反響的化學方程式是。 知識點1知識點2(3)向母液中通氨氣并參加細小的食鹽顆粒,冷卻析出的副產(chǎn)品是,通入NH3的作用是(填選項)。 B.使NaHCO3更多地析出C.使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3,提高析出的NH4Cl純度(4)為提高原料氯化鈉的利用率,主要是設(shè)計了循環(huán)(填上述流程中的編號),物質(zhì)X是。從沉淀池中別離沉淀的操作是。 (5)CO2是制堿工業(yè)的重要原料,侯德榜制堿法和氨堿法中CO2的來源有何不同?。 (6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉,可以用加熱分解的方法測定產(chǎn)品中純堿的質(zhì)量分數(shù),樣品質(zhì)量為a g,加熱至質(zhì)量不再改變時稱重為b g,那么純堿的質(zhì)量分數(shù)為。 知識點1知

10、識點2解析：(1)聯(lián)合制堿法的反響原理為NH3+CO2+NaCl+H2O NaHCO3+NH4Cl,為能夠生成更多的NaHCO3,可以利用氨氣極易溶于水的性質(zhì),先通入氨氣至飽和,再通入CO2,可以吸收較多的CO2,否那么假設(shè)先通入CO2,因CO2溶解度小,不能生成大量的NaHCO3。(2)煅燒爐中利用NaHCO3的不穩(wěn)定性,加熱使其分解為Na2CO3、CO2和水,分解產(chǎn)生的CO2(X)可以循環(huán)使用。(3)母液為高濃度的NH4Cl溶液和飽和NaHCO3溶液,通入氨氣提高溶液 OH-的濃度,且提供的堿性環(huán)境可以將NaHCO3轉(zhuǎn)化為溶解度更大的Na2CO3,得到更多、更純的NH4Cl。(4)循環(huán)操作

11、將Na2CO3循環(huán)使用,可以將Na2CO3再次轉(zhuǎn)化為NaHCO3,沉淀池中的碳酸氫鈉可通過過濾得到。(5)從圖可知,侯德榜制堿法中的CO2來自合成氨廠,氨堿法制取純堿的生產(chǎn)中,CO2那么是由石灰石分解制得的。知識點1知識點2(6)設(shè)樣品中NaHCO3的質(zhì)量為m2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2Om168 g62 gma g-b g知識點1知識點2答案：(1)NH3CO2在飽和食鹽水中溶解度小,而NH3易溶于水,先通入NH3有利于CO2的吸收(3)NH4ClAC(4)CO2過濾(5)前者CO2是由合成氨廠提供,后者CO2是由碳酸鈣分解得到1 2 3 4 51以下反響原理在索爾維制堿法中沒

12、有使用的是以下反響原理在索爾維制堿法中沒有使用的是()解析：A項在索爾維制堿法中用于回收NH3;C項用于制備純堿;D項用于制備NaHCO3。答案：B1 2 3 4 52純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法和氨堿法和“聯(lián)合制堿法兩種工藝。以下說法錯誤的選項是聯(lián)合制堿法兩種工藝。以下說法錯誤的選項是 ()A.“聯(lián)合制堿法是在聯(lián)合制堿法是在“氨堿法的根底上進展技術(shù)革新的成果氨堿法的根底上進展技術(shù)革新的成果B.“聯(lián)合制堿法和聯(lián)合制堿法和“氨堿法所用的氨都取自合成氨廠氨堿法所用的氨都取自合成氨廠C.“聯(lián)合制堿法和聯(lián)合制堿法和“氨堿法所用的氨堿法

13、所用的CO2都來自石灰石的分解都來自石灰石的分解D.“聯(lián)合制堿法的副產(chǎn)品是氯化銨聯(lián)合制堿法的副產(chǎn)品是氯化銨,“氨堿法的副產(chǎn)品是氯化鈣氨堿法的副產(chǎn)品是氯化鈣解析：解析：“氨堿法所用的氨堿法所用的CO2來自石灰石的分解來自石灰石的分解;“聯(lián)合制堿法將聯(lián)合制堿法將合成氨廠和制堿廠聯(lián)合進展生產(chǎn)合成氨廠和制堿廠聯(lián)合進展生產(chǎn),利用合成氨廠制造氫氣時的副產(chǎn)利用合成氨廠制造氫氣時的副產(chǎn)品品CO2作為制堿的原料。作為制堿的原料。答案：答案：C1 2 3 4 53與索爾維制堿法相比,侯德榜制堿法最突出的優(yōu)點是 ()A.原料利用率高B.設(shè)備少C.循環(huán)利用的物質(zhì)多D.原料易得解析：聯(lián)合制堿法,生產(chǎn)了副產(chǎn)品NH4Cl,所以提高了原料的利用率。答案：A1 2 3 4 54反響反響NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3+NH4Cl是著名的是著名的“侯氏制堿法的重要反響。下面是侯氏制堿法的重要反響。下面是4位同學對該反響涉及的有關(guān)位同學對該反響涉及的有關(guān)知識發(fā)表的局部見解。其中錯誤的選項是知識發(fā)表的局部見解。其中錯誤的選項是()1 2 3 4 5解析：析出NaHCO3后的溶液為NaHCO3的飽和溶液。答案：C1 2 3 4 55侯氏制堿法的步驟如下: 試答復以下問題:(1)假設(shè)上述的懸濁液是NaHCO3和NH4Cl的混合液,那么和的總反響方程式為。 (2)由這一反