純堿的工業(yè)制法講義

純堿的工業(yè)制法[教學目標]知識與技能：理解純堿工業(yè)制法中所應用的相關化學原理；了解工業(yè)制純堿的簡單工藝流程；了解化學原理應用于實際化工生產的方法；過程與方法：原理，提高化學思維能力；據(jù)化學原理對碳酸鈉的工業(yè)制備流程進行設計，培養(yǎng)實驗設計能力；題的思路和方法。情感態(tài)度與價值觀：通過對碳酸鈉工業(yè)制備流程圖的設計，培養(yǎng)嚴謹求實的科學精神；通過相互討論，培養(yǎng)主動探究問題的態(tài)度和合作精神；的重要意義。踐的精神。[教學重點]與純堿工業(yè)相關的化學原理、循環(huán)原理、純堿工藝流程[教學難點]化學原理與工業(yè)生產的結合分析[教學方法]啟發(fā)、引導、講解、討論等[教具學具]多媒體課件[教學流程]引入課題引入課題結合氨堿法，評價侯氏制堿法小結，布置作業(yè)[課題引入][教師]同學們，大家好。今天能在高三12班上課，我感到很榮幸。今天我們上課的內容是:純堿的工業(yè)制法。純堿是什么物質的俗稱?對，是碳酸鈉金，以及造紙、紡織、食品等輕工業(yè)，用量極大，被譽為“化工之母純堿的地位如此重要工業(yè)上如何通過化學反應去制備碳酸鈉呢？要制備碳酸鈉，得找生產原料。為適合大規(guī)模的生產，所找的原料應是廣泛、價的。根據(jù)這個原則，我們共同來尋找。碳酸鈉含有鈉離子和碳酸根離子含有鈉離子的化合物自然界中最常見的是 氯化鈉提供碳酸根最廉價的原料是 灰石(碳酸)因此我們可利用氯化鈉和碳酸鈣作為生產原料。[投影]制備純堿的原料:NaCl,CaCO3[提問]氯化鈉和碳酸鈣能直接反應生成碳酸鈉嗎?[學生]不能[設問]不能直接生成碳酸鈉，就必須有中間產物作為過渡?？梢酝ㄟ^什么中間產物過渡呢？[引導]這個問題可以說困擾了科學界很長的一段時間。法國科學院甚至設10[投影]一、索爾維制堿法(氨堿法)[設問]索爾維制堿法的化學反應原理是怎樣的？首先來了解索爾維是怎樣制備碳酸氫鈉。及氨氣。碳酸氫鈉的制備:[設問]為什么飽和食鹽水中通入氨氣和CO2就能有碳酸氫鈉沉淀產生？[引導]我們來分析一下。氨氣是一種堿性氣體，二氧化碳是酸性氧化物，這兩者在溶液中反應嗎？反應生成什么物質？[學生]生成碳酸氫銨[引導NH4HCO3和NaCl的離子有哪幾種？[學生]NH4+,HCO3ˉ,Clˉ,Na+四種離子。[提問]請大家析這四種離子兩兩結合可形成哪幾種物質？[學生]NH4HCO3,NaCl,NaHCO3,NH4Cl[教師]根據(jù)溶解性表，我們應該知道為什么碳酸氫鈉可沉淀析出？四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）表0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃35.735.836.036.336.637.037.3 39.8溫度溶鹽解溫度溶鹽解度NaClNH4HCO3NaHCO311.915.8 21.0 27.0①6.98.19.611.112.714.5 16.4NH4Cl29.433.3 37.2 41.4 45.8 50.455.377.34 ①>35℃ NHHCO4 3[學生]因為NaHCO3[教師]下面請同學們寫一些對應的化學方程式：往飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳、煅燒碳酸氫鈉制碳酸鈉。所有學生練一練投影].索爾維制堿法)（:NaCl,CaCO,NH）3 3往飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳：→NH+CO+HO NHHCO→3 2 2 4 3- NHHCO+NaCl NaHCO - 4 3 32NaHCO

Na

+CO+HO·碳酸氫鈉經煅燒制碳酸3 2 3 2 2 [教師中要制備碳酸氫銨，必須什么物質過量？二氧化碳過量。[教師總結]索爾維利用原料通過NH4HCO3和NaHCO3得到純堿，反應原料除了利用NaCl,CaCO3外還利用了NH3，這種方法又叫氨堿法。[教師]在由反應原理轉化為工業(yè)生產須進行工藝設計。[提問]為制備更多的碳酸氫鈉，在飽和氯化鈉溶液中，應先通氨氣還是二氧化碳？個別學生[學生]氨氣和二氧化碳的溶解度不同。應先通入氨氣，因為氨氣極易溶于水，通入氨氣后的溶液呈堿性，堿性溶液能吸收更多地二氧化碳。[提問]現(xiàn)在請同學們根據(jù)氨堿法的反應原理，動筆畫出制備流程圖。所有學生畫一畫﹙）[投影]2.索爾維制堿法（氨堿法）[設問][引導]化學工藝的優(yōu)缺點應從哪些方面評價？原料是否廉價易得、制備過程是否簡單、產品質量、原料利用率、環(huán)境污染。請大家從以上方面思考氨堿法制純堿有什么優(yōu)缺點。[學生]個別學生回答[投影]3.索爾維制堿法的優(yōu)缺點:優(yōu)點： 1、原料（食鹽和石灰石）普遍易得、便宜2、產品純堿的純度很高；3、副產品氨氣和二氧化碳可回收循環(huán)使用；4、投資少，制造步驟簡單，適合大規(guī)模生產缺點： 1、生成大量無用的氯化鈣；（兩種原料的成分里都只利用了一半—食鹽里的鈉離子和石灰石成分離的碳酸根離子結合成了碳酸鈉是氯離子和鈣離子都結合成了沒有多大用途的氯化鈣；270%,化鈣溶液作為廢液被拋棄了，這是很大的損失。[教師]現(xiàn)在我們提倡綠色化學，綠色化學要求最大限度利用原料、最大限用率違背了綠色化學。廠提供，二氧化碳是合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣；2．對濾液的處理不同。他是在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨氣，使氯化銨單獨結晶析出，經過濾、洗滌和干燥得氯化銨產品，制成化工原料或氮肥；濾出氯化銨以后的濾液，基本被氯化鈉飽和，可循環(huán)使用；由于這種方法要跟制氨廠聯(lián)合，又稱聯(lián)合制堿法；［投影］二、侯氏制堿法(聯(lián)合制堿法)(反應原料:氨氣、二氧化碳、氯化鈉)[提問]為什么在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨氣，能使氯化銨單獨結晶析出？[教師138［提問生回答[投影]2.侯氏制堿法的優(yōu)缺點:21聯(lián)合合成氨廠，變廢（CO）（越性，利用一個廠的廢料，作為另一個廠的主要原料）2母液循環(huán)使用，大大提高了食鹽的利用率98；操作簡單、工廠設備簡單、成本低。（。[教師]和氨堿廠比較，聯(lián)合制堿法原料利用率高，變廢為寶，對環(huán)境污染少，符合我們現(xiàn)在提倡的“綠色化學”的思想，這種思想正是化學工業(yè)發(fā)展的方向。今天我們學習了工業(yè)制備純堿的兩種方法氨堿法及聯(lián)氨法了解了們的反應原