課題3　純堿的生產(chǎn) (7)

1、 第三節(jié) 純堿的化工生產(chǎn)1.金屬Na久置于空氣中，最終會(huì)變成什么？俗名為什么？Na2CO3.10H2ONa空氣中O2NaO空氣中H2ONaOH空氣中CO2風(fēng) 化Na2CO3俗名：純堿、蘇打2. Na2CO3有哪些物理性質(zhì)？Na2CO3和NaHCO3如何相互轉(zhuǎn)化？知道純堿的用途嗎？你純堿的用途！玻璃藥品肥皂、洗滌劑生活用品紡織業(yè)想一想 自然界中哪些地方存在純堿？?jī)?nèi)蒙古鄂爾多斯合同查汗淖堿湖 鄂爾多斯天然堿廠中國(guó)最大的內(nèi)陸湖泊，也是國(guó)內(nèi)最大的咸水湖青海湖寸草不生的鹽堿地想一想？如何獲得自然界中的純堿？1.天然堿：湖水中的Na2CO3在低溫下結(jié)晶析出，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工得到天然堿。2.從生長(zhǎng)在鹽堿地和海岸

2、附近的植物的灰燼中提取。歷史上天然堿和從植物當(dāng)中提取的堿一般經(jīng)張家口和古北口運(yùn)轉(zhuǎn)到全國(guó)各地，故我國(guó)有“口堿”之稱(chēng)18世紀(jì)后，天然堿和從植物中提取的堿已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展的需求，純堿工業(yè)隨之發(fā)展起來(lái)。思考與交流1.從天然堿的形成推測(cè)碳酸鈉在水中結(jié)晶析出主要受到哪些因素的影響？溫度、結(jié)晶水合物的組成和溶劑的質(zhì)量2.根據(jù)天然堿的存在及其主要化學(xué)成分，請(qǐng)你設(shè)想工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的主要原料是什么？為什么？ 天然堿的主要成分是碳酸鈉，含有鈉離子和碳酸根離子。碳酸鹽是由自然界中的二氧化碳通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化而來(lái)，因此，二氧化碳或能夠產(chǎn)生二氧化碳的碳酸鹽是生產(chǎn)原料之一；含有鈉離子的化合物很多，自然界中大量存在的、最

3、常見(jiàn)的是氯化鈉，因此，氯化鈉是比較理想的又一原料之一；氯化鈉溶液為中性，碳酸鈉溶液為堿性，自然界中大量存在的堿性物質(zhì)可以來(lái)自碳酸鈣，它既含有碳酸根離子，又是一種堿性物質(zhì)，故碳酸鈣也是生產(chǎn)純堿的一種原料。世界上最早生產(chǎn)純堿的方法路布蘭法資料卡片1.用硫酸將食鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕cNaCl+H2SO4 NaHSO4+HClNaCl+NaHSO4 Na2SO4+HCl 1206007002.將硫酸鈉與木炭、石灰石一起加熱，反應(yīng)生成碳酸鈉和硫化鈣Na2SO4+2C Na2S+2CO2Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS10001000路布蘭法生產(chǎn)純堿具有原料利用不充分、成本高設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)，促使人們

4、研制新的制堿方法！兩種著名的制堿技術(shù)：一、氨堿法制純堿(索爾維制堿法)比利時(shí)化學(xué)家索爾維1.生成碳酸氫鈉和氯化銨：NaCl +NH4HCO3=NaHCO3+ NH4Cl將CO2通入氨化的飽和食鹽溶液中，得到碳酸氫鈉和碳酸鈉2NaHCO3 = Na2COCO2+ H2O2.制取碳酸鈉NH3+ CO2+ H2O= NH4HCO33.總反應(yīng)原理NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3 = Na2COCO2+ H2O1.在氨法堿生純堿的過(guò)程中是先通入NH3還是CO2？其原因是？2.氨堿法中加入氨的主要作用是什么？主要作用是讓與二氧化碳作用生成NH4HCO3，再與飽和的食鹽水反應(yīng)

5、生成NaHCO3索爾維法制堿的工藝流程N(yùn)H3CO2請(qǐng)分析氨堿法的優(yōu)點(diǎn)？有不足之處嗎？ 優(yōu)點(diǎn)：原料便宜成品純度高氨和部分二氧化碳可循環(huán)使用制作步驟簡(jiǎn)單不足：氯化鈉利用率低產(chǎn)生了當(dāng)時(shí)認(rèn)為無(wú)用的氯化鈣1.以下關(guān)于索爾維制堿法的描述正確的是(雙選)()A使用的原料為NaCl、CaCO3B精制鹽水后應(yīng)先通入CO2再通入過(guò)量的NH3C析出NaHCO3后的母液中已無(wú)NaCl，只有NH4ClD索爾維法的缺點(diǎn)是鹽利用率只有70%，生成的CaCl2難處理即時(shí)應(yīng)用AD兩種著名的制堿技術(shù)一、氨堿法制純堿(索爾維制堿法)(2)聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法)閱讀圖1-11和圖1-12,總結(jié)這兩種方法的有何相同? Zx xk總原

6、理相同:Zx xk兩種著名的制堿技術(shù)2NaHCO3 = Na2COCO2+ H2ONaCl +NH3CO2H2O NaHCO3+ NH4Cl原料來(lái)源和副產(chǎn)物不同一、氨堿法生產(chǎn)純堿（索爾維制堿法）CaCO3=CO2+CaONaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OCaO+H2O=Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O產(chǎn)品副產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：不足：原料便宜成品純度高氯化鈉利用率低氨和部分二氧化碳可循環(huán)使用制作步驟簡(jiǎn)單產(chǎn)生了當(dāng)時(shí)認(rèn)為無(wú)用的氯化鈣請(qǐng)分析氨堿法的優(yōu)點(diǎn)？有不足之處嗎？ 二、聯(lián)合制堿法（侯氏制堿法）NaC

7、l+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料Zx xkNH3CO2（原料，來(lái)自合成氨）（副產(chǎn)品）聯(lián)合制堿法有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？ 在純堿的生產(chǎn)過(guò)程中是先通入NH3還是CO2？ 練習(xí)1.下列屬于侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)的是（ ）A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供B.母液可回收氯化銨C.氯化鈉的利用率達(dá)96%D.以上全是D2.工業(yè)上常用氨堿法制碳酸鈉，但卻不能用氨堿法制碳酸鉀，這是因?yàn)樵谌芤褐校?）A.KHCO3溶解度較大B.KHCO3溶解度較小C.K2CO3溶解度較大D.K2CO3溶解度較大A3.為了檢驗(yàn)純堿的質(zhì)量（可能含有少量小蘇打），取少量樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可

8、以采用的方法是（ ）A.加熱后通入澄清石灰水，觀察現(xiàn)象B.滴加鹽酸，觀察現(xiàn)象Zx xkC.溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，觀察現(xiàn)象D.溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，觀察現(xiàn)象A4.(2005上海高考，26 ,13分)我國(guó)化學(xué)家侯德榜，改革國(guó)外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如下：(1) 副產(chǎn)品的一種用途為 。(2)使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計(jì)了 的循環(huán)。用作化肥或焊藥或電解液(3)為檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加 。(4)向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有 。Zx xk(a) 增大NH4+的濃度，使NH

9、4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度稀HNO3和AgNO3溶液AC5.（2005年天津）根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室制備純堿的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在3035，攪拌下分批加入研細(xì)的NH4HCO3 固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過(guò)濾得NaHCO3 晶體，用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒兩小時(shí)，得到Na2CO3固體。(1)反應(yīng)溫度控制在3035，是因?yàn)槿舾哂?5，則 ；若低于30則 ；為控制此溫度范圍，應(yīng)采取的加熱方法是 。(2)加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是 ；只析出NaHCO3 晶體的原因是 ； 用蒸餾水洗滌NaHCO3 晶體的目的是除去 雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）四種鹽在不同溫度下的溶解度（g100g水)表：010 20 30 40 50 60 100 NaCI35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0