高中化学纯碱的生产课件2.ppt

1、纯碱的化学名称纯碱的化学名称:Na2CO3俗名：纯碱、苏打俗名：纯碱、苏打关于纯碱的一些常识关于纯碱的一些常识 碳酸钠的用途：发酵粉、洗碗、碳酸钠的用途：发酵粉、洗碗、制肥皂、制药、制松花蛋、纺织制肥皂、制药、制松花蛋、纺织、玻、玻璃、造纸、漂染，还可以用璃、造纸、漂染，还可以用于其他含钠化合物的制备。于其他含钠化合物的制备。盐湖盐湖 获得天然纯碱的方法：获得天然纯碱的方法：（1）一些生长在一些生长在盐碱地）一些生长在一些生长在盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠，和海岸附近的植物中含有碳酸钠，可以从植物的灰烬中提取。可以从植物的灰烬中提取。（2）当冬季来临时，碱湖中所含的）当冬季来临时，碱湖中

2、所含的碳酸钠结晶析出，经过简单的加工碳酸钠结晶析出，经过简单的加工就可以使用。就可以使用。思考与交流思考与交流 1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？结晶析出主要受到哪些因素的影响？改变温度、结晶水合物的组成以及改变温度、结晶水合物的组成以及溶剂水的质量等因素，可以改变碳酸钠溶剂水的质量等因素，可以改变碳酸钠在水中的溶解情况，提高结晶析出的速在水中的溶解情况，提高结晶析出的速率和质量（纯度）。率和质量（纯度）。2.根据天然碱的存在及其主要化学根据天然碱的存在及其主要化学成分，请设想工业生产碳酸钠的主要原料成分，请设想工业生产碳酸钠的主要

3、原料是什么？是什么？碳酸钠中含有钠离子和碳酸根离子。碳酸钠中含有钠离子和碳酸根离子。自然界中存在的含钠离子的化合物很多，自然界中存在的含钠离子的化合物很多，大量存在的、最常见的是氯化钠；因此，大量存在的、最常见的是氯化钠；因此，氯化钠是比较理想的生产原料之一。碳酸氯化钠是比较理想的生产原料之一。碳酸根可以有碳酸盐直接提供，也可有由二氧根可以有碳酸盐直接提供，也可有由二氧化碳制取，较为理想的原料是碳酸钙。化碳制取，较为理想的原料是碳酸钙。一、路布兰法一、路布兰法 NaCl、CaCO3 a.NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl 120 NaCl+NaHSO4=Na2SO4+HCl 600-7

4、00 b.Na2SO4+2C=Na2S+2CO2 100010002、原理：、原理：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS1、原料：、原料：二、氨碱法（索尔维制碱法）二、氨碱法（索尔维制碱法）CaCO3、NaCl、NH3（炼焦）（炼焦）1、原料：、原料：3、缺点、缺点原料利用不充分、成本较高、设备原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等腐蚀严重等2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4ClCaCO3=CaO+CO2 高温高温2、原理：、原理：a.CaCO3=CaO+CO2 高温高温 b.NaCl+NH

5、3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl c.2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O CaCO3=CO2+CaOCaO+H2O=Ca(OH)2NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+NH3+H2O高温高温（原料（原料1）（产品）（产品）（副产品）（副产品）原料原料2 原料便宜易得，氨和部原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循环利用，产分二氧化碳可循环利用，产品纯度高，步骤简单品纯度高，步骤简单 副产物氯化钙的处理题及副产物氯化钙的处理题及氯化钠的利用率低氯化钠的利用率低（70）3、优点

6、、优点缺点缺点二、侯氏制碱法（联合制碱法）二、侯氏制碱法（联合制碱法）侯德榜的个人简历侯德榜的个人简历 18901890年年 出生出生 19111911年年 考入清华留美预备学院，考入清华留美预备学院，仅以仅以1010门功课门功课10001000分的优秀成绩被分的优秀成绩被保送到美国学习保送到美国学习 19161916年年 获美国麻省理工学院获美国麻省理工学院学士学位学士学位 19211921年年 在美国哥伦比亚大学获博士学位在美国哥伦比亚大学获博士学位 19331933年年 著著纯碱制造纯碱制造一书在美国出版，被誉一书在美国出版，被誉为制碱名著为制碱名著 19431943年年 因创立因创立“

7、侯氏制碱法侯氏制碱法”，获，获“中国工程中国工程学会化工最大奖学会化工最大奖”，并先后被聘为英国化学工业学会名誉，并先后被聘为英国化学工业学会名誉会员，美国化学工程学会终身荣誉会员等会员，美国化学工程学会终身荣誉会员等NaCl、合成氨（、合成氨（NH3、CO2）2、原理、原理a.NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Clb.2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 向体系通入氨气或者加入食盐颗粒，析向体系通入氨气或者加入食盐颗粒，析出氯化铵后的溶液含有氨水和氯化钠又可以出氯化铵后的溶液含有氨水和氯化钠又可以返回做反应物。返回做反应物。1、原料、原料 所谓联合，就是将氨减法与

8、合成氨工所谓联合，就是将氨减法与合成氨工艺进行联合的改进工艺，在合成氨生产中艺进行联合的改进工艺，在合成氨生产中有有COCO生成，我们是将其转化为生成，我们是将其转化为COCO2 2,在进行在进行排放等处理，但是排空的排放等处理，但是排空的COCO2 2使原料利用不使原料利用不尽合理，而且对空气也有一定的污染，在尽合理，而且对空气也有一定的污染，在联合制碱法中我们综合利用了合成氨的原联合制碱法中我们综合利用了合成氨的原料料CO2CO2和和NH3NH3，用来生产纯碱，既充分利用，用来生产纯碱，既充分利用了合成氨的原料，也减少环境污染。了合成氨的原料，也减少环境污染。侯氏制碱法对氨碱法加以改进：将

9、析侯氏制碱法对氨碱法加以改进：将析出出NaHCONaHCO3 3 的母液选在的母液选在5 5 1010时加入食盐粉时加入食盐粉末是不易结晶的末是不易结晶的NHNH4 4Cl Cl 结晶析出，这不仅结晶析出，这不仅使原料使原料NaCl NaCl 充分利用，又获得大量化肥，充分利用，又获得大量化肥，也使氨碱法中也使氨碱法中CaClCaCl2 2 的处理问题得到解决。的处理问题得到解决。侯德榜为制碱做出的卓越贡献是值得我们侯德榜为制碱做出的卓越贡献是值得我们骄傲和敬佩的！骄傲和敬佩的！四、氨碱法和联合制碱法的异同点四、氨碱法和联合制碱法的异同点 相同点：原理相同相同点：原理相同 不同点：原料来源不同

10、，副产物不同不同点：原料来源不同，副产物不同 综合利用了合成氨的综合利用了合成氨的原料，提高了氯化钠的利原料，提高了氯化钠的利用率（用率（96%）减少了环境）减少了环境污染污染 3、优点、优点本节课小结本节课小结 由于天然的纯碱已经不能满足人们的生产由于天然的纯碱已经不能满足人们的生产和生活的需要，促使人们从其他方法获取和生活的需要，促使人们从其他方法获取纯碱，尽而纯碱工业发展起来。纯碱，尽而纯碱工业发展起来。纯碱的工业的生产有三种方法纯碱的工业的生产有三种方法：1、路布兰法、路布兰法 由于路布兰法有这么多缺点：原料利用不由于路布兰法有这么多缺点：原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等，正是

11、充分、成本较高、设备腐蚀严重等，正是因为如此，促使人们研究新的制碱方法，因为如此，促使人们研究新的制碱方法，直到直到19世纪世纪60年代后逐渐被氨碱法所取代。年代后逐渐被氨碱法所取代。（了解）（了解）2、氨碱法氨碱法 本节课要掌握氨碱法的原料、原理和优缺点本节课要掌握氨碱法的原料、原理和优缺点 原料原料:CaCO3、NaCl、NH3（炼焦）（炼焦）原理：原理：优点：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循环利用，产优点：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循环利用，产品纯度高，步骤简单品纯度高，步骤简单。缺点：副产物氯化钙的处理问题及氯化钠的利用率低缺点：副产物氯化钙的处理问题及氯化钠的利用率低（70）

12、。）。在氨碱法中，虽然它的优点很多，但是它的缺点也是一个在氨碱法中，虽然它的优点很多，但是它的缺点也是一个问题，尽而有了第三种方法问题，尽而有了第三种方法 3、联合制碱法、联合制碱法 联合制碱法也是本节课的重点，也要掌握。联合制碱法也是本节课的重点，也要掌握。掌握联合制碱法的原料、原理和优点：掌握联合制碱法的原料、原理和优点：原料：原料：NaCl、合成氨（、合成氨（NH3、CO2）原理：原理：优点：综合利用了合成氨的原料，提高了优点：综合利用了合成氨的原料，提高了氯化钠的利用率减少了环境污染氯化钠的利用率减少了环境污染。4、氨碱法与联合制碱法的异同、氨碱法与联合制碱法的异同 原理相同原理相同

13、原料来源不同，副产物不同原料来源不同，副产物不同 思考题：思考题：在生产过程中，是先通在生产过程中，是先通入氨气，还是先通入二氧化碳？入氨气，还是先通入二氧化碳？先通入二氧化碳，溶液中存在先通入二氧化碳，溶液中存在_，_的量比较少；再通入氨气，氨气易溶水的量比较少；再通入氨气，氨气易溶水,_ 的量比较多；此时产物应该是的量比较多；此时产物应该是_而不是而不是 _。反过来，如果我们先通入氨气，溶液中会存反过来，如果我们先通入氨气，溶液中会存在较多的在较多的_，再通入二氧化碳时，二氧化，再通入二氧化碳时，二氧化碳和碳和_反应，通入的二氧化碳过量就会反应，通入的二氧化碳过量就会生成生成_，也就是说，此时二氧化碳溶解，也就是说，此时二氧化碳溶解的多少不是受溶解度限制，而是受反应控制。的多少不是受溶解度限制，而是受反应控制。碳酸碳酸碳酸碳酸一水合氨一水合氨碳酸铵碳酸铵碳酸氢铵碳酸氢铵一水合氨一水合氨一水合氨一水合氨碳酸氢铵碳酸氢铵 那么，先通入氨气起到的作用就是为了更多那么，先通入氨气起到的作用就是为了更多 的溶有二氧化碳的溶有二氧化碳