课题3　纯碱的生产教学设计(第二课时)

人教版

选修2

第一单元

走进化学工业

课题3

纯碱的生产

学案

一、纯碱的存在和用途

1．存在

一些生长于盐碱地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。大量的碳酸钠主要来自一些地表碱湖。

2．用途

碳酸钠，俗名纯碱，是一种重要的化学基本工业产品。很多工业都要用到碳酸钠，如玻璃、制皂、造纸、纺织和漂染等。碳酸钠作为原料还可以用于生产其他含钠的化合物；碳酸钠也被大量地应用于生活中。

【思考·讨论】

从天然碱的形成推测Na2CO3在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？

二、氨碱法生产纯碱

1．路布兰制碱

原料：硫酸、食盐、石灰石、木炭；缺点：原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等。

2．氨碱法生产纯碱

(1)原料：食盐、氨(来自炼焦副产品)和二氧化碳(来自碳酸钙)。

(2)主要反应原理(写方程式)：

①将CO2通入含氨的饱和食盐水中：（1）

，

（2）

。

②碳酸钠的获取：

。

【思考·讨论】

你认为氨碱法的优缺点有哪些？

三、联合制碱法（侯氏制碱法）

1、原料

联合制碱法，即将氨碱法与合成氨联合生产的改进工艺。原料为

、

和

，其中

和

ＮＨ３来自于合成氨。

2、反应原理

联合制碱法的主要化学反应方程式是a、

，

b、

。

【思考·讨论】

比较两种制碱法的异同，说说侯氏制碱法主要优点有哪些？

四、氨碱法与联合制碱法的比较

联合制碱法

NaCl＋NH3＋CO2＋化学

反应

H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl △2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑

主要

原料

食盐、氨、二氧化碳、水

索尔维制碱法

NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl △2NH4Cl＋Ca(OH)2=====2NH3↑＋CaCl2＋2H2O △2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑

食盐、氨(来自炼焦厂)、二氧化碳(来自碳酸钙)、水

将精制食盐水经氨化、碳酸化反应生成碳酸氢钠。过滤出碳酸氢钠，将碳酸氢钠煅烧制得纯碱，滤液(称为母主要液Ⅰ)用于制氯化铵。使母液Ⅰ吸氨，生产降温并加食盐粉，使氯化铵逐步从母过程

液Ⅰ中结晶析出，再经过滤(滤液称为母液Ⅱ)、干燥制得氯化铵产品。再将母液Ⅱ进行氨化、碳酸化制成纯碱

盐水的精制；盐水氨化、碳酸化；碳酸氢钠的转化和二氧化碳的循环；氨的循环

主要

优点

主要

缺点

思考与交流：

人类历史上，科学技术的突破性重大发现和成果总是与一些伟大的名字联系在一起，路布兰（1791）、索尔维（1862）和侯德榜（1924）的名字都铭刻在人类制碱技术发展的历史上，你知道吗？路布兰是一名医生，索尔维是在工作中学习化学的，侯德榜是化学工程学博士。根据三个人所处的年代及学习经历，你对技术与科学的关系有哪些新的认识？

课堂检测：

1.下列属于侯氏制碱法的优点的是（

）

A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供

B.母液可回收氯化铵

C.氯化钠的利用率达96%

D.以上全是

2.工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（

）

A.KHCO3溶解度较大

B.KHCO3溶解度较小

C.K2CO3溶解度较大

D.K2CO3溶解度较大

3.为了检验纯碱的质量（可能含有少量小苏打），取少量样品进行实验，可以采用的方法是（

）

A.加热后通入澄清石灰水，观察现象

B.滴加盐酸，观察现象

C.溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，观察现象

D.溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象

4．我国著名化工专家侯德榜先生发明的侯氏制碱法，因原料利用率高，并能进行连续生产，从而享誉中外。侯氏制碱法的基本做法是向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳，获得碳酸氢钠晶体，再将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱。它的反应原理可用下列化学方程式表示：

NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，

△2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。

某课外兴趣小组同学按照侯氏制碱法原理，设计了如下一套实验装置：

实验室可供选用的药品：浓氨水、纯碱、大理石、稀盐酸、稀硫酸、熟石灰、氯化铵、氯化钠。

(1)A、D中最合适的试剂(填名称)为A_______；D________。

(2)本实验具体操作过程中，应先通________气体，再通________气体；原因是______________________________________________________________。

(3)指出该装置中的错误(至少两处)：_________________________________

_______________________________________________________________。

(4)在侯氏制碱法工业生产中，原料的利用率高，大大降低了成本。请问本实验中哪些物质可重复利用？________________________________________。