王棟（201111）《純堿的生產(chǎn)》

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1、純堿的生產(chǎn)教學(xué)目標教學(xué)目標v知識能力知識能力1.了解化工生產(chǎn)的一些基本原理；了解化工生產(chǎn)的一些基本原理；2.掌握純堿生產(chǎn)的化學(xué)原理；掌握純堿生產(chǎn)的化學(xué)原理；3.比較索爾維制堿法和聯(lián)合制堿法的優(yōu)缺點，學(xué)會比較索爾維制堿法和聯(lián)合制堿法的優(yōu)缺點，學(xué)會使用化工生產(chǎn)的基本原理對化工生產(chǎn)進行評價。使用化工生產(chǎn)的基本原理對化工生產(chǎn)進行評價。v教學(xué)重點、難點：教學(xué)重點、難點：掌握與純堿工業(yè)相關(guān)的化學(xué)原理；掌握與純堿工業(yè)相關(guān)的化學(xué)原理；v綜合能力綜合能力提高運用化工生產(chǎn)原理分析、解決問題的能力。提高運用化工生產(chǎn)原理分析、解決問題的能力。問題問題1：我們學(xué)過哪些化工生產(chǎn)？：我們學(xué)過哪些化工生產(chǎn)？鹽酸、硫酸、硝酸、

2、氯堿、合成氨、有機化工等。問題問題2：化工生產(chǎn)有哪些基本原理？：化工生產(chǎn)有哪些基本原理？充分利用原料、充分利用能量、保護環(huán)境、原料的價格和是否易得等。問題問題3：為什么要進行化工生產(chǎn)？：為什么要進行化工生產(chǎn)？自然界不存在或自然界存在的物質(zhì)不能滿足生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究的需要。自然界中的純堿自然界中的純堿中國最大的內(nèi)陸湖泊，也是國內(nèi)最大的咸水湖中國最大的內(nèi)陸湖泊，也是國內(nèi)最大的咸水湖青海湖青海湖寸草不生的鹽堿地寸草不生的鹽堿地問題4：制備純堿（Na2CO3）從化學(xué)組成上看需要什么原料？（索爾維制堿法）（索爾維制堿法）比利時化學(xué)家比利時化學(xué)家索爾維索爾維問題問題5：20時，時，由由NH4HCO3、N

3、aCl和和H2O配制配制成一混合溶液，當把溶液加熱蒸發(fā)后冷卻至成一混合溶液，當把溶液加熱蒸發(fā)后冷卻至20，首先析出的物質(zhì)是什么？，首先析出的物質(zhì)是什么？20時一些物質(zhì)在水中的溶解度時一些物質(zhì)在水中的溶解度/gNaClNH4ClNa2CO3NaHCO3NH4HCO335.935.937.237.221.521.59.69.621.721.7（索爾維制堿法）（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)品產(chǎn)品副

4、產(chǎn)品副產(chǎn)品問題6：在純堿的生產(chǎn)中飽和食鹽水中先通NH3還是先通CO2?為什么？NH3在水中溶解度比CO2大的多，可以增加溶液中離子的濃度，提高產(chǎn)量。也便于控制CO2的用量，使CO2在溶液中完全轉(zhuǎn)化成HCO3優(yōu)點：優(yōu)點：原料便宜易得，產(chǎn)品純度高，氨和部分原料便宜易得，產(chǎn)品純度高，氨和部分二氧化碳可以循環(huán)使用，制作步驟簡單。二氧化碳可以循環(huán)使用，制作步驟簡單。缺點：缺點：副產(chǎn)物氯化鈣的處理，食鹽的利用率副產(chǎn)物氯化鈣的處理，食鹽的利用率不高，大約只有不高，大約只有70%。個人簡歷：個人簡歷：1890年年 出生出生1911年年 考入清華留美預(yù)備學(xué)校，后以考入清華留美預(yù)備學(xué)校，后以10門功課門功課 10

5、00分的優(yōu)異成績被保送到美國留學(xué)分的優(yōu)異成績被保送到美國留學(xué)1916年年 獲美國麻省理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位獲美國麻省理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位1919年年 獲美國哥倫比亞大學(xué)碩士學(xué)位獲美國哥倫比亞大學(xué)碩士學(xué)位1921年年 獲博士學(xué)位獲博士學(xué)位（侯氏制堿法）（侯氏制堿法）NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料原料NH3CO2（原料（原料，來自合成氨），來自合成氨）（副產(chǎn)品）（副產(chǎn)品）根據(jù)聯(lián)合制堿法生產(chǎn)原理示意圖，分析比較根據(jù)聯(lián)合制堿法生產(chǎn)原理示意圖，分析比較它與氨堿法的有哪些異同？它與氨堿法的有哪些異同？相同點：相同點：不同點：不同點：原理相同

6、原理相同NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料的來源和副產(chǎn)物不同原料的來源和副產(chǎn)物不同氨堿法的生產(chǎn)原理氨堿法的生產(chǎn)原理重點：重點：難點：難點：離子反應(yīng)的實質(zhì)就是使離子的濃離子反應(yīng)的實質(zhì)就是使離子的濃度減小度減小NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O總結(jié)總結(jié)1.1.下列屬于侯氏制堿法的優(yōu)點的是（下列屬于侯氏制堿法的優(yōu)點的是（）A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供氨和二氧化碳由合成氨廠提供B.母液可回收氯化銨母液可回收氯化銨C.氯化鈉的利用率達氯化鈉的利用率達96%D.以上

7、全是以上全是D練習(xí)練習(xí)2.2.工業(yè)上常用氨堿法制碳酸鈉，但卻不能用氨工業(yè)上常用氨堿法制碳酸鈉，但卻不能用氨堿法制碳酸鉀，這是因為在溶液中（堿法制碳酸鉀，這是因為在溶液中（）A.KHCO3溶解度較大溶解度較大B.KHCO3溶解度較小溶解度較小C.K2CO3溶解度較大溶解度較大D.K2CO3溶解度較大溶解度較大A3.(20053.(2005上海高考，上海高考，26,1326,13分分)我國化學(xué)家侯德榜，改革國外的我國化學(xué)家侯德榜，改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：(1)(1)上述生產(chǎn)純堿的方法稱上述生產(chǎn)純堿的方法稱 ，副產(chǎn)品的一種用途為，副產(chǎn)品的

8、一種用途為 。(2)(2)使原料氯化鈉的利用率從使原料氯化鈉的利用率從70%提高到提高到90%以上，主要是以上，主要是設(shè)計了設(shè)計了 的循環(huán)。的循環(huán)。(3)為檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加為檢驗產(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，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有 。(a)增大增大NH4+的濃度，使的濃度，使NH4Cl更多地析出更多地析出(b)使使NaHCO3更多地析出更多地析出(c)使使NaHCO3轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出的，提高析

9、出的NH4Cl純度純度（5 5）沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為）沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。AC4.4.（2005年天津）根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表數(shù)據(jù)，實驗室制備純堿的主年天津）根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表數(shù)據(jù)，實驗室制備純堿的主要步驟是：將配制好的飽和要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在3035，攪拌下分批加入研細的攪拌下分批加入研細的NH4HCO3 固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、分鐘，靜置、過濾得過濾得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，灼晶體，用少量

10、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，得到燒兩小時，得到Na2CO3固體。固體。(1)(1)反應(yīng)溫度控制在反應(yīng)溫度控制在30303535，是因為若高于，是因為若高于3535，則，則 ；若低于；若低于3030則則 ；為控制此溫度范圍，應(yīng)采取的加熱方法是；為控制此溫度范圍，應(yīng)采取的加熱方法是 。(2)(2)加料完畢后，繼續(xù)保溫加料完畢后，繼續(xù)保溫3030分鐘，目的是分鐘，目的是 ；只析出；只析出NaHCO3 晶晶體的原因是體的原因是 ；用蒸餾水洗滌用蒸餾水洗滌NaHCO3 晶體的目的是除去晶體的目的是除去 雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）四種鹽在不同溫度下的溶解度（四種鹽在

11、不同溫度下的溶解度（g100gg100g水水)表：表：010 20 30 40 50 60 100 NaCI35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0_NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4_NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3 35 NH4HCO3會有分解會有分解NH4HCO3分解分解反應(yīng)速率降低反應(yīng)速率降低水浴加熱水浴加熱使反應(yīng)充分進行使反應(yīng)充分進行NaHCO3的溶解度最小的溶解度最小NaCl;NH4HCO3;NH4Cl查閱資料：查閱資料：1 1、我國純堿生產(chǎn)現(xiàn)狀。、我國純堿生產(chǎn)現(xiàn)狀。2 2、現(xiàn)階段氯化鈣的新用途。、現(xiàn)階段氯化鈣的新用途。作業(yè)：作業(yè)：練習(xí)冊練習(xí)冊61頁頁62頁；零距離頁；零距離315頁頁318頁頁