人教版高中化学 主题二 海水资源、工业制碱 2.3 纯碱的生产课件 鲁科选修2.ppt

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1、纯碱的生产2021/8/9 星期一1教学目标教学目标知识能力知识能力1.了解我国纯碱工业的现状，掌握相关的化学原理；2.结合侯氏制碱法，对学生进行爱国主义教育；3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。教学重点、难点：教学重点、难点：掌握与纯碱工业相关的化学原理；探究建议：探究建议：1、实验：用碳酸氢铵和氯化钠制取碳酸钠，对产品进行检验；2、查阅资料：侯德榜制碱法。课时划分：课时划分：一课时2021/8/9 星期一2知道知道纯碱的用途碱的用途吗？你2021/8/9 星期一32021/8/9 星期一4想一想 自然界中哪些地自然界中哪些地方存在纯碱？方存在纯碱？2021/8

2、/9 星期一5中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖青海湖青海湖2021/8/9 星期一6寸草不生的盐碱地寸草不生的盐碱地2021/8/9 星期一7如何获得自然界中的纯碱？2021/8/9 星期一8思考与交流1.1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶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？析出主要受到哪些因素的影响？2.2.根据天然碱的存在及其主要化学成分，根据天然碱的存在及其主要化学成分，请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么？为什么？么？为什么？2021/8/9 星期一9资料卡片路布兰法路布

3、兰法世界上最早实现纯碱的工业生产世界上最早实现纯碱的工业生产1.1.用硫酸将食盐转变为硫酸钠用硫酸将食盐转变为硫酸钠NaCl+H2SO4 NaHSO4+HClNaCl+NaHSO4 Na2SO4+HCl 1206007002.2.将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙钠和硫化钙Na2SO4+2C Na2S+2CO2Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS100010002021/8/9 星期一10一、氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）（索尔维制碱法）比利时化学家比利时化学家索尔维索尔维2021/8/9 星期一112、20时，时，由由NH

4、4HCO3、NaCl和和H2O配制成一配制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至20，首，首先析出的物质是什么？先析出的物质是什么？20时一些物质在水中的溶解度时一些物质在水中的溶解度/gNaClNH4ClNa2CO3NaHCO3NH4HCO335.935.937.237.221.521.59.69.621.721.7科学探究1、向向AgNO3溶液中滴加溶液中滴加KCl将会看到什么现象？将会看到什么现象？2021/8/9 星期一12一、氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）（索尔维制碱法）CaCO3=CO2+CaONaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4

5、Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OCaO+H2O=Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O产品产品副产品副产品2021/8/9 星期一13优点：优点：原料便宜易得，产品纯度高，氨和部分原料便宜易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。请你分析一下氨碱法的优缺点？缺点：缺点：副产物氯化钙的处理，食盐的利用率副产物氯化钙的处理，食盐的利用率不高，大约只有不高，大约只有70%。2021/8/9 星期一14二、联合制碱法个人简历：个人简历：1890年年 出生出生1911年年 考入清华留美预备学校，后

6、以考入清华留美预备学校，后以10门功课门功课 1000分的优异成绩被保送到美国留学分的优异成绩被保送到美国留学1916年年 获美国麻省理工学院学士学位获美国麻省理工学院学士学位1919年年 获美国哥伦比亚大学硕士学位获美国哥伦比亚大学硕士学位1921年年 获博士学位获博士学位2021/8/9 星期一15二、联合制碱法（侯氏制碱法）（侯氏制碱法）NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料原料NH3CO2（原料（原料，来自合成氨），来自合成氨）（副产品）（副产品）联合制碱法有哪些优点呢？2021/8/9 星期一16思考与交流 根据联合

7、制碱法生产原理示意图，分析比较根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法的有哪些异同？它与氨碱法的有哪些异同？相同点：相同点：不同点：不同点：原理相同原理相同NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料的来源和副产物不同原料的来源和副产物不同2021/8/9 星期一17 在纯碱的生产过程中是在纯碱的生产过程中是先通入先通入NH3还是还是CO2？2021/8/9 星期一18思考与交流 人类历史上，科学技术的突破性重大发现和人类历史上，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，路布兰成果总是与一些伟大的名字联系

8、在一起，路布兰（17911791）、索尔维（）、索尔维（18621862）和侯德榜（）和侯德榜（19241924）的）的名字都铭刻在人类制碱技术发展的历史上，你知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？系有哪些新的认识？2021/8/9 星期一19总结：氨碱法的生产原理氨碱法的生产原理重点：重点：难点：难点：离子反应的实质就是

9、使离子的浓离子反应的实质就是使离子的浓度减小度减小NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O2021/8/9 星期一20练习1.1.下列属于侯氏制碱法的优点的是（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氨和二氧化碳由合成氨厂提供B.母液可回收氯化铵母液可回收氯化铵C.氯化钠的利用率达氯化钠的利用率达96%D.以上全是以上全是D2021/8/9 星期一212.2.工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨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（碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（）A.KHCO

10、3溶解度较大溶解度较大B.KHCO3溶解度较小溶解度较小C.K2CO3溶解度较大溶解度较大D.K2CO3溶解度较大溶解度较大A2021/8/9 星期一223.3.为了检验纯碱的质量（可能含有少量小苏打），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（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，观察现象加热后通入澄清石灰水，观察现象B.滴加盐酸，观察现象滴加盐酸，观察现象C.溶于水中，滴加少量溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，观察现象溶液，观察现象D.溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象A2021

11、/8/9 星期一234.(20054.(2005上海高考，上海高考，26,1326,13分分)我国化学家侯德我国化学家侯德榜，改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简榜，改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：要表示如下：(1)副产品的一种用途为副产品的一种用途为 。(2)使原料氯化钠的利用率从使原料氯化钠的利用率从70%提高到提高到90%以上，主要是设计了以上，主要是设计了 的循环。的循环。用作化肥或焊药或电解液用作化肥或焊药或电解液2021/8/9 星期一24(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加溶于水后，再滴

12、加 。(4)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有品，通氨气的作用有 。(a)增大增大NH4+的浓度，使的浓度，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转化为转化为Na2CO3，提高析出的，提高析出的NH4Cl纯度纯度稀稀HNO3和和AgNO3溶液溶液AC2021/8/9 星期一255.5.（2005年天津）根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱的主年天津）根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱的主要步骤是：将配制好的饱和要步骤是：将配制好的饱

13、和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035，搅，搅拌下分批加入研细的拌下分批加入研细的NH4HCO3 固体，加料完毕后，继续保温固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过分钟，静置、过滤得滤得NaHCO3 晶体，用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧晶体，用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧两小时，得到两小时，得到Na2CO3固体。固体。(1)(1)反应温度控制在反应温度控制在30353035，是因为若高于，是因为若高于3535，则，则 ；若低于；若低于3030则则 ；为控制此温度范围，应采取的加热方法是；为控制此温度范围，应

14、采取的加热方法是 。(2)(2)加料完毕后，继续保温加料完毕后，继续保温3030分钟，目的是分钟，目的是 ；只析出；只析出NaHCO3 晶晶体的原因是体的原因是 ；用蒸馏水洗涤用蒸馏水洗涤NaHCO3 晶体的目的是除去晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）杂质（以化学式表示）四种盐在不同温度下的溶解度（四种盐在不同温度下的溶解度（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会有分解会有分解NH4HCO3分解分解反应速率降低反应速率降低水浴加热水浴加热使反应充分进行使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小的溶解度最小NaHCO3;NaCl;NH4HCO3;NH4Cl2021/8/9 星期一26上网查阅资料：上网查阅资料：1 1、我国纯碱生产现状。、我国纯碱生产现状。2 2、现阶段氯化钙的新用途。、现阶段氯化钙的新用途。作业：2021/8/9 星期一27再见2021/8/9 星期一28