2013年高中化学 第一单元 课题3纯碱的生产精品课件 新人教版选修2.ppt

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1、课题课题3纯碱的生产纯碱的生产课程标准导航课程标准导航1.了解纯碱的生产及发展过程。了解纯碱的生产及发展过程。2了解天然碱的生产与化工生产之间的联系了解天然碱的生产与化工生产之间的联系及技术发展的过程。及技术发展的过程。3掌握路布兰法掌握路布兰法索尔维法索尔维法联合制碱法联合制碱法(侯侯氏制碱法氏制碱法)。新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、氨碱法生一、氨碱法生产纯产纯碱碱氨氨碱碱法法是是由由比比利利时时人人_发发明明的的，氨氨碱碱法法是是以以_和和_为为原原料料生生产产碳碳酸酸钠钠的的过过程。程。索索尔尔维维碳酸碳酸钙钙食食盐盐1.制取碳酸氢钠和氯化铵制取碳酸氢钠和氯化铵将将

2、CO2通入含氨的通入含氨的饱饱和食和食盐盐水中水中现现象象有有_晶体析出晶体析出反反应应方方程式程式_白色白色NH3CO2H2O=NH4HCO3、NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl想一想想一想氨碱法中加入氨的主要作用是什么？氨碱法中加入氨的主要作用是什么？二、联合制碱法二、联合制碱法 NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl自主体验自主体验1.我国著名的化工专家侯德榜在我国著名的化工专家侯德榜在20世纪世纪20年年代所创立的代所创立的“侯氏制碱法侯氏制碱法”誉满全球。誉满全球。“侯氏侯氏制碱法制碱法”中的碱是指下列的中的碱是指下列的()ANaOH BK2CO3CNa2CO

3、3 DNaHCO3解析：选解析：选C。“侯氏制碱法侯氏制碱法”中的碱是指中的碱是指Na2CO3。2.(2012汕头高二检测汕头高二检测)与氨碱法比较与氨碱法比较,下列关下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是于联合制碱法优点的判断中不正确的是()A提高了原料的原子利用率提高了原料的原子利用率B降低了生产成本降低了生产成本C减少了环境污染减少了环境污染D减轻了对设备的腐蚀减轻了对设备的腐蚀解析：选解析：选D。联合制碱法把氯化氨和纯碱两种。联合制碱法把氯化氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染。生产流程，减少了对环境的污

4、染。3.下列属于侯氏制碱法的下列属于侯氏制碱法的优优点的是点的是()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母液可回收制母液可回收制氯氯化化铵铵C氯氯化化钠钠的利用率达的利用率达96%D以上全是以上全是解析：解析：选选D。侯氏制碱法的。侯氏制碱法的优优点有原料易点有原料易得，得，NaCl的利用率高，而且的利用率高，而且产产生的生的NH4Cl可可以作肥料。以作肥料。要要点点突突破破讲讲练练互互动动探究导引探究导引1索尔维法制碱的工艺流程是怎样的？索尔维法制碱的工艺流程是怎样的？要点要点1 1索尔维制碱法索尔维制碱法提示：提示：要点归纳要点归纳即时应用即时应用1.以下关于索尔维制碱

5、法的描述正确的是以下关于索尔维制碱法的描述正确的是(双双选选)()A使用的原料为使用的原料为NaCl、CaCO3B精制盐水后应先通入精制盐水后应先通入CO2再通入过量的再通入过量的NH3C析出析出NaHCO3后的母液中已无后的母液中已无NaCl，只，只有有NH4ClD索尔维法的缺点是盐利用率只有索尔维法的缺点是盐利用率只有70%，生成的生成的CaCl2难处理难处理解析：选解析：选AD。索尔维制碱法又叫氨碱法，。索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有主要原料有NaCl、CaCO3；反应的原理为；反应的原理为NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl，而，而NH3与与CO2为为1 1时才能生成

6、时才能生成NaHCO3，但，但CO2在水中溶解度小，先通入在水中溶解度小，先通入CO2，CO2溶解度小，再通入溶解度小，再通入NH3时，时，NH3过量而过量而CO2太少；析出太少；析出NaHCO3后母液中仍后母液中仍有有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰后回；加入石灰后回收收NH3，但生成的，但生成的CaCl2吸水性强，呈黏稠吸水性强，呈黏稠状无法处理。状无法处理。要点要点2 2联合制碱法联合制碱法探究导引探究导引2侯氏制碱法的工艺流程是怎样侯氏制碱法的工艺流程是怎样的？的？提示：提示：要点归纳要点归纳根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低

7、温时却比氯化钠溶解度小的原理，在而在低温时却比氯化钠溶解度小的原理，在278 K283 K(5 10)时，向母液中加时，向母液中加入磨细的食盐粉末，使氯化铵单独析出。入磨细的食盐粉末，使氯化铵单独析出。3.优点优点保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮可作氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成转化成CO2，革除了，革除了CaCO3制制CO2这一工这一工序。序。即时应用即时应用2.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱

8、工业主要有业主要有“氨碱法氨碱法”和和“联合制碱法联合制碱法”两种工两种工艺。请按要求回答问题：艺。请按要求回答问题：(1)“氨碱法氨碱法”产生大量产生大量CaCl2废弃物，请写出废弃物，请写出该工艺中产生该工艺中产生CaCl2的化学方程式：的化学方程式：_；(2)写出写出“联合制碱法联合制碱法”有关反应的化学方程有关反应的化学方程式：式：_；(3)CO2是制碱工业的重要原料，是制碱工业的重要原料，“联合制碱联合制碱法法”与与“氨碱法氨碱法”中中CO2的来源有何不同？的来源有何不同？_；(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据子利用率。根据“

9、联合制碱法联合制碱法”总反应列出计总反应列出计算原子利用率的表达式：原子利用率算原子利用率的表达式：原子利用率(%)_。题题型型探探究究技技法法归归纳纳题型题型1 1氨碱法氨碱法例例例例1 1 根据氨碱法的原理，首先配制氨化根据氨碱法的原理，首先配制氨化饱饱和食和食盐盐水，即向水，即向饱饱和食和食盐盐水中加入氨水水中加入氨水(体体积积比比11)并充分并充分搅搅拌；再将二氧化碳通入氨化拌；再将二氧化碳通入氨化饱饱和食和食盐盐水中，控制一定的温度，直至有碳水中，控制一定的温度，直至有碳酸酸氢钠氢钠析出。析出。(3)写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式_。【解析解析】

10、在通常状况下，氨在水中的溶解在通常状况下，氨在水中的溶解度近度近700体积，二氧化碳在水中的溶解度仅约体积，二氧化碳在水中的溶解度仅约1体积。体积。(2012黄冈高二检测黄冈高二检测)根据侯德榜制碱根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和的主要步骤是：将配制好的饱和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30 35，搅拌下分批加入研细的，搅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、过滤得分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体

11、。晶体。题型题型2 2联合制碱法联合制碱法例例例例2 2用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧蒸发皿中，灼烧2小时，制得小时，制得Na2CO3固体。固体。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(g/100 g水水)表如表如下所示：下所示：35 NH4HCO3会有分解会有分解请回答：请回答：(1)反应温度控制在反应温度控制在30 35，是因为若，是因为若高于高于35，则，则_，若低于，若低于30，则，则_；为控制此温度范围，采取的；为控制此温度范围，采取的加热方法为加热方法为_。(2)加料完毕后，继续保温加料完毕后，继续保温30分

12、钟，目的是分钟，目的是_。静置后只析出。静置后只析出NaHCO3晶体晶体的原因是的原因是_。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_杂质杂质(以化学式表示以化学式表示)。(3)过滤所得的母液中含有过滤所得的母液中含有_(以以化学式表示化学式表示)，需加入，需加入_，并作，并作进一步处理，使进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可溶液循环使用，同时可回收回收NH4Cl。再加再加1滴滴2滴甲基橙指示剂，继续用滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶溶液滴定至溶液由黄变橙，所用液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体溶液总体积为积为V2 mL。写出纯碱样品中。写出纯碱样品中N

13、aHCO3质量质量分数的计算式：分数的计算式：NaHCO3(%)_。【解解析析】(1)温温度度控控制制在在30 35，若若高高于于35，NH4HCO3会会分分解解；若若温温度度低低于于30，则则反反应应速速率率变变慢慢；该该温温度度下下可可采采用用水水浴加浴加热热，温度易于控制、受，温度易于控制、受热热均匀。均匀。(4)根根据据题题意意可可知知：反反应应分分为为两两步步，第第一一步步Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，第第二二步步 为为 NaHCO3 HCl=NaCl CO2H2O热点示例思维拓展热点示例思维拓展经典案例经典案例“套管实验套管实验”是将一支较小的试是将一支较小的试管装入另

14、一试管中，经组装来完成原来需要管装入另一试管中，经组装来完成原来需要两支或更多试管进行的实验。因其有许多优两支或更多试管进行的实验。因其有许多优点，近年来被广泛开发并应用于化学实验点，近年来被广泛开发并应用于化学实验中。下面这个实验为中。下面这个实验为“套管实验套管实验”，实验装置，实验装置如图，小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的如图，小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的脱脂棉。请观察实验装置，分析实验原理，脱脂棉。请观察实验装置，分析实验原理，并回答下列问题：并回答下列问题：(1)整个实验过程中，能观察到的现象为：整个实验过程中，能观察到的现象为：烧杯烧杯A中中_；小试管中小试管中_；烧杯烧杯B中

15、中_；(2)实验结束时，在操作上要特别注意的问题实验结束时，在操作上要特别注意的问题是是_；(3)写出实验过程中发生反应的化学方程式写出实验过程中发生反应的化学方程式_。【解析解析】(1)烧杯烧杯A中导气管中有气泡冒中导气管中有气泡冒出；出；小试管中脱脂棉变成蓝色，试管内壁小试管中脱脂棉变成蓝色，试管内壁有水珠产生；有水珠产生；烧杯烧杯B中导气管中有气泡产中导气管中有气泡产生，澄清石灰水变浑浊。生，澄清石灰水变浑浊。(2)先将导气管从先将导气管从A、B烧杯中取出，再停止烧杯中取出，再停止加热，以防倒吸。加热，以防倒吸。【答案答案】(1)有气泡冒出有气泡冒出脱脂棉变脱脂棉变蓝，试管内壁有水珠产生蓝，试管内壁有水珠产生有气泡产生，有气泡产生，澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊(2)先将导气管从先将导气管从A、B的烧杯中取出，再停的烧杯中取出，再停止加热止加热