5.3工業(yè)制純堿(學(xué)案)

53純堿的工業(yè)制法（學(xué)案）純堿工業(yè)的開(kāi)端一一勒布朗法（法國(guó)醫(yī)生）：課本P10力化學(xué)史話(huà)問(wèn)：純堿是什么物質(zhì)的俗稱(chēng)?又稱(chēng)為什么？問(wèn)：工業(yè)如何通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去制備純堿Na2c呢？制備純堿的原料？問(wèn)：NaCI和CaCO3能干脆反應(yīng)生成Na2CO3嗎?如不能干脆生成Na2c。3,那依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物能否通過(guò)在NaCI溶液中通入CO?的方法來(lái)合成Na2CO3?那在上述溶液中再通入哪種廉價(jià)的氣體就可以有Na2c。3產(chǎn)生？為制備更多的Na2co3，那么在飽和NaCI溶液中，應(yīng)先通N國(guó)還是CCh?飽和食鹽水中通入NW和C02出現(xiàn)的是NaHC03還是Na2c。3沉淀？當(dāng)（NFU）2CO3,NH4HCO3和NaCI這3種可溶性鹽混合在一起時(shí)，溶液中大量存在的離子有哪幾種？ 依據(jù)下述溶解性表，分析為什么碳酸氫鈉可沉淀析出？以下是幾種越在不同溫度下的溶解度水）林度orIOC20X?3or40c60Vaorloot11《p——NHJICOj11.916.121.7比4J6.659.2109*(NHPjCOjj100I一一1-一4—上,二11 -1NH.C129.433.237.241.445.855.365.677.3\—~—712.S21.539.749464X9卜 ?d卜————T加取/78.19.6IL112.716L——135.735.?35.9%.136.437.13?39.2結(jié)論： 一、純堿工業(yè)制法的原理1862年，比利時(shí)人索爾維獨(dú)創(chuàng)了以食鹽、氨、二氧化碳為原料制取碳酸鈉的“索爾維制堿法”（又稱(chēng) ）oJzyc產(chǎn)MJzyc產(chǎn)MZIIK岫/便川).rt?MCuClj.NttCI—|| -[CMCH」一—列1、找出制備N(xiāo)a2c。3的原料？ 2、循環(huán)過(guò)程有幾個(gè)？為什么要設(shè)置這樣的循環(huán)？3、過(guò)濾之后得到的濾液是如何處理的?NH4CI+Ca(OH)2^請(qǐng)同學(xué)們找尋反應(yīng)物原料及生成物產(chǎn)品，從而推出總流程關(guān)系式？CaCO3+NaCIf 生成大量無(wú)用的和的低利用率違反了綠色化學(xué)。廢液中夾帶著較多的NaCI,造成奢侈。如何改進(jìn)呢？三、侯氏制堿（聯(lián)合制堿法）工藝流程.把和的生產(chǎn)聯(lián)合起來(lái)，制堿用的NH3和CO?干脆由氨廠供應(yīng)，C02是合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣；合成氨工廠的反應(yīng)：n2+h2N2的制取： H2,C02的制?。篊+H2O（g）CO+H2O（g）_.對(duì)處理不同。他在—溫條件下中加入細(xì)粉狀的，并通入使單獨(dú)結(jié)晶析出，經(jīng)、和得NH4cl產(chǎn)品（或）；濾出NH4cl以后的濾液，基本被NaCI飽和，可循環(huán)運(yùn)用，由于這種方法要跟制氨廠聯(lián)合，乂稱(chēng)O武液

NH4cl

NaCINaHCO3illNaCI武液

NH4cl

NaCINaHCO3illNaCI細(xì)粉Mnii）

冷如:過(guò)濁

洗滌,干燥飽和食林水?（砧年住川）?為什么在低溫條件下，能使氯化錢(qián)單獨(dú)結(jié)晶析出?思索L在濾液中通入NK的目的？（從濾液中的沉淀溶解平衡NH4cl⑸=NH4++C卜分析以及濾液中存有少量NaHCO3的角度分析）思索2：在濾液中加入固體NaCI目的?請(qǐng)同學(xué)們找尋反應(yīng)物原料及生成物產(chǎn)品，推出總流程關(guān)系式?思索：從總流程關(guān)系式中看出NK與C02投料比2：1可以生成正鹽Na2CC）3,但實(shí)際卻以1：1投料，先生成NaHCO3?（從Na2CO3和NH4cl的溶解度差別大小上考慮）思索：對(duì)上述二種工藝及總流程關(guān)系式的比較：nh3索爾維法：CaCO3+2NaCIfNa2CO3+CaCI2侯氏法:2NaCI+2NH3+CO2+H2。玲Na2co3+2NH4cl總結(jié)索爾維制堿法和侯氏制堿法的特點(diǎn)？（從原料NH3和C02的由來(lái)及消耗狀況、濾液的處理、副產(chǎn)品、原料食鹽的利用率等去考慮）。四、侯氏制堿法與索氏制堿法的異同點(diǎn)：1、相同點(diǎn)：2、不同點(diǎn):威氏制堿法（皿~法）候改制堿（聯(lián)合制堿法）2、不同點(diǎn):威氏制堿法（皿~法）候改制堿（聯(lián)合制堿法）練習(xí)1: （05上海）我國(guó)化學(xué)侯德榜改革國(guó)外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如下住鹽水Na,CO,（提取制產(chǎn)M）住鹽水Na,CO,（提取制產(chǎn)M）⑴上述生產(chǎn)純堿的方法稱(chēng),副產(chǎn)品的一種用途為⑵沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是⑶寫(xiě)出上述流程中X物質(zhì)的分子式⑷使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計(jì)了（填上述流程中的編號(hào)）的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是o⑸為檢驗(yàn)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（6）向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有（a）增大NH4+的濃度，使NH4cl更多地析出（b）使NaHCCh更多地析出（c）使NaHCO3轉(zhuǎn)化為NazCCh，提高析出NH4cl的純度練習(xí)2：工業(yè)生產(chǎn)的純堿中常含有少量的NaCI雜質(zhì)。某校探討性學(xué)習(xí)活動(dòng)小組為了測(cè)定混合物中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，擬運(yùn)用下圖試驗(yàn)裝置，先測(cè)定確定量的樣品和酸反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量，再計(jì)算混合物中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。甲乙丙⑴甲裝置的作用是;丙裝置的作用是 ⑵乙裝置反應(yīng)前先通數(shù)分鐘空氣的作用是,甲裝置反應(yīng)的離子方程式是O⑶若去掉丙裝置，測(cè)得的C02質(zhì)量會(huì)(填“偏大”或“偏小”)。⑷若取樣品裝入廣口瓶，且反應(yīng)前填滿(mǎn)堿石灰的干燥管丁總質(zhì)量為mg,試驗(yàn)結(jié)束后稱(chēng)得干燥管丁的總質(zhì)量為w,則Na2c03質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為練習(xí)3：我國(guó)著名化工專(zhuān)家侯得榜于1942年提出“侯氏制堿法”轟動(dòng)了整個(gè)化學(xué)界,為中華民族爭(zhēng)得了榮譽(yù).其生產(chǎn)流程如下：(1)“侯氏制堿法”的特點(diǎn)是:將制堿工業(yè)與工業(yè)聯(lián)合生產(chǎn).⑵寫(xiě)出物質(zhì)A、C、D、G的分子式：A,C,DfG.⑶