2019-2020年高中化学选修二1.3《纯碱的生产》word教案1

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1、2019-2020年高中化学选修二1.3《纯碱的生产》word教案1一、纯碱的性质纯碱化学名为碳酸钠，分子式Na2CO3,相对分子质量106，系白色单斜体结晶，比重为2.533；熔点为840~852℃。纯碱易溶与水。在35.4℃是溶解度最大，100克水可以溶解49.7克碳酸钠。纯碱易吸潮，在空气中吸收水蒸气和二氧化碳而结块，生成重碱：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3纯碱加热至400℃时开始分解，生成氧化钠和二氧化碳：Na2CO3Na2O+CO2↑纯碱与酸类反应生成盐，并放出二氧化碳：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O纯碱与石灰水作用生成氢氧化钠------苛化

2、烧碱的反应：Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓纯碱与盐类起复分解反应-----氯化钠精制反应之一：Na2CO3+CaSO4=CaCO3↓+Na2SO4二、制碱工业的发展远在几千年前，劳动人民就有使用碱的知识，在没有工业方法生产碱以前人们所需要的碱都取自天然碱和草木灰。至于应用化学方法制取纯碱，还只是近两百年的事情。1、路步兰法1791年，法国人路步兰成功地研究出以食盐为原料的制碱法，即路步兰法，该发首先用硫酸和食盐制取硫酸钠、石灰石和炭，按100：100：35.5的重量比混合,在反射炉或回转炉内煅烧（950~1000°C），生成熔块（黑灰），再经浸取、蒸发、短少等过程而得到

3、纯碱。产品中含碳酸钠约为95%左右。该法的主要化学反应为：H2SO4+2NaCl=Na2SO4+2HClNa2SO4+CaCO3+2CNa2CO3+CaS+2CO2制取硫酸钠时产生的氯化氢气体，经水吸收制成或用氧化法制成氯气。浸取“黑灰”后的废渣，经与二氧化碳作用可得到硫化氢；从硫化氢中可回收硫磺。路步兰法盛行一时。但其放的主要生产过程系在固相中进行，并且需要高温，生产不能、连续，原料利用不充分，设备腐蚀严重。因此，人们除了改进路步兰法之外，又在探索新的制碱方法。2、氨碱法（索尔维法）1861年，比利时人索尔维综合前人的工作并实现了改进，于1863年实现索尔维法制碱，即氨碱法。该法以食盐、石灰

4、石为原料，借氨的媒介作用，经石灰石煅烧，盐水精制、吸氨、碳酸化，碳酸氢钠过滤、煅烧，母液蒸馏等工序制得纯碱。氨碱法生产过程主要工序的基本化学反应如下：(1)石灰乳的制备：CaCO3CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca(OH)2(2)盐水吸氨、碳酸化，生成碳酸氢钠和氯化铵：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(3)碳酸氢钠（重碱）煅烧制得纯碱；分解出二氧化碳循环使用：2NaHCO3Na2CO3＋CO2＋H2O(4)氯化铵母液加石灰乳蒸馏，回收氨：2NH4Cl+Ca(OH)2=2CaCl2+2NH3↑+H2O氨碱法生产纯碱其主要化工过程：以氨和二氧化碳与氯化钠（食盐）水溶液

5、反应，生成碳酸氢钠和氯化铵，将碳酸氢钠结晶煅烧制得纯碱；氯化铵母液蒸馏回收氨循环使用。氨碱法具有原料普遍易得，价格低廉,生产连续，产品纯度高（含碳酸钠98.5%以上），适合大规模工业生产等优点。但仍然存在两个缺点：其一，氯化钠的利用率低，氯化钠的转化率在理论上可以达到84%，实际生产中由于氯化钠在氨水中的溶解度和碳酸化反应速率的限制，工业上一般只能达到72%~76%氯化钠只利用了其中的部分钠离子，24%~28%的钠离子和全部的氯离子被废弃。氯化钠的总利用率不足30%。其二，废液的处理问题。每生产1吨碱约有10米3左右的废液排除，难以处理。因此，此法生产纯碱成本太高。3、联合制碱法（侯氏制碱法）

6、在创新中不断提升对于氨碱法中所存在的缺点，长期以来国内外科学工作者，不遗余力地合理的解决办法。一种比较理想的方法是将氨、碱两大工业联合生产，以氯化钠、合成氨及生产合成氨的副产物二氧化碳为原料，同时生产纯碱和氯化铵两种产品。称为“联合生产纯碱和氯化铵的方法”或“联合制碱法”。1942年我国化学家侯德榜同志综合了我国实验研究的结果，结合他多年的实践经验，提出了比较完整的联合制碱流程，科学地把合成氨工艺与制碱工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵，称“联合制碱法”，但是，在本帝国主义和国民党反动派的破坏下，这项技术没有得到发展，直到解放后才得以大力的推广，于1964年经国家技术鉴定后投入大规模的工业生产

7、。下面重点介绍这种方法：三、联合制碱工艺优势   当前国际纯碱市场逐渐形成了美国、中国、欧洲三分天下的格局。美国天然碱资源得天独厚，生产规模大，技术水平高。欧洲氨碱法技术成熟，劳动生产率高。而中国联碱法形成自己鲜明的特色。氨碱法生产纯碱虽然具有原料普遍易得，产品纯度高，适合大规模工业生产等优点，而联碱法生产纯碱则有更大的优势：一是原料的利用率高。联碱生产中母液循环使用、氯化钠中的钠离子用来制造碱，