《1-3-纯碱的生产》学案2.doc

课题1 纯碱的生产
学案2
目标要求：
了解纯碱的生产及发展过程
了解体现天然碱的生产与化工生产之间的联系及体现技术的发展过程
掌握路布兰法－索尔维法－联合制碱法(候氏制碱)
学习过程：
复习回顾
碳酸钠的俗名叫 ，是重要的 ，可用来制 、 、 、 和 ，碳酸钠作为原料可用来生产 的化合物，还大量应用于 中。我国素有 “ ”之称
思考与交流
1.碳酸钠在水中结晶析出主要由哪些因素影岣？

2.你认为工业生产碳酸钠的主要原料是什么？

一、氨碱法生产纯碱
氨碱法是由比利时人 发明的，氨碱法是以 和 为原料生产碳酸钠的过程。
1.生产碳酸氢钠和氯化铵的主要反应方程式是 、
。
2.制取碳酸钠的反应方程式是 。
3.思考与交流
(1)

将2ml NH4HCO3和2ml饱和食盐水混合、振荡
现象

反应方程式

(2)用食盐水洗涤煤气(废水中含氨和二氧化碳)时，可能会有白色沉淀，请用化学方程式表示 、
。
(3)氨碱法中加入氨的主要作用是什么？

4.氨碱法制纯碱的优点是 ，
缺点是 。

二、联合制碱法

联合制碱法生产原理示意图

1.根据上图，写出生产纯碱的化学方程式

2. 思考与交流：
(1)根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法的主要区别是什么？

(2)联合制碱法有哪些优点？

参与答案
纯碱、工业产品、玻璃、制碱、造纸、纺织、漂染、钠、生活。口碱
1. 纯碱易溶与水。在35.4℃是溶解度最大，但在温度降低溶解度减小丙结晶析出。
2.碳酸钠的化学式为Na2CO3 ，应用碳酸钙和食盐制取。
一、氨碱法生产纯碱
索尔维、碳酸钙、食盐。
1.NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3¯＋NH4Cl
2. 2NaHCO3 Na2 CO3＋CO2 ­＋H2O­
3.(1)

将2ml NH4HCO3和2ml饱和食盐利混合、振荡
现象
有白色晶体折出
反应式
NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3¯＋NH4Cl

(2)NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3¯＋NH4Cl
(3)主要作用是让氨与二氧化碳作用NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 ，然后再与饱和食盐水反应 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3¯＋NH4Cl，进而制纯碱2NaHCO3 Na2 CO3＋CO2 ­＋H2O­
4.优点：原料食盐和石灰石易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可循环使用，制造步骤简单。缺点：生成的氯化钙不易处理食盐利用率才70%。
二、联合制碱法
1. NaCl＋NH3＋CO2＋H2O= NaHCO3＋NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2 ­＋H2O­
2. 联合制碱法主要用氨碱法与合成氨联合生产，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，氯化钠用来制造氯化铵。这样盐的利用率可达96％以上。而氨碱法钠的利用率仅70％，氯利用率为零，整体利用率只有28％左右；另外联碱法利用合成氨生产排出的二氧化碳制碱，节省了石灰石、焦炭等原料。二是废物排放少联碱在生产过程中无大量废液、废渣排出，每吨只有几千克到几十千克，选择厂址自由度较大；而氨碱法每吨纯碱约10立方米的废液排出，难以处理，不宜在内陆建厂。三是能源消耗低，可比单位综合能耗，联碱法为7100～8200MJ，而氨碱法为12000～14000MJ。四是成本低，联碱法同时生产纯碱和氯化铵，因此成本较低。
【课堂巩固提高】
1．关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是 ( )
A．和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
B．相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C．热稳定性比Na2CO3小
D．NaHCO3只能和酸作用不能和碱作用
答案：AC
2．将下列固体物质放在空气中，逐渐变成溶液后又变成粉末的是( )
A．Na2CO3 B．KNO3 C．Na2CO3·10H2O D．NaOH
答案：D
3．检验小苏打粉末中是否有苏打的方法 是( )
A、溶于水，加Ca(OH) 2溶液 B、溶于水，加稀CaCl2溶液
C、加稀盐酸 D、溶于水，加入NaOH溶液
答案：B
4. 等质量的下列物质分别与足量的盐酸反应，放出二氧化碳气体最多的是( )
A．Ca(HCO3)2 B．NaHCO3 C．Na2CO3 D．CaCO3
答案：A
5、我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。“侯氏制碱法”中的碱是指下列的( )
A、NaOH B、K2CO3 C、Na2CO3 D、NaHCO3
答案：C
6．工业上常用氨碱法制碳酸钠(将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤、焙烧，得到纯碱)，但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中 ( )
A. KHCO3溶解度较大 B KHCO3溶解度较小
C. K2CO3溶解度较大 D. K2CO3溶解度较小
答案：A
7、已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。

主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，并检查装置的气密性
②将a g试样放人锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g
④从分液漏斗滴人6mol·L-1 的硫酸，直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓人一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g
请填空和回答问题：
⑴在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，
说明
(2)装置中干燥管B的作用是
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果 (填偏高、偏低或不变)
(4)步骤⑤的目的是
(5)步骤⑦的目的是
(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为
(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。
答案：(1)样品重、砝码轻。 (2)防止空气中的CO2水蒸气进入U型管中
(3)偏高 (4)把反应产生的CO2全部导入U型管中
(5)判断反应产生的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收。
(6)×100% 。
(7)①可将定质量的样品溶解在过量的盐酸中，充分反应后加热蒸发，根据所得固体NaCl的质量及样品质量求解。
②将定质量的样品溶解在过量的硝酸中，然后加入足量硝酸银溶液，充分反应后，过滤、洗涤、烘干，并称量所得AgCl固体的质量，根据所得AgCl质量及样品质量求解。