纯碱的生产课件

• 氨碱法有何优、缺点？ • [师生互动] • 【提示】 优点：氨碱法生产纯碱具有原料(食盐和石灰石)便 宜易得、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可循环使用、制造 步骤简单、生产过程连续且规模大等。 • 缺点：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，约30%的 NaCl留在母液中。
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• 【解析】 本题属于实验评价题。工业制碱的原理涉及反应： NaCl ＋ NH3 ＋ CO2 ＋ H2O===NaHCO3 ＋ NH4Cl,2NaHCO3===Na2CO3 ＋ CO2↑ ＋ H2O↑ 。索尔维法用生 成的氯化铵制备氨气，将氯化铵进行了循环利用，所以从理 论上讲，是不需要补充氨的。但是在生产过程中 NaCl母液被 弃去，氯化铵制备氨气生成了无用的氯化钙，这两点是索尔 维法的缺陷。根据反应关系式及原子守恒，从理论上看每生 产 1 mol Na2CO3,2NaCl ＋ 2NH3 ＋ 2CO2 ～ 2NaHCO3 ～ Na2CO3 ＋ CO2 ，再补充的物质及其物质的量分别是 2 mol NaCl和1 mol CO2。 • 【答案】 C
第三节 纯碱的生产
• 1．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 间的联系及了解技术的发展过程。 • 3．掌握路布兰法——索尔维法——联合 制碱法(侯氏制碱)的基本原理。
• 一、纯碱及其用途 纯碱 • 碳 酸 钠 的 俗 名 叫 ， 可 用 来 制 玻璃 、 制皂 、 造纸 、 纺织 和 漂染 ，碳酸钠 作为原料可用来生产钠的化合物，还大量应用于生活 中，我 口碱 国素有“ ”之称。 • 二、路布兰制碱法 食盐 木炭 硫酸 • 原料 • 石灰石 。 • 2．生产原理 • 路布兰制碱法的生产原理用化学反应方程式表示为：
△ 2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
， 。
• [师生互动] 一、索尔维制碱法(氨碱法) • • 索尔维法制碱生产的主要过程可划分为哪几个阶段？ • 【提示】(1)盐水的精制：在配制的饱和食盐水中，加入熟石 灰和纯碱，以除去食盐水中的Mg2＋和Ca2＋。 • (2)盐水氨化：在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水。 • (3)氨盐水碳酸化：使氨盐水吸收二氧化碳，生成碳酸氢钠和 氯化铵。 • NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
• (1)生成Na2SO4：
120 ℃ NaCl＋H2SO4=====NaHSO4＋HCl↑
600～700 ℃ NaCl ＋ NaHSO 4 ======== Na2SO4＋HCl↑ »
100 ℃ ： Na2SO4＋2C=====Na2S＋2CO2↑
• (2)生成Na2CO3 • 100 ℃ Na2S＋CaCO3=====Na2CO3＋CaS •
， ， 。
• 四、联合制碱法 • 1．原料 合成氨 氨碱法 • 联合制碱法，即将 与 联合生产的改进工艺，原 料为 氯化钠 、 氨气 和 ，其中 氨气 和 二氧化碳 二氧化碳 来自于合成氨。 • 2．反应原理 • 联合制碱法的主要化学反应方程式是： • • NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
＋ － － ＋
• 1.1892年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料 制得了纯净的Na2CO3，该法又称氨碱法，其主要生产流程 如下：
• 下列有关说法不正确的是( ) • A．从理论上看，循环生产时不需要再补充NH3 • B．从绿色化学原料的充分利用的角度看，该方法有两个明显 的缺陷是：氯化钠未能充分利用和产生CaCl2废弃物 • C．将NH4Cl作为一种化工产品，不再生产NH3来循环使用 • D．从理论上看，每再生产1 mol Na2CO3，再补充的物质及 其物质的量分别是补充2 mol NaCl和1 mol CO2
• 2．生产原理 索尔维 索尔维制碱 • 氨碱法是由比利时人 发明的，所以也称为 法，其生产原理用 • 化学方程式表示为： NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 • • NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl • •
△ 2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
(4)碳酸氢钠的转化：滤出碳酸氢钠后煅烧得到纯碱，同 时回收近一半的二氧化碳再利用。 △ 2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O (5)氨的循环： 将氯化铵加石灰乳分解， 回收氨循环利用。 △ 2NH4Cl＋Ca(OH)2=====2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
• [学生交流] 索尔维法制碱的工艺流程是怎样的？ • 【提示】 索尔维制碱法的工艺流程
• (3) 缺 点 ： 路 布 兰 制 碱 法 生 产 纯 碱 具 原料利用不充分 有 ， 成本较高 原料 氯化钠 碳酸钙 • 氨碱法是以 和 为原料生产碳 酸钠的过程，但因二者不能自发 • 进行反应，故而实际上，索尔维发明的氨碱法 二氧化碳 是以 食盐 、 氨 和 为 • 原料，通过一系列反应来生产碳酸钠。
【点评】 索尔维制碱法生产纯碱的过程中，将饱和食 盐水氨化、碳酸化后，析出碳酸氢钠沉淀并形成 NH4Cl 溶 液。HCO3 和 NH4 的形成、碳酸氢钠沉淀的形成，实质上 就是下列平衡向右移动的结果： CO2＋H2O H2CO3 HCO3－＋ H＋ NH3＋H2O NH3· H2ONH4 ＋ OH Na＋ (aq)＋HCO3－(aq)NaHCO3(s)
以下关于索尔维制碱法的描述正确的是( ) A．使用的原料为食盐、CO2、氨 B．精制盐水后应先通入CO2再通入过量的NH3 C．析出NaHCO3后的母液中已无NaCl，只有NH4Cl D．索尔维法的缺点是盐利用率只有 70%，生成的CaCl2 难处 理
• 【解析】 索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有食盐、氨 和CO2；反应的原理为NaCl＋NH3＋CO2＋ H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，而NH3与CO2为1∶1时才能生 成NaHCO3，但CO2在水中溶解度小，先通入CO2，CO2溶 解度小，再通入NH3时，NH3过量而CO2太少；析出 NaHCO3后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰 后回收NH3，但生成的CaCl2吸水性强，呈黏稠状无法处理。 • 【答案】 AD