课堂新坐标2016_2017学年高中化学第1单元走进化学工业课题3纯碱的生产课件

4．优、缺点：(1)优点：原料便宜易得、产品纯度高、氨和部分二氧化碳 可以循环使用、制造步骤简单。 (2)缺点：食盐的利用率低，大约只有70%；产生了当时认为无用的氯化 钙。
1．氨碱法中饱和食盐水先氨化再通CO2的原因是什么？能否先向食盐水中 通入CO2使之饱和，再通入氨气？
【提示】 不能先碳酸化后氨化。在常温下，氨在饱和食盐水中的溶解度 很大，二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。先氨化后碳酸化，是向高浓度 的氨水中通入易溶于氨水的二氧化碳，能产生高浓度的HCO
【答案】 A
1．下列反应原理在索尔维制碱法中没有使用的是( △ A．2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O △ B．NH4Cl=====NH3↑＋HCl↑ △ C．2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ D．NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
)
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【解析】 A项在索尔维制碱法中用于回收NH3；C项用于制备纯碱；D项 用于制备NaHCO3。
【答案】 B
2．纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有氨碱法和联合制碱 法两种工艺。下列说法不正确的是( ) 【导学号：64570007】 A．联合制碱法是在氨碱法的基础上进行技术革新的成果 B．联合制碱法和氨碱法所用的氨都取自合成氨厂 C．联合制碱法和氨碱法所用的CO2都来自石灰石的分解 D．联合制碱法的副产品是氯化铵，氨碱法的副产品是氯化钙
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl， △ 2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。
2．联合制碱法与氨碱法的主要区别在哪里？有哪些优点？
【提示】 联合制碱法利用合成氨生产中的氨和二氧化碳，生产过程中回 收氯化铵。联合制碱法使NaCl中的Cl－也得以利用，减少了原料CaO，不再产 生废渣CaCl2，增加了新产品NH4Cl，既免于废渣CaCl2对环境的污染，又使各 原料得到充分利用。
①盐水的精制 ②盐水氨化：在精制盐水中通入氨 气 ③氨盐水碳酸化：NaCl＋H2O＋ NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl ④制Na2CO3回收CO2 △ 2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O↑＋ CO2↑ ⑤循环制NH4Cl：析出NaHCO3后的 母液中吸收NH3，降温加食盐析出 NH4Cl，滤出NH4Cl后再经氨化、碳 酸化制碱 原料利用率高，同时制得氮肥 NH4Cl
【解析】 “氨碱法”将NH4Cl和Ca(OH)2再反应，使NH3循环利用；“联 合制碱法”是制得纯碱和副产品氯化铵。
【答案】 B
4．属于联合制碱法优点的是( A．氨和二氧化碳由合成氨厂提供 B．母液可回收氯化铵 C．氯化钠的利用率达96%以上 D．以上全是
)
【解析】 联合制碱法的反应为NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋ 高温 NH4Cl，合成氨厂为制备原料H2，同时得副产物CO2：CO＋H2O(g) ===== CO2 催化剂 ＋H2，故A对；由联合制碱反应得B对，C项则考查了教材中的数据。
【答案】 D
5．侯氏制碱法的步骤如下图：
试回答下列问题： (1)若上述的悬浊液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，则Ⅰ和Ⅱ的总反应为 ____________________________________________________。 (2)由这一反应可知NaCl比NaHCO3溶解度______(填“大”或“小”)。 (3)Ⅲ的操作叫____________________________。 Ⅳ的操作叫____________。
3．下列有关“氨碱法”和“联合制碱法”说法不正确的是(
)
A．“联合制碱法”和“氨碱法”的化学反应原理中都有下列化学反应 NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl △ 2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ B．“联合制碱法”生产中有氨的循环利用工艺 C．“氨碱法”生产中有氨的循环利用工艺 D．“联合制碱法”和“氨碱法”都有一定的局限性
△ 【答案】 (1)①2NaCl＋H2SO4(浓)=====Na2SO4＋2HCl↑ 高温 ②Na2SO4＋2C＋CaCO3=====Na2CO3＋CaS＋2CO2↑ (2)①Ca(OH)2 NH3 ②NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl===NH4Cl＋ NaHCO3↓(或NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl) (3)不再产生CaCl2废渣，原料(NaCl)利用率高，同时得到氮肥NH4Cl (4)不可行，因为KHCO3的溶解度较大，不能析出晶体
【解析】 (1)从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出Ⅰ、Ⅱ的总反 应式： NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (2)显然溶解度NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出 NaHCO3。 (3)把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。 Ⅳ操作是对NaHCO3进行加热，使其分解，同时使挥发性物质汽化而除去。
－
3
，有利于析出
NaHCO3沉淀。若先碳酸化后氨化，溶液里只有浓度很小的CO2，只能产生低 浓度的HCO3 ，不利于生成NaHCO3沉淀。
－
联合制碱法
1.原料 联合制碱法，即将 氨碱法 与合成氨联合生产的改进工艺，原料为氯化 钠、 氨气 和二氧化碳，其中氨气和 二氧化碳 来自合成氨。 2．反应原理 联合制碱法的主要化学反应方程式是
氨碱法与联合制碱法的比较
【问题导思】 ①氨碱法的生产流程中，有哪些物质参与循环利用？
【提示】 将氯化氨与石灰乳反应，生成的NH3参与循环利用；二氧化碳 也参与循环利用。 ②20 ℃时把碳酸氢铵(NH4HCO3)和氯化钠配制成混合溶液。把溶液蒸发浓 缩后冷却至20 ℃，首先析出的是什么物质？
【提示】 析出溶解度较小的NaHCO3。
阶 段
阶 段 3
1
课题 3 纯碱的生产
学 业 分 层 测 评
阶 段 2
1．了解纯碱的生产及发展过程。 2．通过纯碱的两种典型生产过程及其演变的学习，了解化学工艺改进 的原因、思路、条件以及由此带来的社会和经济效益。(重点) 3．掌握索尔维法、联合制碱法的基本原理。(重难点)
纯碱及其用途
氨碱法生产纯碱
(2013· 上海高考)与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是 ( A．原料利用率高 C．循环利用的物质多 B．设备少 D．原料易得 )
【解析】 两种方法都发生反应：NH3＋H2O＋CO2＋NaCl===NH4Cl＋ NaHCO3↓，索尔维制碱法对滤液的处理是加熟石灰使氨气循环，产生的 CaCl2，几乎没什么用，而侯氏制碱法是对滤液通入二氧化碳和氨气，结晶出 的NH4Cl作肥料，其母液可以作为制碱原料，提高食盐利用率，因此，选A。
高温 (2)甲中发生的反应是：CaCO3=====CaO＋CO2↑，A是CaO，B是CO2；丙 中发生的反应是：CaO＋H2O===Ca(OH)2，C是Ca(OH)2；丁中加入Ca(OH)2和 △ NH4Cl，发生反应的化学方程式是：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋ 2H2O，所以D 是NH3。由此可知戊中是盐的氨化过程，则乙装置是氨盐水的碳 酸化过程，反应是：NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3，NH4HCO3＋ NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋ NH4Cl。
【解析】 氨碱法所用的CO2来自石灰石的分解；联合制碱法将合成氨厂 和制碱厂联合进行生产，利用合成氨厂制造氢气时的副产品CO2作为制碱的原 料。合成氨厂制造氢气的主要化学反应如下： 高温 催化剂 C＋H2O(g)=====CO＋H2；CO＋H2O(g) ===== CO2＋H2。 高温
【答案】 C
工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。 请回答下列问题： 【导学号：64570006】 (1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅 烧，再浸取、结晶而制得纯碱。 ①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为 ____________________________________________________； ②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为________________(已知产 物之一为CaS)。
(3)氨碱法的缺点是食盐的利用率不高，产生大量的氯化钙废渣，难以处 理。联合制碱法中的氨气来自合成氨工厂，碳酸氢钠分解产生的二氧化碳可循 环使用，析出氯化铵后的饱和食盐水循环使用，提高了食盐的利用率。生成的 NH4Cl直接用作氮肥，不再用于生产氨气，不会产生CaCl2废渣。 (4)氨碱法的主要反应为：NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋ NH4Cl，此反应能够进行的关键是NaHCO3溶解度较小，从而析出沉淀，符合 复分解反应发生的条件。而由图可知，KHCO3的溶解度较大，不会有晶体析 出，不符合复分解反应发生的条件，所以不能用此方法制KHCO3，从而也不能 进一步制K2CO3。
(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化 钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合如图所示的溶解度(S)随温度变化曲线，分 析说明是否可行。_______________________________。
【解析】 (1)根据题中信息，可知食盐和浓硫酸反应生成Na2SO4，反应 △ 的化学方程式是：2NaCl＋H2SO4(浓) ===== Na2SO4＋2HCl↑，硫酸钠和焦炭、 石灰石反应生成Na2CO3、CaS和CO2，其反应的化学方程式为Na2SO4＋2C＋ 高温 CaCO3=====Na2CO3＋CaS＋2CO2↑。
优点 原料便宜，步骤简单
①有时氯化铵产品会供 缺 ①食盐利用率低 点 ②产生大量 CaCl2 过于求 ②设备循环处理量大， 加重了设备腐蚀
2.工艺流程比较 氨 碱 法 联 合 制 碱 法
1．向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳的顺序容易答反。应先通氨气再 通二氧化碳，因为氨气在水中的溶解度大，先通氨气会吸收更多的二氧化碳， 有利于生成较多的碳酸氢钠而析出。 2．在氨碱法和联合制碱法的过程中，CO2均可循环利用。 3．联合制碱法和氨碱法相比较，主要优点是提高了原料的利用率，同时 得到其他的产品。
1.名称：氨碱法也称 索尔维 制碱法。 2．原料：食盐、 氨 和 二氧化碳 。 3．流程：(1)生成碳酸氢钠和氯化铵 将 二氧化碳 通入含 氨的饱和食盐溶液中，可得到碳酸氢钠和氯化铵。 方程式：NH3＋CO2＋H2O===
NH4HCO3
；
NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl。
(2)制取碳酸钠 ①将析出的NaHCO3晶体煅烧，即得Na2CO3。 △ Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ 方程式：2NaHCO3===== 。 ②母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循环使用。方程式： △ 2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)氨碱法的工艺如图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。
氨碱法示意图
①图中的中间产物C是____________，D是_____________ (写化学式)； ②装置乙中发生反应的化学方程式为 ____________________________________________________。 (3)联合制碱法对氨碱法的改进，其优点 ____________________________________________________。
1．综合比较 氨碱法(索尔维) 原理 联合制碱法(侯德榜)
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl △ 2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ NaCl、NH3、CaCO3(制备 CO2和CaO) NaCl、NH3、CO2
原料
生 产 过 程
①盐水的精制 ②盐水氨化：在精制盐水中通入氨 气 ③氨盐水碳酸化：NaCl＋H2O＋ NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl ④制Na2CO3回收CO2 △ 2NaHCO3=====Na2CO3 ＋H2O↑＋CO2↑ ⑤氨的循环：向氯化铵中加石灰 乳，回收氨循环利用2NH4Cl＋ △ Ca(OH)2=====2NH3↑＋CaCl2＋ 2H2O