纯碱的工业制法
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Na+ HCO3-
工业制纯碱的原理
联合制碱法（侯氏制碱法）
①NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3 ↓ + NH4Cl CO2 饱和食盐水
NH3 合成氨厂
沉淀池
NaHCO3
CO2 煅烧炉
Na2CO3
NH4+
母液 Cl- Na+
②2NaHCO3加=热 Na2CO3 +CO2↑+H2O HCO3-
2020
纯碱的工业制法
苏教版高三下册 化学
授课教师：江阴市长泾中学 指导教师：无锡市教育科学研究院
袁君亚 吴永才
工业制纯碱的原理
纯碱即苏打，纺织、造纸、制皂、玻璃等工业的兴起， 需要大量的碳酸钠。
设计工艺流程原则： ·工艺简约 ·原料利用率高 ·无污染或无废料
工业制纯碱的原理
氨碱法制纯碱（索尔维制碱法）
① NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3+ NH4Cl ② 2NaHCO3加=热 Na2CO3 +CO2↑+H2O
NH3 饱和食盐水 石灰窑 CO2 沉淀池 NaHCO3
CO2 煅烧炉
Na2CO3
工业制纯碱的原理
问题1
如何理解工业制碱法:NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl的发生，即为什么能析出NaHCO3晶体？
NH3 合成氨厂
沉淀池 NaHCO3
CO2 煅烧炉
NaCl
NH3
母液
NaCl
NH4Cl（副）
Na2CO3
优点 缺点
工业制纯碱的原理
索尔维制碱法
侯氏制碱法
原料来源廉价易得；
产品纯度高；
实现了NH3全部循环， CO2部分循环。
索氏的全部优点；
NaCl利用率高；
NH4Cl可作氮肥； 原料气CO2来自于合成 氨厂的废气。
NH3：700（~18mol/l）； CO2：1.7（~0.076mol/l）
工业制纯碱的原理
本视频来自网络，如有侵权，请联系我们。
工业制纯碱的原理 氨碱法制纯碱（索尔维制碱法）
NH3 饱和食盐水
石灰窑 CO2 沉淀池 NaHCO3
CO2 煅烧炉
Na2CO3
CaO NH4+
母液 Cl-
NH3 Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O
对比实验 实验现象
溶液浓度
结论
1
Na2CO3 : NaHCO3: CaCl2:
0.01mol·L-1 0.01mol·L-1 0.01mol·L-1
浓度小，NaHCO3 与CaCl2不反应
2
Na2CO3 : 0.4mol·L-1 浓度大，NaHCO3
NaHCO3: 0.4mol·L-1 与CaCl2反应生成
煅烧石灰石能耗高；
大量CaCl2废弃； NaCl利用率低。
问题3 设计实验方案鉴别Na2CO3固体和NaHCO3固体。 1.加热法 2.测相同物质的量浓度溶液的pH 3.相同物质的量浓度的溶液中加入同浓度的盐酸 4.相同物质的量浓度的溶液中加入CaCl2溶液
左侧试管为NaHCO3+CaCl2；右侧试管为Na2CO3+ CaCl2
侯氏制碱法制碱的实验装置与操作
Na2O2用途(供氧剂)；Na与水的离子方程式
NaHCO3用途（胃酸中和剂）； 电解饱和食盐水离子方程式；物质的转化； Cl2与NaOH溶液加热时的离子方程式
Na+结构示意图；1mol·L-1NaOH溶液的配制； Na2O2的制取； 常温下Cl2与NaOH溶液的离子方程式判断； 物质的转化；ClO-氧化NO的离子方程式书写
如何理解Na2CO3 + CO2 +H2O= 2NaHCO3 反应能够进行？ 判断以下反应能否发生，若能反应，请写出反应方程式。
（1）往Na2SO3溶液中通SO2
Na2SO3 + SO2+ H2O = 2NaHSO3
（2）NaClO 溶液中通少量CO2 NaClO + CO2+ H2O = NaHCO3+HClO
当堂巩固
2.一定温度下，向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠， 充分反应后恢复到原来温度。下列叙述中，合理的是
A. NaOH溶液浓度增大，并放出H2
B
B. 溶液中NaOH的质量分数不变，有H2 放出
C. 总溶液的质量增大，有H2 放出
D. 总溶液的质量不变，有H2 放出
× NaClO 溶液中通少量SO2 ClO- + SO2+ H2O = HSO3- +HClO
钠及其化合物的相互转化
年份 2015江苏 2016江苏 2017江苏 2018江苏
题号 7,9 6 3,6 3,7,9,19
2019江苏 2,5,6,7,9,16
知识点
NaHCO3热分解装置图，Na2CO3水解离子方程式
方法二、另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中 的CO2，如下图所示。
Na2CO3+Ca(OH)2 =CaCO3↓+2NaOH
吸收塔
分离池
煅烧炉
CaO+H2O =Ca(OH)2
问题2 你还能想到哪些物质可作“CO2捕捉剂”?
①Na2CO3 +CO2+H2O =2 NaHCO3 ②2NaHCO3加=热 Na2CO3 +CO2↑+H2O
CCS技术是Carbon Capture and Storage 的缩写，是将二氧化碳（CO2）捕获 和封存的技术。CCS技术是指通过碳捕捉技 术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化 碳分离出来，一部分用于工业生产，一部分 通过碳储存手段，将其输送并封存到海底或 地下等与大气隔绝的地方。
方法一、科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉”空气中的CO2， 如下图所示。
钠及其化合物的相互转化
电解 熔融物
Na
单质
Na2O2 Na2O
氯 业碱
工
NaOH
氧化物
碱
NaCl
海水
侯氏制碱
NaHCO3
NaClO
Na2CO3
盐
当堂巩固
1.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A
A. Na2O2吸收CO2产生O2 ，可用作呼吸面具供氧剂 B．NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂 C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白 D．Na2CO3较稳定，可用作去油污
H2CO3 HCO3－
H+ + HCO3－ H+ + CO32－
Ka2 = c(Hc(+H) cC(COO3-)32-)=5.6×10—11 c(CO32-)=5.6×10—11mol·L-1
c(Ca2+)· c(CO32-)=2.8×10—10< Ksp(CaCO3)
原料CO2的来源还有哪些途径？
问题3
酸性：CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-
反应：Na2CO3 + 2CH3COOH = 2CH3COONa + CO2 ↑+H2O 能否发生？请用原理知识进行解释。
常温下：Ka(CH3COOH) = 1.8 ×10—5 ； Ka(HClO) = 3.0×10—8 H2CO3：Ka1 =4.3×10—7 ，Ka2 =5.6×10—11
工业制纯碱的原理 问题2 如何从母液中分离出 NH4Cl呢？
溶 解 度
措施：低温下，向母
NH4Cl
液中加入研细的氯化
g/100g
NaCl
钠，通入氨气，析出
水
固体氯化铵。
10
20
溶解平衡 NH4Cl(s)
温度/℃
NH4+(aq) +Cl-(aq)
工业制纯碱的原理 联合制碱法（侯氏制碱法）
CO2 饱和食盐水
CaCl2:
0.4mol·L-1 白色沉淀
Ca2+ + 2HCO3- =CaCO3↓+CO2↑+ H2O
问题4
Na2CO3溶液与CaCl2溶液混合有白色沉淀生成， 若往CaCl2溶液中通入CO2气体，是否同样产生白色沉淀？ 你能否根据沉淀溶解平衡知识，定量进行分析呢？
已知：常温下，Ksp(CaCO3)= 4.96×10—9 饱和CaCl2溶液的浓度约为5mol·L-1， H2CO3：Ka1 =4.3×10—7 ，Ka2 =5.6×10—11
常温下溶解度表：
物质 溶解度
NaCl 36.3g
NH4HCO3 27.0g
NaHCO3 11.1g
NH4Cl 41.1g
wk.baidu.com
饱和溶液浓度 5.4mol·L-1 ~2.4mol·L-1 ~1mol·L-1
NH3和CO2的通入有无先后顺序？
常温下NH3和CO2的溶解度
NH3 + H2O +CO2 = NH4HCO3
CO2含 量高的 空气
CaO颗粒
CO2含 量低的 空气
步骤一
步骤二
利用太阳能将反应器加热到400℃，
利用太阳能将反应器加热到
CaO与CO2反应形成CaCO3
900℃，释放出CO2。
问题1 假如你是CCS技术研发人员，用Na2O或Na2O2是否
可以替换CaO？
Na2O+CO2= Na2CO3
2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3 +O2
工业制纯碱的原理
联合制碱法（侯氏制碱法）
①NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3 ↓ + NH4Cl CO2 饱和食盐水
NH3 合成氨厂
沉淀池
NaHCO3
CO2 煅烧炉
Na2CO3
NH4+
母液 Cl- Na+
②2NaHCO3加=热 Na2CO3 +CO2↑+H2O HCO3-
2020
纯碱的工业制法
苏教版高三下册 化学
授课教师：江阴市长泾中学 指导教师：无锡市教育科学研究院
袁君亚 吴永才
工业制纯碱的原理
纯碱即苏打，纺织、造纸、制皂、玻璃等工业的兴起， 需要大量的碳酸钠。
设计工艺流程原则： ·工艺简约 ·原料利用率高 ·无污染或无废料
工业制纯碱的原理
氨碱法制纯碱（索尔维制碱法）
① NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3+ NH4Cl ② 2NaHCO3加=热 Na2CO3 +CO2↑+H2O
NH3 饱和食盐水 石灰窑 CO2 沉淀池 NaHCO3
CO2 煅烧炉
Na2CO3
工业制纯碱的原理
问题1
如何理解工业制碱法:NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl的发生，即为什么能析出NaHCO3晶体？
NH3 合成氨厂
沉淀池 NaHCO3
CO2 煅烧炉
NaCl
NH3
母液
NaCl
NH4Cl（副）
Na2CO3
优点 缺点
工业制纯碱的原理
索尔维制碱法
侯氏制碱法
原料来源廉价易得；
产品纯度高；
实现了NH3全部循环， CO2部分循环。
索氏的全部优点；
NaCl利用率高；
NH4Cl可作氮肥； 原料气CO2来自于合成 氨厂的废气。
NH3：700（~18mol/l）； CO2：1.7（~0.076mol/l）
工业制纯碱的原理
本视频来自网络，如有侵权，请联系我们。
工业制纯碱的原理 氨碱法制纯碱（索尔维制碱法）
NH3 饱和食盐水
石灰窑 CO2 沉淀池 NaHCO3
CO2 煅烧炉
Na2CO3
CaO NH4+
母液 Cl-
NH3 Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O
对比实验 实验现象
溶液浓度
结论
1
Na2CO3 : NaHCO3: CaCl2:
0.01mol·L-1 0.01mol·L-1 0.01mol·L-1
浓度小，NaHCO3 与CaCl2不反应
2
Na2CO3 : 0.4mol·L-1 浓度大，NaHCO3
NaHCO3: 0.4mol·L-1 与CaCl2反应生成
煅烧石灰石能耗高；
大量CaCl2废弃； NaCl利用率低。
问题3 设计实验方案鉴别Na2CO3固体和NaHCO3固体。 1.加热法 2.测相同物质的量浓度溶液的pH 3.相同物质的量浓度的溶液中加入同浓度的盐酸 4.相同物质的量浓度的溶液中加入CaCl2溶液
左侧试管为NaHCO3+CaCl2；右侧试管为Na2CO3+ CaCl2
侯氏制碱法制碱的实验装置与操作
Na2O2用途(供氧剂)；Na与水的离子方程式
NaHCO3用途（胃酸中和剂）； 电解饱和食盐水离子方程式；物质的转化； Cl2与NaOH溶液加热时的离子方程式
Na+结构示意图；1mol·L-1NaOH溶液的配制； Na2O2的制取； 常温下Cl2与NaOH溶液的离子方程式判断； 物质的转化；ClO-氧化NO的离子方程式书写
如何理解Na2CO3 + CO2 +H2O= 2NaHCO3 反应能够进行？ 判断以下反应能否发生，若能反应，请写出反应方程式。
（1）往Na2SO3溶液中通SO2
Na2SO3 + SO2+ H2O = 2NaHSO3
（2）NaClO 溶液中通少量CO2 NaClO + CO2+ H2O = NaHCO3+HClO
当堂巩固
2.一定温度下，向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠， 充分反应后恢复到原来温度。下列叙述中，合理的是
A. NaOH溶液浓度增大，并放出H2
B
B. 溶液中NaOH的质量分数不变，有H2 放出
C. 总溶液的质量增大，有H2 放出
D. 总溶液的质量不变，有H2 放出
× NaClO 溶液中通少量SO2 ClO- + SO2+ H2O = HSO3- +HClO
钠及其化合物的相互转化
年份 2015江苏 2016江苏 2017江苏 2018江苏
题号 7,9 6 3,6 3,7,9,19
2019江苏 2,5,6,7,9,16
知识点
NaHCO3热分解装置图，Na2CO3水解离子方程式
方法二、另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中 的CO2，如下图所示。
Na2CO3+Ca(OH)2 =CaCO3↓+2NaOH
吸收塔
分离池
煅烧炉
CaO+H2O =Ca(OH)2
问题2 你还能想到哪些物质可作“CO2捕捉剂”?
①Na2CO3 +CO2+H2O =2 NaHCO3 ②2NaHCO3加=热 Na2CO3 +CO2↑+H2O
CCS技术是Carbon Capture and Storage 的缩写，是将二氧化碳（CO2）捕获 和封存的技术。CCS技术是指通过碳捕捉技 术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化 碳分离出来，一部分用于工业生产，一部分 通过碳储存手段，将其输送并封存到海底或 地下等与大气隔绝的地方。
方法一、科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉”空气中的CO2， 如下图所示。
钠及其化合物的相互转化
电解 熔融物
Na
单质
Na2O2 Na2O
氯 业碱
工
NaOH
氧化物
碱
NaCl
海水
侯氏制碱
NaHCO3
NaClO
Na2CO3
盐
当堂巩固
1.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A
A. Na2O2吸收CO2产生O2 ，可用作呼吸面具供氧剂 B．NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂 C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白 D．Na2CO3较稳定，可用作去油污
H2CO3 HCO3－
H+ + HCO3－ H+ + CO32－
Ka2 = c(Hc(+H) cC(COO3-)32-)=5.6×10—11 c(CO32-)=5.6×10—11mol·L-1
c(Ca2+)· c(CO32-)=2.8×10—10< Ksp(CaCO3)
原料CO2的来源还有哪些途径？
问题3
酸性：CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-
反应：Na2CO3 + 2CH3COOH = 2CH3COONa + CO2 ↑+H2O 能否发生？请用原理知识进行解释。
常温下：Ka(CH3COOH) = 1.8 ×10—5 ； Ka(HClO) = 3.0×10—8 H2CO3：Ka1 =4.3×10—7 ，Ka2 =5.6×10—11
工业制纯碱的原理 问题2 如何从母液中分离出 NH4Cl呢？
溶 解 度
措施：低温下，向母
NH4Cl
液中加入研细的氯化
g/100g
NaCl
钠，通入氨气，析出
水
固体氯化铵。
10
20
溶解平衡 NH4Cl(s)
温度/℃
NH4+(aq) +Cl-(aq)
工业制纯碱的原理 联合制碱法（侯氏制碱法）
CO2 饱和食盐水
CaCl2:
0.4mol·L-1 白色沉淀
Ca2+ + 2HCO3- =CaCO3↓+CO2↑+ H2O
问题4
Na2CO3溶液与CaCl2溶液混合有白色沉淀生成， 若往CaCl2溶液中通入CO2气体，是否同样产生白色沉淀？ 你能否根据沉淀溶解平衡知识，定量进行分析呢？
已知：常温下，Ksp(CaCO3)= 4.96×10—9 饱和CaCl2溶液的浓度约为5mol·L-1， H2CO3：Ka1 =4.3×10—7 ，Ka2 =5.6×10—11
常温下溶解度表：
物质 溶解度
NaCl 36.3g
NH4HCO3 27.0g
NaHCO3 11.1g
NH4Cl 41.1g
wk.baidu.com
饱和溶液浓度 5.4mol·L-1 ~2.4mol·L-1 ~1mol·L-1
NH3和CO2的通入有无先后顺序？
常温下NH3和CO2的溶解度
NH3 + H2O +CO2 = NH4HCO3
CO2含 量高的 空气
CaO颗粒
CO2含 量低的 空气
步骤一
步骤二
利用太阳能将反应器加热到400℃，
利用太阳能将反应器加热到
CaO与CO2反应形成CaCO3
900℃，释放出CO2。
问题1 假如你是CCS技术研发人员，用Na2O或Na2O2是否
可以替换CaO？
Na2O+CO2= Na2CO3
2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3 +O2