5.3工业制纯碱(学案)Word格式文档下载.doc
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___________
如不能直接生成Na2CO3,那根据目标产物能否通过在NaCl溶液中通入CO2的方法来合成Na2CO3?
那在上述溶液中再通入哪种廉价的气体就可以有Na2CO3产生?
________________
为制备更多的Na2CO3,那么在饱和NaCl溶液中,应先通NH3还是CO2?
__________________________________________________________________________
饱和食盐水中通入NH3和CO2出现的是NaHCO3还是Na2CO3沉淀?
当(NH4)2CO3、NH4HCO3和NaCl这3种可溶性盐混合在一起时,溶液中大量存在的离子有哪几种?
______________________________________________________________________
根据下述溶解性表,分析为什么碳酸氢钠可沉淀析出?
结论:
__________________________________________________________
________________________________________________________________
一、纯碱工业制法的原理
_______________________________________________________
1862年,比利时人索尔维发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”(又称______________)。
二.索尔维制碱法(氨碱法)的工业生产流程:
1、找出制备Na2CO3的原料?
____________________________________
2、循环过程有几个?
为什么要设置这样的循环?
____________________________________________________________________________
3、过滤之后得到的滤液是如何处理的?
NH4Cl+Ca(OH)2→______________________________________
请同学们寻找反应物原料及生成物产品,从而推出总流程关系式?
CaCO3+NaCl→______________________________________
生成大量无用的_______和________的低利用率违背了绿色化学。
废液中夹带着较多的NaCl,造成浪费。
如何改进呢?
三、侯氏制碱(联合制碱法)工艺流程
1.把______和______的生产联合起来,制碱用的NH3和CO2直接由氨厂提供,CO2是合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;
合成氨工厂的反应:
N2+H2_____________________
N2的制取:
_______________
H2、CO2的制取:
C+H2O(g)___________________________
CO+H2O(g)→__________________________
2.对_________处理不同。
他在____温条件下______中加入细粉状的_______,并通入_____,使________单独结晶析出,经_______、______和______得NH4Cl产品(________或______);
滤出NH4Cl以后的滤液,基本被NaCl饱和,可循环使用,由于这种方法要跟制氨厂联合,又称____________________。
•为什么在低温条件下,能使氯化铵单独结晶析出?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
思考1:
在滤液中通入NH3的目的?
(从滤液中的沉淀溶解平衡NH4Cl(S)=NH4++Cl-分析以及滤液中存有少量NaHCO3的角度分析)
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
思考2:
在滤液中加入固体NaCl目的?
___________________________________________________________________________
请同学们寻找反应物原料及生成物产品,推出总流程关系式?
思考:
从总流程关系式中看出NH3与CO2投料比2:
1可以生成正盐Na2CO3,但实际却以1:
1投料,先生成NaHCO3?
(从Na2CO3和NH4Cl的溶解度差别大小上考虑)
对上述二种工艺及总流程关系式的比较:
NH3
•索尔维法:
CaCO3+2NaCl→Na2CO3+CaCl2
•侯氏法:
2NaCl+2NH3+CO2+H2O→Na2CO3+2NH4Cl
总结索尔维制碱法和侯氏制碱法的特点?
(从原料NH3和CO2的由来及消耗情况、滤液的处理、副产品、原料食盐的利用率等去考虑)。
四、侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点:
1、相同点:
______________________________________________
2、不同点:
练习1:
(05上海)我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下
(1)上述生产纯碱的方法称 ,副产品的一种用途为 。
(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是
。
(3)写出上述流程中X物质的分子式__________________
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了___ (填上述流程中的编号)的循环。
从沉淀池中取出沉淀的操作是 _____ 。
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加 _______ _______________。
(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有 _____ 。
(a)增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
(b)使NaHCO3更多地析出
(c)使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出NH4Cl的纯度
练习2:
工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl杂质。
某校研究性学习活动小组为了测定混合物中纯碱的质量分数,拟使用下图实验装置,先测定一定量的样品和酸反应放出二氧化碳的质量,再计算混合物中纯碱的质量分数。
(1)甲装置的作用是____________;
丙装置的作用是____________________________
(2)乙装置反应前先通数分钟空气的作用是____________,
甲装置反应的离子方程式是_______________。
(3)若去掉丙装置,测得的CO2质量会(填“偏大”或“偏小”)。
(4)若取ng样品装入广口瓶,且反应前填满碱石灰的干燥管丁总质量为mg,实验结束后称得干燥管丁的总质量为w,则Na2CO3质量分数的计算式为_________________________
练习3:
我国著名化工专家侯得榜于1942年提出“侯氏制碱法”轰动了整个化学界,为中华民族争得了荣誉.其生产流程如下:
(1)“侯氏制碱法”的特点是:
将制碱工业与___________工业联合生产.
(2)写出物质A、C、D、G的分子式:
A________,C_______,D_________,G_________.
(3)将C、D通入E的饱和溶液中可得到物质G,为了提高产率应先通入_____,后通入_____,理由__________________________________________.
(4)写出反应①、②的化学方程式:
①____________________________________,
②_____________________________________.
(5)F是一种混合物,其中H是有经济价值的另一产品,将H从F中
分离的原理是:
___________________________________________________.
(6)为了降低生产成本,某些物质可循环使用,这些物质是__________________________.
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- 5.3 工业 纯碱
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