《纯碱的生产ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纯碱的生产ppt课件.ppt（36页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练学习目标学习目标课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练课题课题3课题课题3 纯碱的生产纯碱的生产学习目标学习目标1.了解纯碱的生产及发过程。了解纯碱的生产及发过程。2.了解体现天然碱的生产与化工生产之间的联系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。及体现技术的发展过程。3.掌握路布兰法掌握路布兰法索尔维法索尔维法联合制碱法联合制碱法(侯氏制侯氏制碱法碱法)。课前自主学案课前自主学案一、氨碱法生一、氨碱法生产纯产纯碱碱氨氨碱碱法法是是由由比比利利时时人人_发发明明的的，氨氨碱碱法法是是以以_和和_为为原料生原料生产
2、产碳酸碳酸钠钠的的过过程。程。1制取碳酸制取碳酸氢钠氢钠和和氯氯化化铵铵(1)生成碳酸生成碳酸氢钠氢钠和和氯氯化化铵铵的的过过程：程：索索尔尔维维碳酸碳酸钙钙食食盐盐将将2 mL NH4HCO3和和2 mL饱和食饱和食盐水混合、振荡盐水混合、振荡现象现象有白色晶体析出有白色晶体析出反应方程反应方程式式NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl3氨碱法制纯碱的优点是原料食盐和石灰石易氨碱法制纯碱的优点是原料食盐和石灰石易得，产品纯度高，氨和部分得，产品纯度高，氨和部分CO2可循环使用，可循环使用，制造步骤简单。缺点是生成的氯化钙不易处理，制造步骤简单。缺点是生成的氯化钙不易处理，食盐利用率才
3、食盐利用率才70%。思考提示思考提示氨碱法中加入氨的主要作用是什么？氨碱法中加入氨的主要作用是什么？二、联合制碱法二、联合制碱法1根据上根据上图图，写出生，写出生产纯产纯碱的化学方程式：碱的化学方程式：_、_。2根根据据联联合合制制碱碱法法生生产产原原理理示示意意图图，分分析析比比较较它它与氨碱法的主要区与氨碱法的主要区别别及及优势优势？联联合制碱法主要用氨碱法与合成氨合制碱法主要用氨碱法与合成氨联联合生合生产产，氨，氨碱法生碱法生产纯产纯碱碱虽虽然具有原料普遍易得，然具有原料普遍易得，产产品品纯纯度度高，适合大高，适合大规规模工模工业业生生产产等等优优点，而点，而联联碱法生碱法生产产纯纯碱碱
4、则则有更大的有更大的优势优势：一是原料的利用率高。：一是原料的利用率高。联联碱碱生生产产中中母母液液循循环环使使用用，氯氯化化钠钠中中的的钠钠离离子子用用来来制制造造碱碱，氯氯离离子子用用来来制制造造氯氯化化铵铵。这这样样盐盐的的利利用用率率可可达达96%以以上上。而而氨氨碱碱法法钠钠的的利利用用率率仅仅70%，氯氯利利用用率率为为零零，整整体体利利用用率率只只有有28%左左右右；另另外外联联碱碱法法利利用用合合成成氨氨生生产产排排出出的的二二氧氧化化碳碳制制碱碱，节节省省了了石石灰灰石石、焦焦炭炭等等原原料料。二二是是废废物物排排放放少少。联联碱碱法法在在生生产产过过程程中中无无大大量量废废
5、液液、废废渣渣排排出出，每每吨吨只只有有几几千千克克到到几几十十千千克克，选选择择厂厂址址自自由由度度较较大大；而而氨氨碱碱法法每每吨吨纯纯碱碱约约10立立方方米米的的废废液液排排出出，难难以以处处理，不宜在内理，不宜在内陆陆建厂。三是能源消耗低。可比建厂。三是能源消耗低。可比单单位位综综合合能能耗耗，联联碱碱法法为为71008200 MJ，而而氨氨碱碱法法为为1200014000 MJ。四四是是成成本本低低。联联碱碱法法同同时时生生产产纯纯碱碱和和氯氯化化铵铵，因因此此成成本本较较低。低。核心要点突破核心要点突破氨碱法与联合制碱法的比较氨碱法与联合制碱法的比较1原料原料氨碱法：食盐、氨气、石
6、灰石氨碱法：食盐、氨气、石灰石(经煅烧生成生石灰经煅烧生成生石灰和二氧化碳和二氧化碳)。联合制碱法：食盐、氨气、二氧化碳联合制碱法：食盐、氨气、二氧化碳(合成氨厂的合成氨厂的废气废气)。2主要反应原理主要反应原理二者基本相同：二者基本相同：联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上是氯化钠的饱和溶液，可
7、循环使用。上是氯化钠的饱和溶液，可循环使用。4综合评价综合评价(1)氨碱法：氨碱法：优点：原料优点：原料(食盐和石灰石食盐和石灰石)便宜；产便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。缺点：原料食盐的利用率低，大约缺点：原料食盐的利用率低，大约70%74%，其余的食盐随，其余的食盐随CaCl2溶液作为废液被抛弃；过程溶液作为废液被抛弃；过程中产生了没多大用途且难以处理的中产生了没多大用途且难以处理的CaCl2。(2)联合制碱法：使食盐的利用率提高到联合制碱法：
8、使食盐的利用率提高到96%以上，以上，用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时生产出两种可贵的产品同时生产出两种可贵的产品纯碱和氯化铵；纯碱和氯化铵；过程中不生成没多大用途、又难以处理的过程中不生成没多大用途、又难以处理的CaCl2，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。课堂互动讲练课堂互动讲练 要点纯碱工业纯碱工业1索索尔尔维
9、维制制碱碱法法：此此法法所所用用的的原原料料为为食食盐盐、氨氨和和二二氧化碳，生氧化碳，生产过产过程如下：程如下：(1)盐盐水水的的精精制制：在在饱饱和和食食盐盐水水中中加加入入熟熟石石灰灰和和纯纯碱碱，除去水中的除去水中的Ca2和和Mg2。(2)盐盐水氨化：将氨气通入精制水氨化：将氨气通入精制盐盐水中，制成氨水中，制成氨盐盐水。水。(3)氨氨盐盐水水碳碳酸酸化化：使使氨氨盐盐水水吸吸收收二二氧氧化化碳碳，生生成成碳碳酸酸氢钠氢钠和和氯氯化化铵铵。NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl(1)反应原理反应原理侯氏联合制碱法，是将合成氨工业和制碱工业联侯氏联合制碱法，是将合成氨工业和制
10、碱工业联合起来，以煤为原料制得碳铵，碳铵再与氯化钠合起来，以煤为原料制得碳铵，碳铵再与氯化钠进行复分解反应，生成碳酸氢钠和氯化铵。根据进行复分解反应，生成碳酸氢钠和氯化铵。根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温时却比氯化钠溶解度小的原理，在时却比氯化钠溶解度小的原理，在278 K283 K(5 10)时，向母液中加入磨细的食盐粉时，向母液中加入磨细的食盐粉末，使氯化铵单独析出。末，使氯化铵单独析出。(3)优优点点保保留留了了氨氨碱碱法法的的优优点点，消消除除了了它它的的缺缺点点，使使食食盐盐的的利利用用率率提提高高到到96%；NH4Cl可可作作
11、氮氮肥肥；可可与与合合成成氨氨厂厂联联合合，使使合合成成氨氨的的原原料料气气CO转转化化成成CO2，革除了革除了CaCO3制制CO2这这一工序。一工序。例例 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有业主要有“氨碱法氨碱法”和和“联合制碱法联合制碱法”两种工艺。两种工艺。请按要求回答问题：请按要求回答问题：(1)“氨碱法氨碱法”产生大量产生大量CaCl2废弃物，请写出该工废弃物，请写出该工艺中产生艺中产生CaCl2的化学方程式：的化学方程式：_；(2)写出写出“联合制碱法联合制碱法”有关反应的化学方程式：有关反应的化学方程式：_；(3)CO2是制碱工业的重
12、要原料，是制碱工业的重要原料，“联合制碱法联合制碱法”与与“氨碱法氨碱法”中中CO2的来源有何不同？的来源有何不同？_；(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据利用率。根据“联合制碱法联合制碱法”总反应列出计算原总反应列出计算原子利用率的表达式：子利用率的表达式：原子利用率原子利用率(%)_。互互动动探究探究(1)如何如何检验产检验产品碳酸品碳酸钠钠中是否含有中是否含有氯氯化化钠钠？(2)联联合合制制碱碱法法中中析析出出NaHCO3后后，为为了了提提取取副副产产品品NH4Cl，往往往往向向母母液液中中通通入入NH3，加加入入细细小小食食盐颗
13、盐颗粒，再冷却，通入粒，再冷却，通入NH3的作用是什么？的作用是什么？【提提示示】(1)取取少少量量试试样样溶溶于于水水，再再滴滴加加硝硝酸酸酸酸化化的的AgNO3溶溶液液，若若有有白白色色沉沉淀淀产产生生，则则含含有有杂杂质质NaCl，否，否则则，不含有。，不含有。(2)增增 大大 NH的的 浓浓 度度，使使 NH4Cl更更 多多 析析 出出；使使NaHCO3转转化化为为Na2CO3，提高析出的，提高析出的NH4Cl纯纯度。度。变式训练变式训练(2011年临沂高二测试年临沂高二测试)根据侯德榜制碱根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2
14、CO3的主要步骤是：将配制好的饱和的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液溶液倒入烧杯中加热，控制温度在倒入烧杯中加热，控制温度在30 35，搅拌，搅拌下分批加入研细的下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，固体，加料完毕后，继续保温继续保温30分钟，静置、过滤得分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧皿中，灼烧2小时，制得小时，制得Na2CO3固体。固体。四种四种盐盐在不同温度下的溶解度在不同温度下的溶解度(g/100 g水水)表表35 NH4HCO3会有分解会有分解请回答：请回答：(1)
15、反应温度控制在反应温度控制在30 35，是因为若高于，是因为若高于35，则，则_，若低于，若低于30，则，则_；为控制此温度范围，采取的加热；为控制此温度范围，采取的加热方法为方法为_。(2)加料完毕后，继续保温加料完毕后，继续保温30分钟，目的是分钟，目的是_。静置后只析出。静置后只析出NaHCO3晶体晶体的原因是的原因是_。用蒸馏水洗涤用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去晶体的目的是除去_杂质杂质(以化学式表示以化学式表示)。(3)过滤所得的母液中含有过滤所得的母液中含有_(以化学式表示以化学式表示)，需加入，需加入_，并作进一步，并作进一步处理，使处理，使NaCl溶液循环使用，同时可
16、回收溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。解解析析：(1)温温度度控控制制在在30 35，若若高高于于35，NH4HCO3会会分分解解；若若温温度度低低于于30，则则反反应应速速率率变变慢慢；该该温温度度下下可可采采用用水水浴浴加加热热，温温度度易易于于控控制制、受受热热均匀。均匀。(4)根根据据题题意意可可知知：反反应应分分为为两两步步，第第一一步步Na2CO3HCl=NaCl NaHCO3，第第 二二 步步 为为 NaHCO3HCl=NaClCO2H2O第第一一步步消消耗耗的的HCl为为：cV1103，第第二二步步消消耗耗的的HCl为为：cV2103，所所以以NaHCO3的的质质量分数量分数为为：知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用