第1單元 課題3 純堿的生產(chǎn)

自 然 界 中 哪 些 地方 存 在 純 堿 ？ 中 國 最 大 的 內(nèi) 陸 湖 泊 ， 也 是 國 內(nèi) 最 大 的 咸 水 湖 青 海 湖 寸 草 不 生 的 鹽 堿 地 1.從 天 然 堿 的 形 成 推 測 碳 酸 鈉 在 水 中 結(jié) 晶析 出 主 要 受 到 哪 些 因 素 的 影 響 ？2.根 據(jù) 天 然 堿 的 存 在 及 其 主 要 化 學(xué) 成 分 ，請 你 設(shè) 想 工 業(yè) 生 產(chǎn) 碳 酸 鈉 的 主 要 原 料 是 什么 ？ 為 什 么 ？ 路 布 蘭 法 世 界 上 最 早 實 現(xiàn) 純 堿 的 工 業(yè) 生 產(chǎn)1.用 硫 酸 將 食 鹽 轉(zhuǎn) 變 為 硫 酸 鈉NaCl+H 2SO4 NaH SO4+H ClNaCl+NaH SO4 Na2SO4+H Cl 120600 7002.將 硫 酸 鈉 與 木 炭 、 石 灰 石 一 起 加 熱 ， 反 應(yīng) 生 成 碳 酸鈉 和 硫 化 鈣Na2SO4+2C Na2S+2CO2Na 2S+CaCO3 Na2CO3+CaS10001000 （ 索 爾 維 制 堿 法 ）比 利 時 化 學(xué) 家 索 爾 維 2、 20 時 ， 由 NH 4H CO3、 NaCl和 H 2O配 制 成 一混 合 溶 液 ， 當(dāng) 把 溶 液 加 熱 蒸 發(fā) 后 冷 卻 至 20 ， 首先 析 出 的 物 質(zhì) 是 什 么 ？20 時 一 些 物 質(zhì) 在 水 中 的 溶 解 度 /gNaCl NH 4Cl Na2CO3 NaH CO3 NH 4H CO335.9 37.2 21.5 9.6 21.71、 向 AgNO3溶 液 中 滴 加 K Cl將 會 看 到 什 么 現(xiàn) 象 ？ （ 索 爾 維 制 堿 法 ）CaCO3=CO2+CaONaCl+NH 3+CO2+H 2O=NaH CO3+NH 4Cl2NaH CO3=Na2CO3+CO2+H 2OCaO+H 2O=Ca(OH )22NH 4Cl+Ca(OH )2=2NH 3+CaCl2+2H 2O產(chǎn) 品 副 產(chǎn) 品 優(yōu) 點 ： 原 料 便 宜 易 得 ， 產(chǎn) 品 純 度 高 ， 氨 和 部分 二 氧 化 碳 可 以 循 環(huán) 使 用 ， 制 作 步 驟 簡 單 。缺 點 ： 副 產(chǎn) 物 氯 化 鈣 的 處 理 ， 食 鹽 的 利 用 率不 高 ， 大 約 只 有 70%。 侯 德 榜 個 人 簡 歷 ：1890年 出 生1911年 考 入 清 華 留 美 預(yù) 備 學(xué) 校 ， 后 以 10門 功 課 1000分 的 優(yōu) 異 成 績 被 保 送 到 美 國 留 學(xué)1916年 獲 美 國 麻 省 理 工 學(xué) 院 學(xué) 士 學(xué) 位1919年 獲 美 國 哥 倫 比 亞 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位1921年 獲 博 士 學(xué) 位 （ 侯 氏 制 堿 法 ）NaCl+NH 3+CO2+H 2O=NaH CO3+NH 4Cl2NaH CO3=Na2CO3+CO2+H 2O原 料 NH 3 CO2（ 原 料 ， 來 自 合 成 氨 ） （ 副 產(chǎn) 品 ） 根 據(jù) 聯(lián) 合 制 堿 法 生 產(chǎn) 原 理 示 意 圖 ， 分 析 比 較它 與 氨 堿 法 的 有 哪 些 異 同 ？相 同 點 ：不 同 點 ： 原 理 相 同NaCl+NH 3+CO2+H 2O=NaH CO3+NH 4Cl2NaH CO3= Na2CO3+CO2+H 2O原 料 的 來 源 和 副 產(chǎn) 物 不 同 在 純 堿 的 生 產(chǎn) 過 程 中 是先 通 入 NH 3還 是 CO2？ 人 類 歷 史 上 ， 科 學(xué) 技 術(shù) 的 突 破 性 重 大 發(fā) 現(xiàn) 和成 果 總 是 與 一 些 偉 大 的 名 字 聯(lián) 系 在 一 起 ， 路 布 蘭（ 1791） 、 索 爾 維 （ 1862） 和 侯 德 榜 （ 1924） 的名 字 都 銘 刻 在 人 類 制 堿 技 術(shù) 發(fā) 展 的 歷 史 上 ， 你 知道 嗎 ？ 路 布 蘭 是 一 名 醫(yī) 生 ， 索 爾 維 是 在 工 作 中 學(xué)習(xí) 化 學(xué) 的 ， 侯 德 榜 是 化 學(xué) 工 程 學(xué) 博 士 。 根 據(jù) 三 個人 所 處 的 年 代 及 學(xué) 習(xí) 經(jīng) 歷 ， 你 對 技 術(shù) 與 科 學(xué) 的 關(guān)系 有 哪 些 新 的 認(rèn) 識 ？ 氨 堿 法 的 生 產(chǎn) 原 理重 點 ：難 點 ： 離 子 反 應(yīng) 的 實 質(zhì) 就 是 使 離 子 的 濃度 減 小NaCl+NH 3+CO2+H 2O=NaH CO3+NH 4Cl2NaH CO3= Na2CO3+CO2+H 2O 1.下 列 屬 于 侯 氏 制 堿 法 的 優(yōu) 點 的 是 （ ）A.氨 和 二 氧 化 碳 由 合 成 氨 廠 提 供B.母 液 可 回 收 氯 化 銨C.氯 化 鈉 的 利 用 率 達(dá) 96%D.以 上 全 是 D 2.工 業(yè) 上 常 用 氨 堿 法 制 碳 酸 鈉 ， 但 卻 不 能 用 氨堿 法 制 碳 酸 鉀 ， 這 是 因 為 在 溶 液 中 （ ）A.K H CO3溶 解 度 較 大B.K H CO3溶 解 度 較 小C.K 2CO3溶 解 度 較 大D.K 2CO3溶 解 度 較 大 A 3.為 了 檢 驗 純 堿 的 質(zhì) 量 （ 可 能 含 有 少 量 小 蘇 打 ） ，取 少 量 樣 品 進(jìn) 行 實 驗 ， 可 以 采 用 的 方 法 是 （ ）A.加 熱 后 通 入 澄 清 石 灰 水 ， 觀 察 現(xiàn) 象B.滴 加 鹽 酸 ， 觀 察 現(xiàn) 象C.溶 于 水 中 ， 滴 加 少 量 BaCl2溶 液 ， 觀 察 現(xiàn) 象D.溶 于 水 中 ， 滴 加 少 量 澄 清 的 石 灰 水 ， 觀 察 現(xiàn) 象A 4.我 國 化 學(xué) 家 侯 德 榜 ， 改 革 國 外 的 純 堿 生 產(chǎn) 工藝 ， 生 產(chǎn) 流 程 可 簡 要 表 示 如 下 ：(1) 副 產(chǎn) 品 的 一 種 用 途 為 。(2)使 原 料 氯 化 鈉 的 利 用 率 從 70%提 高 到 90%以上 ， 主 要 是 設(shè) 計 了 的 循 環(huán) 。用 作 化 肥 或 焊 藥 或 電 解液 (3)為 檢 驗 產(chǎn) 品 碳 酸 鈉 中 是 否 含 有 氯 化 鈉 ， 可 取 少 量 試 樣溶 于 水 后 ， 再 滴 加 。(4)向 母 液 中 通 氨 氣 ， 加 入 細(xì) 小 食 鹽 顆 粒 ， 冷 卻 析 出 副 產(chǎn)品 ， 通 氨 氣 的 作 用 有 。(a) 增 大 NH 4+的 濃 度 ， 使 NH 4Cl更 多 地 析 出(b) 使 NaH CO3更 多 地 析 出(c) 使 NaH CO3轉(zhuǎn) 化 為 Na2CO3， 提 高 析 出 的 NH 4Cl純 度稀 H NO3和 AgNO3溶 液AC 5. 根 據(jù) 侯 德 榜 制 堿 法 原 理 并 參 考 下 表 數(shù) 據(jù) ， 實 驗 室 制 備 純 堿 的 主 要 步 驟 是 ： 將配 制 好 的 飽 和 NaCl溶 液 倒 入 燒 杯 中 加 熱 ， 控 制 溫 度 在 3035 ， 攪 拌 下 分 批 加入 研 細(xì) 的 NH 4H CO3 固 體 ， 加 料 完 畢 后 ， 繼 續(xù) 保 溫 30分 鐘 ， 靜 置 、 過 濾 得NaH CO3 晶 體 ， 用 少 量 蒸 餾 水 洗 滌 除 去 雜 質(zhì) ， 抽 干 后 ， 轉(zhuǎn) 入 蒸 發(fā) 皿 中 ， 灼 燒 兩小 時 ， 得 到 Na2CO3固 體 。(1)反 應(yīng) 溫 度 控 制 在 3035 ， 是 因 為 若 高 于 35 ， 則 ； 若 低 于 30 則 ； 為 控 制 此 溫 度 范 圍 ， 應(yīng) 采 取 的 加 熱 方 法 是 。(2)加 料 完 畢 后 ， 繼 續(xù) 保 溫 30分 鐘 ， 目 的 是 ； 只 析 出 NaH CO3 晶體 的 原 因 是 ； 用 蒸 餾 水 洗 滌 NaH CO3 晶 體 的 目 的 是 除去 雜 質(zhì) （ 以 化 學(xué) 式 表 示 ）四 種 鹽 在 不 同 溫 度 下 的 溶 解 度 （ g100g水 )表 ：0 10 20 30 40 50 60 100 NaCI 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8NH 4H CO3 11.9 15.8 21.0 27.0 _ _ _ _NaH CO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 _NH 4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3 35 NH4HCO3會 有 分 解 NH 4H CO3分 解反 應(yīng) 速 率 降 低 水 浴 加 熱使 反 應(yīng) 充 分 進(jìn) 行NaH CO3的 溶 解 度 最 小NaH CO3; NaCl;NH 4H CO3;NH 4Cl 上 網(wǎng) 查 閱 資 料 ：1、 我 國 純 堿 生 產(chǎn) 現(xiàn) 狀 。2、 現(xiàn) 階 段 氯 化 鈣 的 新 用 途 。