侯氏制堿法+勒布朗制堿法+索爾維制堿法

1、純堿工業(yè)的發(fā)展史：純堿是重要的化工原料之一，也是大眾消費品，廣泛應(yīng)用于玻璃工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、搪瓷、紡織、印染、造紙、食品等多種工業(yè)的生產(chǎn)。1983年，世界純堿產(chǎn)量為30Mt。 純堿工業(yè)始于18世紀(jì)末，法國人勒布朗，比利時人索爾維，中國人侯德榜等，都先后作出了突出的貢獻(xiàn)。,NaCl Na2SO4Na2SO4 Na2SNa2

2、S Na2CO3,+H2SO4濃,+C,+CaCO3,一、勒布朗制堿法原料: NaCl、 H2SO4濃、 C、CaCO3,2NaCl+H2SO4─→Na2SO4+2HCl,Na2SO4+2C─→Na2S+2CO2,Na2S+CaCO3─→Na2CO3+CaS,缺點:此法因難于連續(xù)生產(chǎn)，又需硫酸作原料，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量不純，原料利用不充分，價格較貴，所以在投產(chǎn)50年后不敵索爾維法的競

3、爭，于20世紀(jì)20年代被淘汰。雖被索爾維法和其他方法所代替，但在歷史上曾盛行一時，是化學(xué)工業(yè)發(fā)展史的一個里程碑。,二、索爾維制堿法（氨堿法）：,索氏制堿法的流程圖：（氨堿法）,索氏制堿原理：總反應(yīng)方程式：,NH3+CO2+H2O→NH4HCO3,NaCl + CO2 + H2O + NH3→ NaHCO3 ↓ + NH4Cl,2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循環(huán)使用）,NH4Cl又可以與熟石灰反應(yīng)，產(chǎn)生NH

4、3，重新作為原料使用：  2NH4Cl+Ca(OH)2→2NH3↑+CaCl2+2H2O （NH3循環(huán)使用）,NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl,,,標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2和NH3在水中的溶解度如下表所示,~0.076,~18,思考：為什么在飽和食鹽水中先通入氨氣？,,即：NaCl(飽和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加）=NH4Cl+NaHCO3↓ （溶解度一般，因為不斷

5、添加原料達(dá)到溶液飽和才沉淀）（先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食鹽水顯堿性，能夠吸收大量CO2氣體，產(chǎn)生高濃度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶體。）,以下是在一定溫度下一些物質(zhì)的溶解度,,,0.61,0.08,0.15,0.56,索爾維制堿法,CO2 、 NaCl、 NH3,,索爾維法的優(yōu)點：缺點：,1、原料（食鹽和石灰石）便宜；2、產(chǎn)品純堿的純度高；3、副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以

6、回收循環(huán)使用；4、制造步驟簡單，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。,1、 NaCl利用率低2、生成用途不大的CaCl2,△,,原料：,產(chǎn)物的生成：,濾液的處理,三、侯氏制堿（聯(lián)合制堿法）,侯氏制堿法的流程圖(聯(lián)合制堿法）,1、合成氨工廠的反應(yīng)：2、向已經(jīng)氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳 3、 加熱碳酸氫鈉，得到碳酸鈉,N2的制取：空氣液化H2、CO2的制?。?C+H2O(g)→ H2+CO 、CO+H2O(g) → H2+CO2 NH

7、3的合成： N2+3H2 → 2NH3,高溫,高溫,NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓（析出）,2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 （循環(huán)使用）,,,思考1：在濾液中通入氨氣的目的,1、增大NH4+的濃度，使NH4Cl更多地析出,2、使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出NH4Cl的純度,思考2：在濾液中加入固體NaCl目的,同離子效應(yīng)，使NH4Cl沉降，在降溫至t1℃以下分離析出更多的NH4Cl

8、沉淀，同時又補(bǔ)充了下一過程中所要的N a+,NH4Cl,NaCl,,,侯德榜制堿法,CO2 、NH3、NaCl,,｛,濾液：NaCl,NH4Cl,）,原料：,產(chǎn)物的生成：,NH3、NaCl,濾渣：NH4Cl,△,,,侯氏制堿法的優(yōu)點：1、提高了NaCl利用率2、產(chǎn)生了有用的化工原料和肥料 NH4Cl,“聯(lián)合制堿法”中“聯(lián)合”的意義？在聯(lián)合制堿中，所用原料CO2和NH3是由合成氨廠提供的，所以工業(yè)生產(chǎn)上常將侯氏制堿和合成氨聯(lián)

9、合在一起，所以，稱為“聯(lián)合制堿法”。,四、侯氏制堿法與索氏制堿法的異同點：1、相同點：,NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑,原理相同,2、不同點：,Ca(OH)2+2NH4Cl →2NH3+CaCl2+2H2OCa(OH)2來源：CaCO3→CaO+CO2CaO+H2O →Ca(OH)2,1、通入NH3：a、增大NH4+的濃度，使NH4Cl更多地析

10、出b、使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出NH4Cl的純度2、降溫,并加入過量NaCl： 低溫時NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可以使NH4Cl析出，同時補(bǔ)充Na+,CO2 NH3,CO2 NaCl,1、原料（食鹽和石灰石）便宜；2、產(chǎn)品純堿的純度高；3、副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用；4、制造步驟簡單，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。,CO2 ：石灰石的煅燒 NH3 ：Ca(OH)2與NH4Cl的反應(yīng),

11、CO2 ：高溫下焦炭與水蒸氣的反應(yīng)NH3 ：工業(yè)合成氨的反應(yīng),1、 NaCl利用率低 2、生成用途不大的CaCl2,優(yōu)點：1、提高了NaCl利用率 2、產(chǎn)生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl,課堂練習(xí)1： （05上海）我國化學(xué)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) 上述生產(chǎn)純堿的方法稱-----------， 副產(chǎn)品的一種用途為。(2) 沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方

12、程式是。(3) 寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式。,聯(lián)合制堿法或侯德榜制堿法,作氮肥,NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NH4Cl + NaHCO3↓,CO2,(4) 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（填上述流程中的編號）的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是。(5)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 。(6) 向母液中

13、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 。增大NH4+的濃度，使NH4Cl更多地析出使NaHCO3更多地析出(c)使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出NH4Cl的純度,I,過濾,稀硝酸和硝酸銀溶液,a、c,課堂練習(xí)2：工業(yè)生產(chǎn)的純堿中常含有少量的NaCl雜質(zhì)。某校研究性學(xué)習(xí)活動小組為了測定混合物中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，擬使用下圖實驗裝置，先測定一定量的樣品和酸反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量，再計算混合物中純堿的質(zhì)量

14、分?jǐn)?shù)。,(1)甲裝置的作用是 ； (2)乙裝置反應(yīng)前先通數(shù)分鐘空氣的作用是 ，甲裝置反應(yīng)的離子方程式是 。,甲 乙

15、丙,吸收空氣中的二氧化碳,吸收二氧化碳中的水蒸氣,排出裝置中的二氧化碳?xì)怏w,CO2+2OH- CO32-+H2O,丙裝置的作用是,(3)若去掉丙裝置，測得的CO2質(zhì)量會 (填“偏大”或“偏小”)。(4)若取ng樣品裝入廣口瓶，且反應(yīng)前填滿堿石灰的干燥管丁總質(zhì)量為mg，實驗結(jié)束后稱得干燥管丁的總質(zhì)量為w，則Na­2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式為 。,