第2章 研究与实践1 了解纯碱的生产历史-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一化学必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教，单选版）

研究与实践1　了解纯碱的生产历史 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 研究目的 纯碱是一种重要的化工原料，具有广泛的用途。通过查阅资料，了解纯碱的生产历史，感受化学工业发展过程中技术进步的重要性，以及建设生态文明的意义。 1．路布兰制碱法 1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。 (1)制取原理与步骤 ①首先使氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠： 2NaCl＋H2SO4 Na2SO4＋2HCl↑。 ②然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠： Na2SO4＋4C Na2S＋4CO↑。 ③最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠： Na2S＋CaCO3===Na2CO3＋CaS。 研究过程 (2)制取方法评价 路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行， 以连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。 2．索尔维制碱法 1861年比利时工程师索尔维发明的纯碱制法，是以食盐(氯化钠)、石灰石 (经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。 (1)原料：食盐、氨、二氧化碳等。 (2)反应原理 (3)生产流程 (4)制备步骤 ①在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，析出碳酸氢钠： NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 ②高温煅烧石灰石，生成的CO2通入饱和NaCl中，CaO制备石灰乳： CaCO3 CaO＋CO2↑、 CaO＋H2O===Ca(OH)2。 ③氯化铵滤液与石灰乳混合加热： 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反应产生的氨气循环使用。 ④过滤、洗涤、煅烧碳酸氢钠晶体，得到纯碱产品： 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应产生的二氧化碳循环使用。 总反应：CaCO3＋2NaCl CaCl2＋Na2CO3 (5)方法评价 此法食盐利用率比路布兰制碱法高，产品较纯净，成本低。 缺点：原料中一半成分未能转化为产品。 3．侯氏制碱法 1943年我国化学工业科学家侯德榜发明创建了联合制碱法，即将氨碱法 (又称索尔维制碱法)和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳，二氧化碳为合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。 (1)原料：氨、氯化钠溶液、二氧化碳。 (2)反应原理 (3)生产流程 (4)制取步骤 ①低温下先向饱和食盐水中通入氨气，然后通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入食盐细粉，因氯离子存在及低温条件使氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果相继析出NaHCO3和NH4Cl，NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓。 ②加热使NaHCO3分解得到Na2CO3，生成的CO2可循环使用：2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 (5)制备评价 ①符合现在提倡的“绿色化学的要求”，提高了原料(NaCl)的利用率，不产生无用的CaCl2。 ②利用了大规模联合生产的优越性，利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的Cl－可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥，降低了成本，提高了综合经济效益。 1．分析索尔维制碱法相比于路布兰制碱法的优点是什么？ 提示：索尔维制碱法相比于路布兰制碱法的优点是原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；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。 2．侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是什么？ 提示：侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，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。 3．从生态文明建设的角度，思考侯氏制碱法的意义。 提示：减少了对环境的污染，有助于环境保护和生态文明建设，原料利用率高，产率高，降低了成本，减少了资源的浪费和能源的消耗。 交流研讨 1．如图所示是实验室模拟索尔维制碱法的流程示意图： 下列叙述错误的是 A．气体A是NH3，气体B是CO2 B．把第Ⅲ步得到的晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制得发酵粉 C．纯碱可广泛用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业 D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加