第三章 水溶液中的离子反应与平衡——侯德榜制碱 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 1 纯碱 标题内容 制洗涤剂、洗衣皂 造纸原料 用于印染工业 制玻璃原料 2 中国近代化工的先驱 永利制碱厂 1922年，我国成立第一家专门的化工科研机构，解决制盐和制碱中的一些科研问题。 侯德榜 1918年，范旭东创办永利制碱厂，史称为“发展中华民国主要化学工业之象征”。 中国科学院院士，伟大的爱国化工专家。 黄海化工研究社 3 索尔维制碱法 欧内斯特▪索尔维 1861年，索尔维获得了他的第一份专利：利用食盐、氨和石灰石为原料在工业上制造碳酸钠的技术，被称为氨碱法，他在制碱时的技术创新提高了纯碱产率。 4 索尔维法的原料是饱和食盐水，氨气和二氧化碳，请据此分析 这些物质的水溶液中存在哪些微粒？微粒间发生什么相互作 用？产物是什么？ 存在微粒 微粒作用 作用产物 NH3+H2O⇌NH3▪H2O⇌NH4+ +OH- CO2+H2O⇌H2CO3⇌HCO3-+H+ HCO3- ⇌H++CO32- NH4HCO3 NaCl NaHCO3 NH4Cl Na2CO3 NH3▪H2O H2O H2CO3 OH- H+ HCO3- CO32- NH4+ Cl- Na+ 5 NaHCO3 ,NH4Cl ,Na2CO3，NH4HCO3，NaCl几种物质在不同温度时的的溶解度（单位g） T 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ NaCl 29.4 33.3 36.0 36.3 36.6 37.0 NH4HCO3 35.7 35.8 21.0 27.0 -- -- NaHCO3 11.9 15.8 9.6 11.1 12.7 14.5 NH4Cl 6.9 8.15 37.2 41.1 45.8 50.4 Na2CO3 7.0 12.2 21.8 50.5 48.8 47.4 说明：NH4HCO336℃以上分解为二氧化碳、氨气和水 先制得氨化的饱和食盐水，再通足量CO2在合成塔中对流接触 [HCO3- ][Na+ ]>Ksp 饱和食盐水 氨盐水 沉淀 NaHCO3 母液 NH4Cl、NaCl 石灰石 Ca(OH)2石灰乳 通NH3 过滤 洗涤 通CO2 煅烧 CO2(循环使用） Na2CO3产品 煅烧 CO2 CaO NH3(循环使用） 废液CaCl2、NaCl Ca(OH)2 存在微粒 微粒作用 作用产物 2NH4Cl+Ca（OH）2=CaCl2 +2H2O+2NH3↑ 废液中的溶质是CaCl2， NaCl NH3▪H2O OH- NH4+ Cl- Na+ 少量HCO3- 缺点 索尔维法的优点 原料（食盐和石灰石）便宜 先制得氨化的饱和食盐水，再使足量CO2与氨化饱和食盐水在合成塔中对流接触，使反应充分 副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用 适合于大规模生产 废液 NaCl利用率低 生成用途不大的CaCl2 8 侯德榜制碱背景： 1937年，抗日战争爆发，制碱厂由天津沿海迁往内地，盐价昂贵，传统索尔维法制碱成本太高，无法维持生产。为寻找适应内地条件的制碱工艺，永利公司欲向德国购买新的工艺，德国、日本却暗中勾结，高价勒索中国。当时合成氨工业已经普及化，侯德榜与公司的工程技术人员一起，认真剖析了制碱法流程，在艰苦的抗战时期试验了600多次，1943年，发明了制碱与制氨联合的 “候氏制碱法”。 9 合成氨厂 沉淀池 煅烧炉 NH3 NaHCO3 饱和食盐水 母液 Na2CO3 NH4Cl CO2 NH3 细小的NaCl颗粒 循环CO2 NH4Cl、NaCl 盐析 循环NaCl溶液 NH3▪H2O+ HCO3- ⇌ NH4+ +H2O+CO32- 降温 存在微粒 微粒作用 作用产物 NH3▪H2O OH- NH4+ Cl- Na+ 少量HCO3- [NH4+ ] [Cl-] >Ksp NH4Cl↓ 侯氏联合制碱法的优点 体现了大规模联合生产的优越性 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。 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 11 学法点拨：复杂水溶液的问题解决 溶液中的微粒 微粒间的作用 作用产物 关注离子间反应，分析微粒数目对电离平衡，水解平衡，溶解平衡的移动影响 并能用化学用语正确表示 关注气体产物和难溶物质对平衡移动的影响 根据电离平衡，水解平衡写出存在的微粒 12 谢谢 13 $$