第一单元 走进化学工业
课题三 纯碱的生产
第1课时
教学目标
(1) 理解“氨碱”的原理。
(2) 尝试实验模拟,体验化学实验设计的过程。
教学重点
(1)“氨碱法”原理的理解。
(2)模拟实验的设计和流程的改进。
课时安排
2课时
教学过程
课堂小结:
氨碱法制碱法概述又称索尔维法。是比利时工业化学家索尔维(Ernest Solvay)首先发明的纯碱工业制法。以食盐、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)和氨为原料。先使氨通入饱和食盐水中制成氨盐水,再通入二氧化碳以发生碳酸化反应,析出碳酸氢钠固体和含氯化铵的母液;经过滤、洗涤后,将碳酸氢钠煅烧得到产品纯碱。滤液中含大量的氯化铵,与石灰乳混和,加热产生的氨以及煅烧碳酸氢钠时产生的二氧化碳都可循环使用。此法氯化钠的利用率仅为72~74%左右,同时有大量的氯化钙作为废液排出,未加以利用。
课外拓展
无水碳酸钠,俗名纯碱、苏打。它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料,还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
氨碱法(又称索尔维法)
它是比利时工程师苏尔维(1838~1922)于1892年发明的纯碱制法。他以食盐(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。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O其工业生产的简单流程如图所示。
氨碱法的优点是: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。但氨碱法也有许多缺点:首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子(Na+)和石灰石成分里的碳酸根离子(CO32-)结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(Cl-)和石灰石的另一成分钙离子(Ca2+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(CaCl2),因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
第一单元 走进化学工业
课题三 纯碱的生产
第2课时
教学目标
(3) 理解“侯氏制碱法”的原理。
(4) 尝试实验模拟,体验化学实验设计的过程。
(5) 通过实验流程的改进,体会复杂化学体系的系统分析方法。
教学重点
(1)“侯氏制碱法”原理的理解。
(2)模拟实验的设计和流程的改进。
教学方法
合作探究的教学模式
课时安排
2课时
教学过程
情景引入:天然碱和 学生讨论:寻找获 情景二:呈现“侯氏
纯碱的用途和获取途径。 取纯碱的途径。