鲁科版高中化学选择性必修1第3章物质在水溶液中的行为3.5微项目探秘索尔微维制碱法和侯氏制碱法教学(共25张PPT)件

(课件网) 第3 章 物质在水溶液中的行为 微项目 探秘索尔维制碱法和侯氏制碱法 ———化学平衡思想的创造性应用 一、导入新课 纯碱是重要的基础化工原料，其产量和消费量通常作为衡量一个国家工业发展水平的指标。 工业纯碱常用于制造玻璃、洗涤剂、建筑材料等。食用纯碱可用于食品工业，如生产味精、作为食品添加剂等。 历史上比较重要的制碱方法有路布兰(N.Leblanc)法、索尔维(E.Solvay)法和侯氏制碱法。我国对纯碱的需求量大，但纯碱工业起步较晚。化学工业科学家侯德榜为我国的制碱工业作出了突出的贡献，他发明的“侯氏制碱法”在人类化学工业史上写下了光辉的一页。 二、解读索尔维制碱法 1.关键反应 NaCl + CO2 + H2O + NH3 === NaHCO3↓ + NH4Cl 比利时工程师索尔维以食盐、石灰石和氨为原料制得碳酸钠和氯化钙，1867年这种方法被正式命名为索尔维制碱法。 索尔维法的关键反应： 二、解读索尔维制碱法 2.实验室模拟索尔维制碱法 锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。 用冰水浴降低试管内的温度。 打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。 (1)实验内容 二、解读索尔维制碱法 2.实验室模拟索尔维制碱法 (2)实验现象 通入CO2后，试管中一开始出现澄清状态，15min之后溶液颜色变浅，随着通入CO2时间变长，酚酞完全褪色，溶液中有沉淀逐渐析出。 增大c(Na+) 和c(HCO3) - 二、解读索尔维制碱法 3.原理分析 物质组成 相互作用 作用结果 NaCl NH3·H2O H2O NaCl === Cl- + Na+ NaHCO3 CO3 + H2O + CO2 2HCO3 2- - + 2NH3·H2O + CO2==== CO3 + 2NH4 + H2O 2- + 通入 CO2 目标 微粒种类 与数量 宏观 现象 NaHCO3 析出 二、解读索尔维制碱法 3.原理分析 思考讨论： (1)NaHCO3可溶于水，而索尔维法却能得到NaHCO3沉淀，试用化学平衡的原理解释原因。 可溶性物质的溶解是存在限度的，当相应的离子浓度过大时，可溶性物质也会析出，类似沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大Na+ 、HCO3 的浓度，使平衡 NaHCO3 Na+ + HCO3 的Q＞K，平衡左移，产生沉淀。 - - 二、解读索尔维制碱法 3.原理分析 思考讨论： (2)实验中氨盐水的作用是什么？为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？ 氨盐水的作用是增大CO2的吸收量，增大HCO3 的浓度。 CO2在食盐水中溶解度较小，直接通入CO2难以获得足量的HCO3，NH3易溶于水，能使H2CO3 H+ + HCO3 平衡右移，使HCO3 浓度增大。 - - - - - - 二、解读索尔维制碱法 3.原理分析 思考讨论： (3)实验发现，酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出。在整个实验过程中，溶液中微粒的种类、数量发生了什么变化？原因是什么？ 在整个实验过程中，溶液中增加了CO3 、HCO3 ； HCO3 、NH4、H+数量增加，Na+、OH-数量减小，Cl-数量不变。 2- - - + 二、解读索尔维制碱法 3.原理分析 思考讨论： (3)实验发现，酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出。在整个实验过程中，溶液中微粒的种类、数量发生了什么变化？原因是什么？ 反应开始时溶液呈碱性，此时通入的二氧化碳与氨水反应，反应产物主要为CO3 。 随着反应的进行，氨水逐渐消耗，溶液的 pH 逐渐降低，OH-数量减少， NH4 、H+数量增多，生成的CO3 与继续通入的二氧化碳反应生成了HCO3 ， HCO3 浓度逐渐增大。当浓度增大至一定程度时，它与Na+结合生成碳酸氢钠沉淀析出，Na+数量减少，Cl-未参与离子反应，数量不变。 2- + - - 2- 二、解读索尔维制碱法 4.基本工艺流程 精制饱和食盐水 吸氨 NH3 碳酸化 过滤 NaHCO3 沉淀 煅烧 Na2CO3 灰蒸 母液 废液 石灰石 煅烧 石灰 乳 CO2 CO2 NH3 二、解读索尔维制碱法 4.基本工艺流程 发生的主要反应： 高温 Ca ... ...