微项目 揭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 (教学课件19张）——高中化学鲁科版（2019）选择性必修1

(课件网) 选择性必修1第3章微项目 揭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 学习目标 知识如海，学习无边，勤奋作舟，努力为帆。 1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。 2.通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。 一、索尔维制碱法 知识如海，学习无边，勤奋作舟，努力为帆。 1.基本工艺流程 一、索尔维制碱法 知识如海，学习无边，勤奋作舟，努力为帆。 2.发生的主要反应 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl， 一、索尔维制碱法 知识如海，学习无边，勤奋作舟，努力为帆。 3.优缺点 (1)优点 ①原料(石灰石、氨气、食盐等)易得，价格便宜； ②产品纯碱较为纯净； ③副产品二氧化碳、氨气等都可以循环利用； ④制造步骤简单、易于操作，很适合大规模连续生产。 (2)缺点 ①产生大量无用的副产品CaCl2 ； ②NaCl利用率低，约有30%的NaCl残留在母液中； ③设备多，耗能大。 提示　可溶性的碳酸氢钠也有一定的溶解限度，当相应的离子浓度过大时也会析出，类似于沉淀溶解平衡，在溶液中存在平衡： 2Na＋＋CO32-+H2O+CO2 2NaHCO3，当增加Na+和CO32-的浓度时，该平衡正向移动，NaHCO3就会以沉淀的形式出现。 思考交流 1.碳酸氢钠可溶于水，索尔维制碱法能得到碳酸氢钠沉淀，试用平衡的原理进行解释。 思考交流 2.为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入CO2 氨盐水的作用是什么？ 提示　因为CO2在饱和食盐水中的溶解度不大，若先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，此时溶液显碱性，再通入CO2，CO2就会与氨水反应生成铵盐，促进CO2的溶解，使生成的HCO3-浓度增大，提高NaHCO3的析出率。氨盐水的作用是增大CO2的吸收量，使生成的HCO3-浓度增大。 思考交流 3.碳酸钠是一种重要的化学基本工业产品。比利时人索尔维发明了氨碱法生产碳酸钠，氨碱法生产原理示意图如右：请回答下列问题： (1)从索尔维制碱法生产原理示意图可知，氨碱法的总反应化学方程式 为_____。 按照绿色化学原则，理想的“原子经济” 就是反应物的原子全部转化为期望的最终 产物，实现废弃物的零排放。 计算索尔维制碱法的原子利用率 (原子利用率＝期望产物的总质量与反应产物的总质量之比)_____。 CaCO3＋2NaCl===CaCl2＋Na2CO3 0.49(或106∶217) 思考交流 3.碳酸钠是一种重要的化学基本工业产品。比利时人索尔维发明了氨碱法生产碳酸钠，氨碱法生产原理示意图如右：请回答下列问题： (2)试列举出索尔维制碱法的两大 缺点。 ①_____； ②_____。 原料NaCl的利用率低 产生了不容易处理的副产物氯化钙 二、侯氏制碱法 知识如海，学习无边，勤奋作舟，努力为帆。 1.探究过程 （1）索尔维制碱法原料利用率低的原因 索尔维法制碱母液中含有大量NH4+ 和Cl－， 以及高浓度的Na＋和HCO3-。“灰蒸”过程只 实现了NH4+ 的回收利用，Na＋、Cl－等都 随废液排放，因此食盐的利用率低。 （2）侯氏制碱法的工艺流程图 二、侯氏制碱法 知识如海，学习无边，勤奋作舟，努力为帆。 2.平衡思想的应用 (1)“吸氨”过程 NH3＋H2O NH3·H2O NH4+＋OH－ 通入NH3会使平衡右移，c(NH4+)、c(OH－)增大， 可使平衡HCO3- H＋＋CO32-右移， 产生溶解度更大的Na2CO3。 (2)“碳酸化”过程 CO2＋H2O H2CO3 H＋＋HCO3- 因“吸氨”过程中c(OH－)增大， 而使此平衡右移，产生大量HCO3-。 二、侯氏制碱法 知识如海，学习无边，勤奋作舟，努力为帆。 3.平衡思想的应用 (3)“盐析”过程 NH4+(aq)＋Cl－(aq) NH4Cl(s) 增大c(Cl－)使平衡右移，析出NH4Cl沉 ... ...