侯氏制碱法ppt课件.ppt
纯碱工业的发展史：纯碱是重要的化工原料之一，也是大众消费品，广泛应用于玻璃工业、钢铁工业、化学工业、医药工业、搪瓷、纺织、印染、造纸、食品等多种工业的生产。1983年，世界纯碱产量为30Mt。 纯碱工业始于18世纪末，法国人勒布朗，比利时人索尔维，中国人侯德榜等，都先后作出了突出的贡献。,NaCl Na2SO4Na2SO4 Na2SNa2S Na2CO3,+H2SO4浓,+C,+CaCO3,一、勒布朗制碱法原料: NaCl、 H2SO4浓、 C、CaCO3,2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl,Na2SO4+2CNa2S+2CO2,Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS,缺点:此法因难于连续生产，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，所以在投产50年后不敌索尔维法的竞争，于20世纪20年代被淘汰。虽被索尔维法和其他方法所代替，但在历史上曾盛行一时，是化学工业发展史的一个里程碑。,二、索尔维制碱法（氨碱法）：,索氏制碱法的流程图：（氨碱法）,索氏制碱原理：总反应方程式：,NH3+CO2+H2ONH4HCO3,NaCl + CO2 + H2O + NH3 NaHCO3 + NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2（CO2循环使用）,NH4Cl又可以与熟石灰反应，产生NH3，重新作为原料使用： 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O （NH3循环使用）,NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl,标准状况下CO2和NH3在水中的溶解度如下表所示,0.076,18,思考：为什么在饱和食盐水中先通入氨气？,即：NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加）=NH4Cl+NaHCO3 （溶解度一般，因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀）（先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。）,以下是在一定温度下一些物质的溶解度,0.61,0.08,0.15,0.56,索尔维制碱法,CO2 、 NaCl、 NH3,索尔维法的优点：缺点：,1、原料（食盐和石灰石）便宜；2、产品纯碱的纯度高；3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；4、制造步骤简单，适合于大规模生产。,1、 NaCl利用率低2、生成用途不大的CaCl2,原料：,产物的生成：,滤液的处理,三、侯氏制碱（联合制碱法）,侯氏制碱法的流程图(联合制碱法）,1、合成氨工厂的反应：2、向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳 3、 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠,N2的制取：空气液化H2、CO2的制取： C+H2O(g) H2+CO 、CO+H2O(g) H2+CO2 NH3的合成： N2+3H2 2NH3,高温,高温,NH3+H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3（析出）,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 （循环使用）,思考1：在滤液中通入氨气的目的,1、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出,2、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度,思考2：在滤液中加入固体NaCl目的,同离子效应，使NH4Cl沉降，在降温至t1以下分离析出更多的NH4Cl沉淀，同时又补充了下一过程中所要的N a+,NH4Cl,NaCl,侯德榜制碱法,CO2 、NH3、NaCl,滤液：NaCl,NH4Cl,）,原料：,产物的生成：,NH3、NaCl,滤渣：NH4Cl,侯氏制碱法的优点：1、提高了NaCl利用率2、产生了有用的化工原料和肥料 NH4Cl,“联合制碱法”中“联合”的意义？在联合制碱中，所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的，所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所以，称为“联合制碱法”。,四、侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点：1、相同点：,NaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,原理相同,2、不同点：,Ca(OH)2+2NH4Cl 2NH3+CaCl2+2H2OCa(OH)2来源：CaCO3CaO+CO2CaO+H2O Ca(OH)2,1、通入NH3：a、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出b、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度2、降温,并加入过量NaCl： 低温时NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可以使NH4Cl析出，同时补充Na+,CO2 NH3,CO2 NaCl,1、原料（食盐和石灰石）便宜；2、产品纯碱的纯度高；3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；4、制造步骤简单，适合于大规模生产。,CO2 ：石灰石的煅烧 NH3 ：Ca(OH)2与NH4Cl的反应,CO2 ：高温下焦炭与水蒸气的反应NH3 ：工业合成氨的反应,1、 NaCl利用率低 2、生成用途不大的CaCl2,优点：1、提高了NaCl利用率 2、产生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl,课堂练习1： （05上海）我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下,(1) 上述生产纯碱的方法称-， 副产品的一种用途为。(2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是。(3) 写出上述流程中X物质的分子式。,联合制碱法或侯德榜制碱法,作氮肥,NH3 + CO2 + H2O + NaCl NH4Cl + NaHCO3,CO2,(4) 使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是。(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。(6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出使NaHCO3更多地析出(c)使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度,I,过滤,稀硝酸和硝酸银溶液,a、c,课堂练习2：工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl杂质。某校研究性学习活动小组为了测定混合物中纯碱的质量分数，拟使用下图实验装置，先测定一定量的样品和酸反应放出二氧化碳的质量，再计算混合物中纯碱的质量分数。,(1)甲装置的作用是 ； (2)乙装置反应前先通数分钟空气的作用是 ，甲装置反应的离子方程式是 。,甲 乙 丙,吸收空气中的二氧化碳,吸收二氧化碳中的水蒸气,排出装置中的二氧化碳气体,CO2+2OH- CO32-+H2O,丙装置的作用是,(3)若去掉丙装置，测得的CO2质量会 (填“偏大”或“偏小”)。(4)若取ng样品装入广口瓶，且反应前填满碱石灰的干燥管丁总质量为mg，实验结束后称得干燥管丁的总质量为w，则Na2CO3质量分数的计算式为 。,甲 乙 丙,偏大,谢谢大家!,
