高三化学——
化工生产专题
松江区教师进修学院附属立达中学夏登峰
[教学背景]
【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容，包括氯碱工业、联合制碱工业等。
【意义】化工生产与理论实际关系密切，教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产，学生已有一定的知识储备，对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础，同时巩固了已有知识。
【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学，应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示，提高学生的感性认识和理论联系实际的能力，激发学生的兴趣和求知欲，落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系，发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法，运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进，根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动，从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想，感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。
一．[教学目标]
知识与技能
1、氯碱工业原理（B）
2、索氏制碱法原理(A)
3、候氏制碱法和简单流程，并与索氏制碱法作对比(B)
4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A)
过程与方法
1、用对比的方法，分析索氏制碱法和候氏制碱法，感受化学原理应用于实际化工生产的方法；产生学习兴趣，懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系（A）
2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路，探讨氯碱工业发展的前景（A）
2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神（A）
情感态度价值观
1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系，树立“绿色化学”思想，增强民族自豪感（A）
2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点，形成合理利用资源、保护环境，确立可持续发展的观念，增强社会责任感（A）
教学重点和难点
重点：氯碱工业原理、候氏制碱法原理
难点：①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点
[教学过程]
一、氯碱工业
1、电解饱和食盐水原理（包括电子流动、电极反应式、物质检验、总方程式、电解、与电解池比较）
问题：工业上是如何电解饱和食盐水的？相互之间会发生哪些反应？
工业生产中，为了避免产物氢气与氯气混合反应，需要使用特殊的电解槽——立式隔膜电解槽
2、氯碱工业装置——立式隔膜电解槽
电解原理示意图
氯碱工业主要产品——烧碱、氢气、氯气、盐酸
主要设备——阳离子交换膜电解槽。优点：阳极（金属钛）氯气不易腐蚀；阳离子交换膜隔成阴极室和阳极室，防止氢气氯气混合，防止氯气与氢氧化钠作用影响烧碱质量讨论：从电解饱和食盐水的电解槽流出的氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，如何能取得
产品，又不浪费原料？
讨论：如何从食盐水中除去Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质
饱和食盐水的精制，除去食盐中的Mg2+、Ca2+、SO42-——NaOH、Na2CO3、HCl
5、氯碱工业的特点
氯碱工业的特点除原料易得、生产流程较短外，主要还有两个突出问题：
（l ）能源消耗大:每生产1吨100％烧碱需耗电2580度，耗汽5吨，总能耗折标准煤为 1.815吨。
（3）腐蚀和污染 氯碱产品如烧碱、盐酸等均具有强腐蚀性，在生产过程中使用的原料如石棉、汞和所产生的含氯废气都可能对环境造成污染，因此防止腐蚀和三废处理也一直是氯碱工业的努力方向。
【例题1】氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠的工艺流程示意图如下图。依据下图，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极所发生反应的化学方程式为 与电源负极相连的电极附近，溶液的pH 值
（2）工艺食盐水含Mg 2+、Ca 2+等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为 （3）如果粗盐中SO 42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO 42-，该钡试剂是 A. Ba(OH)2 B.Ba(NO 3)2 C. BaCl 2
(4)为了有效除去Mg 2+、Ca 2+、SO 42-，加入试剂的合理顺序为 A.先加NaOH ，后加Na 2CO 3，再加钡试剂 B.先加NaOH ，后加钡试剂，再加Na 2CO 3 C.先加钡试剂，后加NaOH ，再加Na 2CO 3
（5）脱盐工序中利用NaOH 和NaCl 在溶解度上的差异，通过 、冷却、 （填操作名称）除去NaCl
（6）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阳极区，为阳极区和阴极区，防止氯气与氢氧化钠反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，氯气与氢氧化钠充分接触，产物仅是氢氧化钠和氢气，相应的化学方程式为
【分析】本题利用氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠知识重在对实验原理、装置原理与操作原理的训练。在除杂过程中应注意不能引入新的杂质。为了除尽杂质，所加的试剂必须过量，但是最后又不能引起新的杂质，所以前面引进的杂质要能被后面所加试剂除去，而最后加入过量试剂要不影响产品的纯度。
【答案】(1)2Cl －－2e Cl 2↑ 升高
(2)Ca 2＋＋(CO 3)2CaCO 3
, Mg 2＋＋2OH
]M g (O H )2
(3)A/C (4)BC
(5) 蒸发 过滤
(6) NaCl ＋H 2
O
NaClO ＋H 2
↑
二、联合制碱工业
纯碱是一种基本化工原料，自然界提供廉价的石灰石和氯化钠（海水），怎样转化为碳酸钠呢。
1、索尔维法——氨碱法 原料：食盐、氨、二氧化碳
化学方程式：NH 3＋CO 2＋H 2O
NH4HCO3 NH4HCO3＋NaCl NaHCO 3↓＋NH 4Cl 2NaHCO 3Na 2CO 3↓＋CO 2↑＋H 2O
石灰石的作用：（1）提供二氧化碳，产生可循使用的氨气。
CaCO 3CaO ＋CO 2↑ CaO ＋H 2O Ca(OH)2
2NH 4CI ＋Ca(OH)2CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O
2、候氏制碱法——联合制碱法 人物介绍——我国化学家侯德榜 原理：同索尔维法
原料不同：焦炭、空气、水和食盐
改进工艺：滤液不再加C a (O H )2回收NH 3，而是加固体食盐，使NH 4CI 析出，除去NH 4CI 后的母液循环使用制Na 2CO 3。不但使原料食盐得到充分利用，还生产出了化肥。
问题：原料不用石灰石，二氧化碳来源？氨不回收，氨来源？ 二氧化碳、氨均来自合成氨厂，故称为“联合制碱法”。
评价：从化工生产的基本原理的三个方面对氨碱法和联合制碱法进行评价。
高温
加热
3、归纳：氨碱法和联合制碱法比较
化工生产基本原理 氨碱法（索氏） 联合制碱法（候氏） （1）充分利用原料
食盐利用率低72%—74%， 大量氯化钙作为废液排出 原料利用率高 98%，
母液循环使用，同时生产碳酸钠和氯化铵两产品
（2）充分利用能量 有石灰窑、蒸氨塔等耗能设备，需燃料加热
利用合成氨放出热量，降低了耗能。节省石灰窑、蒸氨塔等设备，提高生产效率
（3）保护环境
大量氯化钙作为废液排出，产生污染 避免产生大量含氯化钙废液污染
优 点
原料低廉，成本降低，氨循环利用产品纯度高，制造步骤简单
原料利用率高，充分利用能量，几乎无污染，生产碳酸钠和氯化铵两产品，降低了生产成本 缺 点 氯化钠未能，耗能大，产生氯化钙废弃物等污染
不同之处 析出碳酸钠后母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出，得到碳酸钠和氯化铵两种产品
不同之处
①联合制碱法将氯化铵作为一种化工产品，不再生产氨循环使用；
②对分离出碳酸氢钠和氯化铵后含氯化钠的溶液循环使用。
【例题2】我国化学家侯德榜（右图）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。
（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
（a）增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出
（b）使NaHCO3更多地析出
（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
【分析】候氏制碱法原理与索尔维法基本相同，不同之处，在析出碳酸钠后母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出，得到碳酸钠和氯化铵两种产品。评价一种化工产品生产的工艺过程，关键是要看能否利用价廉、易得的自然资源和基础化工原料来最大限度地获取目标产物，并从反应体系中提取有用的副产品或让部分未转化的原材料循环使用，尽量做到物尽其用。
【答案】（1）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其他合理答案均给分）（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl→NH4Cl＋NaHCO3↓
或NH3＋CO2＋H2O→NH4HCO3NH4HCO3＋NaCl→NaHCO3↓＋NH4Cl
（3）CO2
（4）I 过滤
（5）稀硝酸和硝酸银溶液
（6）a c
（B）（本题共12分）
?Fe C6H5Br＋HBr↑
（1）C6H6 ＋Br2?→
（2）反应液微沸有红棕色气体充满A容器
（3）除去溶于溴苯中的溴
Br2＋2NaOH→NaBr＋NaBrO＋H2O
或3Br2＋6NaOH→5NaBr＋NaBrO3＋3H2O
（4）除去溴化氢气体中的溴蒸气
（5）石蕊试液，溶液变红色（其他合理答案都给分）
【训练题】
1、用石墨和铁作电极，电解饱和食盐水时，铁是（）
A、正极
B、负极
C、阴极
D、阳极
2、下列生产步骤，不是为提高原料转化率的是（）
A、合成氨生产时，在平衡混合气体中分离出氨气后，剩余气体循环使用
B、接触法制硫酸时，在灼烧硫铁矿时通入过量的空气
C、氨氧化制硝酸时，用过量的空气与氨气进行催化氧化
D、生产盐酸时，使氯气被包围在稍过量的氢气中燃烧
31、取一张用饱和NaCl 溶液浸湿的pH 试纸，两根铅笔芯作电极，接通 直流电源，一段时间后，发现电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆 为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是 A 、b 电极是阴极
B 、a 电极与电源的正极相连接
C 、电解过程中，水是氧化剂
D 、b 电极附近溶液的pH 变小
42、氯碱工业的原料食盐一般来自 ，粗盐中含有SO 42-、Mg 2+和Ca 2+等杂质离子，为保护电解槽在生产时不受损，必须除去后才能使用。选用的试剂为 、 、 和盐酸，为除净杂质离子，加入的试剂应稍过量，这又不可避免地引入过量试剂的杂质离子。这就依靠人们设计出合理的添加试剂的顺序，使过量试剂引入的杂质离子逐一地被清除（即前一种过量试剂的杂质离子被后一种试剂清除）。如果设计不合理，就做不到这一点。整个除杂质的过程中发生的离子反应有 。
53、电解饱和食盐水时，阳极上产生的是 ，阴极上产生 ，用石棉隔膜把阳极区与阴极区隔开是为了防止发生（用有关化学方程式表示） ， 。
64、工业制纯碱涉及到的部分反应如下：
NaCl ＋NH 3＋CO 2＋H 2O
NaHCO 3↓＋NH 4Cl ①
CaCO 3CaO ＋CO 2↑②
N 2＋3H 2
2NH 3 ③
CaO+2NH 4Cl CaCl 2＋2NH 3↑＋H 2O ④ 2NaHCO 3Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑⑤
（1）氨碱法和联合制碱法共同使用的反应原理有 ，属于氨碱法单独使用的反应原理有 ，属于联合制碱法单独使用的反应原理有 。
（2）碳酸氢钠分解产生的二氧化碳可循环使用，但必须要补充，补充的主要原因是 ，但实际生产中补充量超过理论上反应耗用量，可能的原因是 。 （3）氨碱法需补充的二氧化碳一定来自 ，那么联合制碱需补充的二氧化碳可能来自 。
（4）侯德榜法在虑去碳酸氢钠的母液中加入氯化钠并通氨气时，会析出氯化铵的原因是 ，比起氨碱法采用氨循环，联合制碱法的两个突出优点是 ， 。
75、仿照例子填写下表 工业生产 方法或装置 作用 发电 粉碎煤炭、鼓入高压空气 使煤炭充分燃烧，充分利用能源
加热
高温高压
催化剂
煅烧
热交换器
原料气循环使用
尾气吸收
8、利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：
依据上述流程，完成下列填空：
（1）天然气脱硫时的化学方程式是
（2）n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol、产生H2mol（用含n的代数式表示）
（3）K2CO3（aq）和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是（多选扣分）（a）相似相溶原理（b）勒沙特列原理（c）酸碱中和原理
（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于
（写出CO2的一种重要用途）。
（5）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3（aq）循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。
【答案】
（1）3H2S＋2Fe(OH)3→Fe2S3＋6H2O、
（2）27n
（3）b（3分）
（4）生产纯碱
（5）
【拓展题】．
1、将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
CO H2 H2
3 4 KCl
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要等原料。
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
________________ 。
(3)过滤I操作所得固体中，除CaCO3外还含有(填化学式)等物质，该固体可用作生产水泥的原料。
(4)过滤I操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32 －的方法是：
0 ℃，可析出K2SO4晶体g。
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料，选择的依据是
a．熔点较低(29 ℃熔化) b．能导电c．能制冷d．无毒
(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：
_______________________________________________、
____________________________________________________。
2、最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。
（1）操作a的名称是________，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有________________________；在实验室中操作b的名称是________________________。（2）装置a中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是____________________________ 。（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是__________（结晶水部分不写）。（4）热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，气、液热交换时通常使用的仪器是_____________。
（5）制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是。（选填字母）
A. NaOH溶液、酚酞试液
B. KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液
D.氨水、酚酞试液
【答案】
【训练题】
1、C
2、D
3、D
4、海水，氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠，方程式略
5、氯气，氢气和氢氧化钠，方程式略
6、（1）①⑤，②④，③.
（2）生产过程中CO2有一半转化成碳酸根被产品碳酸钠所带走（碳酸根来自CO2），所以要补充。在生产过程中还有损耗。
（3）碳酸钙的分解；合成氨生产中用水煤气法制原料氢气时的付产品。
（4）加入氯离子并使NH4+浓度增大，使溶解平衡移动；氯化钠的利用率大为提高，获取了有用产品氯化铵。
7、
硫酸生产或合成氨充分利用了反应中产生的能量合成氨充分利用可逆反应中未反应的原料气硫酸或硝酸生产防止污染环境
【拓展题】
1、(1)CaCO3；NH3；H2O。
(2)CaSO4＋CO32 －= CaCO3↓＋SO42 －。
(3)CaSO4。
(4)滤液中滴加盐酸产生气泡。
(5)54 g。
(6)a；d。
(7)碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙，氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙，氨在工艺中循环使用等(原子利用率高，没有有害物质排放到环境中)
2、（1）过滤，铁架台（含铁圈）、滤纸，蒸发浓缩、冷却结晶；
（2）NH4H2PO4(NH4)2HPO4
（3）CaSO4（4）冷凝管（5）BC
2008年11月28日
模拟氨碱法制备纯碱 一、实验目的 1.理解氨碱法制备纯碱的实验原理 2.学习实验设计的方法 3.掌握模拟氨碱法制备纯碱的实验操作 二、中学化学中存在的问题 1、对氯化钠、氯化铵、碳酸氢钠的物理性质不了解 2、对实验原理不理解以及装置的气密性的检查 3、饱和溶液的定义理解 4、在制备碳酸氢铵时，加热的温度？ 三、实验原理 1、碳酸钠又名苏打，工业上叫纯碱。本次实验是向氨的氯化钠饱和溶液中加入二氧化碳，二氧化碳，水，氨反应生成碳酸氢铵，然后碳酸氢铵和氯化钠生成碳酸氢钠，然后加热碳酸氢钠至300℃，分解成碳酸钠。 主要反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 四、实验任务 1、查询所学药品的基本物理参且确定相关药品的用量 2、明白氨碱法制备纯碱的原理 五、影响实验的因素及其影响规律 1、盐酸的用量及其浓度；氯化钠的用量以及是否是饱和溶液 2、水浴加热的温度 3、装置的气密性 六、实验设计过程 1、原料选择 2、反应物用量 3、仪器选择与装置的选择 4、装置的组装
七、药品物理参数 八、仪器药品 仪器：铁架台、分液漏斗、天平、量筒、分液漏斗、烧杯、漏斗、玻璃管、试管、酒精灯、玻璃棒、药匙、 导管和橡皮塞若干、蒸发皿、温度计、铁圈、锥形瓶、洗气瓶 药品：氯化钠、稀盐酸、浓氨水、石灰石（碳酸钙）、蒸馏水 九、实验装置图 物质 相对分子质 量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度g/cm 3 溶解度/g 备注 NaCl 58.45 800 1440 2.165 36 溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨 NH 3 17 -77.73 -33.5 0.69 89.9 无色液体，有强烈刺激性气味 NH 4HC 3 79 105 169.8 1.58 11.9 能溶于水 NaHCO 3 84.01 270 851 2.159 小苏打，白色粉末 Na 2CO 3 106 851 1600 2.532 纯碱，苏打，碱灰，易溶于水 NH 4Cl 53.49 340 100 1.52 CO 2 44 -78.46 -56.56 1.977 不可燃，不支持燃烧 CaCO 3 100.09 825 未知 2.70-2.95 灰石、大理石 HCl 36.46 158.8 187.9 1.447 72 无色
初中化学第6单元《海水中的化学》教学设计 一、.任务分析 1、课程标准： 1、认识合理开发海洋资源与保护海洋的辩证关系。认识海水淡化的可行性，进一步树立资源意识。 2、了解“晒盐”的过程，认识饱和溶液、结晶概念。认识饱和溶液的含义，绘制溶解度曲线。 3、学会粗盐提纯的实验方法。 4、学习氨碱法的原理和主要流程。 2、本单元在教材中的地位作用及主要内容 本模块很好的体现了重视化学观念的形成，充分重视了科学的思想方法和研究方法的掌握。对于资源进行科学开发的观念是本单元的教学主线之一。 主要内容：溶解度、饱和溶液的概念、纯碱的性质 3、学习本单元所需要的基础知识: 基本的坐标系知识、复分解反应的原理 4、学校、学生情况分析: 学生在学习本单元知识时，多数概念比较抽象，在现实生活中比较难接触到，需要教师比较多的联系实际生活的例子。化解知识的难度，让学生更容易理解。 二、教学目标（知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观）
第一节海洋化学资源 教学目标： 1、知道海洋是人类的天然聚宝盆，蕴藏着丰富的资源；能说出海洋资源包括化学资源、矿 产资源、动力资源、生物资源等。 2、了解海水及海底所蕴含的主要物质 3、通过对海水淡化的实验探究，知道蒸馏法是淡化海水最常用的方法 4、认识海洋资源的开发对人类社会进步所起的重要作用，认识合理进行海洋开发、保护海 洋环境的重要性，培养学生关注社会和人类生存环境的社会责任感。 第二节海水“晒盐” 教学目标： 1.知道蒸发结晶是海水晒盐的基本原理；学会用重结晶法提纯混有泥沙的粗盐；了解食盐的用途和工业上精制食盐的方法。 2.理解“饱和溶液”、“溶解度”、“结晶”等概念；学会绘制并使用溶解度曲线图；知道结晶有蒸发结晶和降温结晶两种途径。 3.学习用数形结合的方法处理实验数据；进一步提高在实验探究中控制实验变量的能力。 第三节海水制碱 教学目标： 1、了解氨碱法制纯碱的原料和步骤 2、知道氨碱法制纯碱的化学反应原理 3、了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用 4、通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。 三、重点难点 第一节海洋化学资源 1、知道海洋中蕴藏丰富的资源，能说出海洋资源包括的种类。 2、利用海水制取镁，海洋环境保护。 第二节海水“晒盐” 1.知道蒸发结晶是海水晒盐的基本原理，了解工业上精制食盐的方法。 2.理解“饱和溶液”、“溶解度”、“结晶”等概念；学会绘制并使用溶解度曲线图。 3.学习用数形结合的方法处理实验数据。 第三节海水制碱 1.氨碱法制纯碱的化学反应原理 2.树立元素守恒观 四、策略方法（具体） 第一节海洋化学资源 教材首先从海水中的物质引领学生认识海洋化学资源，初步渗透“科学合理开发资源”的观点，然后以海洋中淡水资源的开发利用为范例，在引导学生主动探究的过程中，穿插有关概念的理解和方法的运用。教材通过海洋这个巨大的资源宝库，为学生开拓了一个新的广阔的化学背景，又使学生掌握了一些终生发展所必需的基础知识与基本方法，体现出“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念。 学生对这一部分比较关注的是海洋资源的开发和利用，对海洋环境的保护认识可能不
“氨碱法制纯碱”教学中探究性教学的渗透 在鲁教版初中化学教材中，涉及到了氨碱法制纯碱这一反应原理，这是初中化学最复杂的一个化学反应，要让学生扎实地理解并记住这一反应，难度较大。教学中，我运用了探究性教学方式，在学生原有知识的基础上不断设疑、层层引导，取得了比较不错的教学效果。 依照教材，本知识点是第六单元第三节《海水“制碱”》中的一部分内容。这一节共由两部分内容组成，按照教材顺序，第一部分是氨碱法制纯碱，其中涉及到“多识一点”：侯氏制碱法；第二部分是纯碱的性质，其中涉及到“多识一点”：复分解反应的实质。在处理教材时，我将这节课分为2课时，而且在授课顺序上也做出了很大调整。第一课时完成了纯碱的性质并且总结了盐的化学性质，给出了复分解反应发生的条件。第二课时，主要讲授“氨碱法制纯碱”。其教学过程可分为四个板块： 第一板块：复习旧知识，导入复分解反应的实质。 首先请学生分析：下列四组溶液混合时，能否发生复分解反应，为什么？ ① NaOH ＋HCl ；② Na 2CO 3＋HCl ；③ NaCl+KNO 3；④ NaCl+AgNO 3 教师提出问题：为什么交换成分后有水、气体或沉淀生成就能发生复分解反应？为什么第三组中的两种物质之间不能发生复分解反应？能否从溶液中离子的构成这一角度思考这一问题？使学生在思考中，了解复分解反应的实质。 以第一组物质为例：反应前的溶质为NaOH 和HCl ，其离子的构成为：Na +、OH -、H +、Cl -；而反应后按照交换成分的规律，溶液中含有NaCl 和H 2O ，其离子的构成变为Na +和Cl -。这时学生不禁会产生疑问：溶液中的H +和OH -到哪里去了？引导学生思考这一过程：当氢氧化钠溶液与稀盐酸混合时，溶液中的氢离子与氢氧根离子结合成水分子，而钠离子和氯离子仍然存在于溶液中，形成氯化钠溶液，这一过程使溶液中离子的构成发生了变化，因此我们说氢氧化钠与盐酸反应生成了新物质——氯化钠和水。这一反应的实质就是氢离子与氢氧根离子结合成水分子，而使溶液的组成发生了变化，因此我们可以这样说，氢离子与氢氧根离子不能共存。 以第三组物质为例：反应前的溶质为NaCl 和KNO 3，其离子的构成为：Na +、Cl -、K +、NO 3-；而反应后按照交换成分的规律，溶液中含有NaNO 3和KCl ，其离子的构成还是Na +、Cl -、K +、NO 3-。由此看来，溶液在混合前后其组成没有发生变化，因此说NaCl 和KNO 3 不 从微观角度来看： 反应前后，溶液的组成改变
高三化学—— 化工生产专题 松江区教师进修学院附属立达中学夏登峰 [教学背景] 【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容，包括氯碱工业、联合制碱工业等。 【意义】化工生产与理论实际关系密切，教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产，学生已有一定的知识储备，对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础，同时巩固了已有知识。 【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学，应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示，提高学生的感性认识和理论联系实际的能力，激发学生的兴趣和求知欲，落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系，发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法，运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进，根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动，从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想，感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。 一．[教学目标] 知识与技能 1、氯碱工业原理（B） 2、索氏制碱法原理(A) 3、候氏制碱法和简单流程，并与索氏制碱法作对比(B) 4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A) 过程与方法 1、用对比的方法，分析索氏制碱法和候氏制碱法，感受化学原理应用于实际化工生产的方法；产生学习兴趣，懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系（A） 2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路，探讨氯碱工业发展的前景（A） 2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神（A） 情感态度价值观 1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系，树立“绿色化学”思想，增强民族自豪感（A） 2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点，形成合理利用资源、保护环境，确立可持续发展的观念，增强社会责任感（A） 教学重点和难点 重点：氯碱工业原理、候氏制碱法原理 难点：①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点
氨碱法纯碱生产的主要原料概述
氨碱法纯碱生产的主要原料概述 一、原盐（食盐） 1、原盐的物化性质及成份规格： 原盐是氨碱法纯碱生产的主要原料。原盐的主要成份为氯化钠，化学分子式为NaCL，纯氯化钠为无色等轴晶体，但是由于原盐是由许多晶体机和而成，晶体之间的缝隙中往往含有卤水或者空气，因而变成白色而且不透明体，同时又因含有泥沙等杂质，使原盐常呈现灰褐色，氯化钠晶体通常是正六面体。 （1）食盐的物化性质： 氯化钠的分子量 58.45 熔点 800℃ 沸点 1440℃ 20℃时比热 0.867(J/g℃) 25℃时密度 2.161t/m3 原盐中因为含有氯化镁等杂质，容易吸收空气中的水分而潮解。氯化钠易溶于水，其溶解热为——4.9KJ/mol，溶解过程为吸热反应，当制成饱和盐水时，可使溶液温度降低6℃多。氯化钠的溶解度随温度升高没有明显的变化，这一性质与绝大多数易溶物质溶解度随着温度升高而增加的性质不同，所以其水溶液（卤水）在冷冻工业中被用作载冷体。 （2）食盐的质量标准： 作为制碱工业的原料，要求原盐中的主要成份NaCL含量尽可能高，而泥沙及其他杂质，特别是钙、镁杂质越低越好。因为食盐中的氯化镁、硫酸镁、硫酸钙等杂质，在盐水精制、吸氨、碳化过程中，会生成炭酸镁、碳酸钙及其他
复盐等，使塔器与管道堵塞，这些杂质如不能在碳化以前清除掉，就会较多地混入纯碱中，使产品的品位降低，因此用于氨碱法的食盐一般需要符合以下标准： NaCL% ≥ 90%；水分% ≤ 4.2%；Mg2+% ≤0.8%；SO 4 2-%≤ 0.8%。 2、原盐的需要用量 氨碱法纯碱生产的全过程，可以归结为一个综合的化学反应方程式。即 CaCO 3+2NaCL= CaCL 2 +Na 2 CO 3 2×58.45 106 X 1000kg 按照上述反应方程式,可以计算出生产1t纯碱理论上所需要的氯化钠量 X=58.45×2×1000/106=1103kg 所求出的X 是指生产每吨纯碱(含Na 2CO 3 100%) 所需要的纯的氯化钠(折 NaCL100%) 的量。实际生产中,由于食盐中只有90%左右的氯化钠,而且又只能有70-75%的NaCL可以转化为Na2CO3, Na+离子至少损失27%以上，加之过程中跑、冒、滴、漏等各项损失，实际耗用食盐的量远远超过上述理论用量，这样使每生产1吨工业纯碱所需耗用的原盐实物量高达1.6—1.7t之多。氨碱法制碱的食盐消耗量是很大的，纯碱工业从来就是用盐大户，因此必须保证有大量、廉价的原盐供应，才能维持生产并在经济上获益。就其纯度而言，矿盐多数要比海盐为高，并可以采用注入高压水压裂地下化盐方法进行开采，得到接近饱和的卤水，节省设备和人力，降低成本。十分适用于由湿法精制盐水的氨碱法生产，不过要铺设卤水输送管道或久盐矿附近建厂均存在其他制约因素，而我国又以盛产海盐为主，尽管其质量不如矿盐，也仍然是氨碱厂原料的天然宝库，所以我国大多数碱厂是以海盐为原料，临海发展纯碱生产。
海水制碱（教案） 一、教学目标： 1、了解氨碱法制纯碱的原料和步骤 2、知道氨碱法制纯碱的化学反应原理 3、了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用 4、通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。 教学重点：氨碱法制纯碱的化学反应原理 教学难点：树立元素守恒观 二、学习者分析： 学生虽然学习了质量守恒定律，但对其认识大多仅停留在“质量守恒”的层面上，还没形成真正意义上的元素守恒观。对于盐的认识也仅局限于几种具体物质（如接触的氯化钠、硝酸钾、硫酸铜等）的物理性质，而对盐的化学性质知之甚少，更无法根据化学性质推断用途。教材从由氯化钠制碳酸钠还需要含什么元素的物质问题入手，引起学生对质量守恒的深入思考，形成真正意义上的元素守恒观；由学生较了解的盐---碳酸钠入手探究盐的化学性质，既体现了盐的共性，又点明了个性，使学生有全面认识。 三、教学/学习目标及其对应的课程标准： 1．认识纯碱等盐类物质的重要性质，认识过程中进一步发展科学探究能力。 2．知道工业制纯碱的化学反应原理，引领学生分析原理树立元素守恒观，提高化学认识。3．了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用。让学生体会到化学学习的必要性。4．渗透化学学习策略，帮助学生乐学，会学。 5．通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。 四、教育理念和教学方式： 1、传统的课堂提问常常是“教师问学生答”的模式，教师关注的是如何使课堂教学沿着预先设计的思路进行，忽视了学生问题意识的培养，不注意引导学生独立的发现和提出问题，从而导致学生的问题意识薄弱。本节教学中教师尝试科学合理的设置问题情景，来引发学生认知冲突，发展学生思维能力，在问题解决的的过程中培养学生的问题意识并给学生提供良好的质疑环境，适时的对学生进行质疑方法的指导，引发学生自主发现提出问题，进而解决问题。 2、采用“实际问题情景—引发学生认知冲突---活动探究----反思学习内容——理解应用”的模式展开教学。充分利用现实生活的问题，尽可能增加教学过程的趣味性、实践性，利用多媒体课件和学生分组探究等丰富学生的学习资源，生动活泼的展示实例，强调学生的动手操作和主动参与，通过丰富多彩的集体讨论、小组活动，以合作学习促进自主探究。 3、教学评价方式： （1）通过课堂观察，关注学生在观察、操作、想象等活动中的主动参与程度与合作交流意识，及时给与鼓励、强化、指导和矫正。 （2）通过课后访谈和作业分析，及时查漏补缺，确保达到预期的教学效果。 （3）生生互动及个人自评相结合：①在“谈探究感受”环节中进行“小组竞赛”，并进行评比。②还可在下节课中，对探究性作业的完成进行小组评比，这也可以促进学生的自
侯氏联合制碱法 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀。根据NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大，而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理，在 278K ～283K(5 ℃～10 ℃ ) 时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。 化学原理 总反应方程式： NaCl + CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl（可作氮肥） 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) (在反应中NaHCO3沉淀，所以这里有沉淀符号，这也正是这个方法的便捷之处） 即：①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加） =NH4Cl+NaHCO3↓ （NaHCO3能溶于水，但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，所以碳酸氢钠以沉淀析出） （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(用无色酚酞溶液检验)，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。） 2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 优点 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96 %；NH4Cl 可做氮肥(氮肥不可与碱性物质混用，但可用草木灰检验其纯度)[2]；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成CO2，革除了CaCO3制 CO2这一工序，减少可能造成的环境污染。 两个循环： 一：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) 二：向母液中加入食盐细粉，从而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。 第二个循环的具体操作： ①通入氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到较纯净的NH4Cl晶体（产物），滤液为饱和食盐水（含有氨气分子），经处理后方可回到第一步循环利用； ②不通氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到NH4Cl 晶体（产物），滤液为饱和食盐水，可直接回到第一步循环利用。
【纯碱工业】 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法） 氨碱法：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???→ 煅烧Na 2CO3＋H2O＋CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的NH3可回收循环使用。CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 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Na＋和石灰石成分里的CO32 －结合成了Na 2CO3，可是食盐的另一成分Cl －和石灰石的另一成分Ca2＋却结合成了没有多大用途的CaCl 2，因此如何处理CaCl2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CaCl2溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 联合制碱法（又称侯氏制碱法）：它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其化学反应原理是：C＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2） 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。
海水制碱第一课时教学设计 学习目标： 1.能说出工业制纯碱的原料，进一步树立元素守恒观。 2.认识氨碱法制纯碱的反应原理，能说出碳酸钠的主要用途。 3.了解侯德榜的事迹，激发爱国热情。 学习过程： 【情境引入】 1、展示一袋食用碱 问题：这袋食用碱是老师在厨房中找到的，你们家里有没有？ 师：那你知道它的成分和用途吗? 师：纯碱不只在生活中用途多，也是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标。图片展示：纯碱的工业用途 师：纯碱在工业上广泛应用于石油精炼，造纸，冶金，纺织印染，生产人造纤维、玻璃、洗涤剂等等，（随着图片的展示教师逐一说出纯碱的用途。）一个国家生产和使用纯碱的量，在一定的程度上反映了这个国家的工业水平。 过渡：这么重要物质，我们如何获得呢？有没有同学知道？ （引导学生联系前面学过冬天捞碱，夏天晒盐，猜测纯碱可以从碱湖中捞） 师：非常好，自然界中有一定量的纯碱。正如这位同学所说的，18世纪以前，纯碱都是取自于植物和碱湖碱矿。展示相关图。这是利用什么方法来来获取物质？（物理方法。） 师过渡：但是天然碱的含量远远不能满足工业生产的需要。怎么办呢？（可以想办法通过化学变化来制取） 师：太棒了，化学变化可以为我们制备所需的物质，那我们在工业上如何通过化学变化来制取纯碱的呢？相信通过今天的学习，你一定能找到答案，请阅读本节课的学习目标。（展示目标，学生读目标，教师板书课题，在碱旁标注明化学式） 【板书课题】第三节海水“制碱” 投影：本节课的学习目标。 【探究新知】 氨碱法制纯碱 （一）探究原料
（工业制纯碱需要哪些原料呢？） 从元素守恒的角度，我们要用化学方法制取纯碱，应该选用含哪些元素的物质呢？（钠、碳、氧） 师：你会选择哪种含钠元素的物质？理由是什么？ （氯化钠，因为海水晒盐可以得到大量的氯化钠，价格便宜，来源广簹。） 师：碳、氧元素可由哪种物质提供？ （二氧化碳） 师：工业上怎么制二氧化碳的？（高温锻烧石灰石） 很好，工业上，我们可以以食盐，二氧化碳为原料，以氨为媒介采用氨碱法生产纯碱。（二）了解流程和原理（观看微视频） 师：利用这些原料如何制得纯碱呢，一起看一段微视频，了解工业制纯碱的流程和原理。请先阅读学案上的问题，看视频时要边看边记边思考。请看大屏幕。 播放微视频：海水制纯碱探秘 视频看完了，请根据视频内容完成学案上的问题。 学生自主完成，小组内订正，师巡视。交流展示，师点拨。 1.将导学案上的流程图补充完整并根据提示写出反应原理。 提示：氨气、水、二氧化碳、食盐反应生成碳酸氢钠和氯化铵； 碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳。 2.根据视频内容和课本71页最后一自然段，试着归纳碳酸氢钠有哪些性质和用途。 3.生产中要先向饱和的食盐水中通入氨气，制成饱和的氨盐水后，再通入二氧化碳。可以增加对二氧化碳的吸收，这是为什么呢？（提示：氨气溶于水形成氨水，可从食盐水和氨盐水的组成上分析） （食盐水由氯化钠和水组成，氨盐水由氯化钠、水和氨水组成，可能是氨水促进了对二氧化碳的吸收） 师：氨水为什么能促进对二氧化碳的吸收呢？ 师：氨水是哪类物质呢？ 师：现在有没有同学知道为什么氨水能促进对二氧化碳的吸收了？
07年海南卷） 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题： （1）“氨碱法”产生大量CaCl 2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl 2的化学方方程式_______。 （2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： ； （3）CO 2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO 2的来源有何不同_____。 （4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式： 原子利用率（%）= 。 答案： （1）2NH 4Cl +(OH)2 CaCl 2 +2NH 3↑+2H 2O （2）NH 3 +H 2O +CO 2 +NaCl ＝NaHCO 3↓+ NH 4Cl 2NaHCO 3Na 2CO 3 +CO 2↑+H 2O （3）前者的CO 2 来自合成氨厂，后者的CO 2 来自煅烧石灰石。 （4）×100％＝100％ 解析： （1） 氨碱法中为回收氨而使石灰乳与副产物氯化铵反应，从而产生大量CaCl 2废渣。2NH 4Cl + Ca(OH)2=CaCl 2+2H 2O+2NH 3↑ （2）联合制碱法的主要化学反应为：NaCl(饱和)+CO 2+NH 3+H 2O=NaHCO 3↓+NH 4Cl 2NaHCO 3 Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ （3）氨碱法的CO 2来源于石灰石的煅烧，“联合制碱法”的CO 2来源于合成氨工业的废气。 （4）联合制碱法原子利用率的表达式：
从原子利用率的表达式可以看出“联合制碱法”使原料得到充分利用，优于氨碱法。联合制碱法的创始人侯德榜早在上世纪初就具有绿色化学的思想观念就更值得我们学习。目前制碱工业采用“氨碱法”工艺的 变为有用的产品，如用它生产“溶雪剂”、“干燥剂”等产品。该题按照绿色化学的原则就应努力将CaCl 2 既考查了教材中的核心知识又考查了对不同生产工艺进行分析比较的能力，而且融合了化学工业最新的发展理念。
开创制碱工业的新纪元——侯德榜发明联合制碱法 在化学工业中，纯碱是一种重要的化工原料，它的化学名称又叫“碳酸钠”，是一种白色的粉末。别小看它，它的用途可大呢！制造肥皂、玻璃、纸张时要用它；纺纱织布时要用它；炼铁、炼钢过程中也少不了它。用它还可以制造出好多好多的化工产品哩！它诞生在化工厂里，是用联合制碱法生产出来的。这个方法由中国化学工业的先驱侯德榜首创，所以也叫“侯氏制碱法”。那末侯德榜是在怎样情况下研究制碱法，又是怎样创立侯氏制碱法的呢？ 事情得从17世纪说起，当时人们在生产玻璃、纸张、肥皂等时已经知道要用纯碱，但那时的碱是从草木灰和盐湖水中提取的，人们还不知道可以从工厂中生产出来。后来法国一位医师路布兰用了4年时间，在1791年首创了一种纯碱制造法，从此纯碱能源源不断地人工厂中生产出来，满足了当时工业生产的需要。可惜这一方法并不完善，还存在着许多缺点，如生产过程中温度很高、工人劳动强度很大、煤用得很多、产品质量也不高等，因此很多人都想改进它。 1862年，比利时有一位化学家叫苏尔维，他提出了一种以食盐、石灰石、氨为主要原料的制碱方法，这方法叫“氨碱法”或“苏尔维制碱法”。由于这个方法产量高、质量优、成本低、能连续生产，所以很快就替代了路布兰的方法。但这个方法都被制造商严格控制住，一点也不让它泄露出来，被他人知道。 20世纪初，当时的中国工业生产也需要纯碱，但自己不会生产，只能依靠进口。第一次世界大战时，纯碱产量大大减少，加上交通受阻，英国一家制造纯碱的公司乘机抬高碱价，甚至不供货给中国，致使中国以碱为原料的工厂只得倒闭、关门。 当时有一位在美国留学的中国学生侯德榜，他学飞很刻苦，成绩优异，在美国学习化学工程已有8年，1921年取得了博士学位，发他听说外车资本家如此卡中国人的脖子时，连肺都要气炸了，他发誓学成回国，以自己已学到的知识报效祖国，振兴中国的民族工业。 1921年10月侯德榜回国了，他任永利碱业公司总工程师，任务是要创建中国第一家制碱工厂。当时要生产出碱，只能按苏尔维制碱法生产。原理说说很简单，可真正要制造出来可就难了。由于技术封锁，侯德榜只能靠自己不断研究、试验、摸索。经过好长时间的努力，终于设计好了流程，安装好了设备，接著就开始试生不。谁知一开始就碰到困难。一天，刚试车不久，高高的蒸氨塔突然晃功得很厉害，并且发出巨响。大家害怕极了，侯德榜见了马上喊停车。一检查，原来所有的管道都被白色的沉淀物堵住了。怎么办？开始他拿大铁钎捅，累得满头大汗，但也无济于事。后来，他想出加干碱的办法，才使沉淀物慢慢掉了下来，终于转危为安。类似这样的故障还有很多很多，每次都被他一一排除掉了。 经过几年的努力，1924年8月13日，中国第一家制碱厂正式投产了。那天工人们早早地来到车间，都想亲眼目睹中国第一批纯碱的诞生。几小时后，不知谁喊了一声：“出来了！”大家眼睛一齐朝出碱口望去。咦？怎么出来的是红白
氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法 2008-10-13 15:17 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法） 郭永斌发表于 2006-8-10 19:15:28 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。 一、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 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。 二、联合制碱法（又称侯氏制碱法） 它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加
海水制碱 一、教学目标： 知识与能力： 1、了解氨碱法制纯碱的原料和步骤 2、知道氨碱法制纯碱的化学反应原理 过程与方法： 了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用 情感态度价值观：通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。 教学重点：氨碱法制纯碱的化学反应原理 教学难点：树立元素守恒观 教学过程： 一、组织教学： 二、情境引入，激发兴趣： 【老师提问】为什么加了酵母的面团蒸出的馒头没有酸味且疏松多孔？ 【酵母成分说明书】 【学生交流】猜测可能是碳酸钠和酸反应生成气体 二、新授 同学们都很棒，敢于提出自己的想法。如果大家想知道猜测的对不对，那就需要我们对碳酸钠性质有更多的了解。请看今天的新课内容：“海水“制碱”。这里的“碱”是指碳酸钠，俗称纯碱。 【学生置疑】学生自然会同学过的碱的知识相联系，产生疑惑为什么不含氢氧根也“碱”。 实验探究碳酸钠的化学性质 【开始探究】 刚才我们猜测碳酸钠可能和酸反应生成气体，如何证明？ 【学生设计】分别取少量碳酸钠溶液于试管中，分别加入稀盐酸和稀硫酸，观察现象？推测若有气体可能为二氧化碳，用澄清石灰水检验。【同学置疑】 为什么推测气体为二氧化碳？ 【学生解释】 前面讲过碳酸钙同酸的反应，产物为二氧化碳，碳酸钠同碳酸
钙结构相似。 【教师引导】 刚才有同学对碳酸钠俗称纯碱有疑问，称为“碱”是否有碱的性质？我们共同探讨一下。回忆碱溶液中都有共同的什么？所以可使酚酞试液变红！碳酸钠是否也有此特性？如何证明？除了有上述的性质外，它还有什么性质？ 【开始实验】 明确探究要求，鼓励学生仔细观察现象，认真填表，填写实验记录。（注：分别准备饱和碳酸钠和稀的碳酸钠） 【交流共享】 2.引导学生谈探究体会 [问]通过以上实验，你对碳酸钠的化学性质有了什么样的认识呢？[生] 1、碳酸钠的水溶液呈碱性 2、碳酸钠可与酸反应，生成能使澄清石灰水变混的气体---二氧化碳。 3、碳酸钠可与氢氧化钙反应。 [追问]除了对碳酸钠的性质有了解外，你还有何体会？ [生]1、盐溶液好象不全是中性 2、具有碳酸根的盐是不是都可与酸反应并产生二氧化碳气体，可否应此方法检验碳酸根离子。 3、作实验时，取用药品的量会影响到实验效果和安全。（实验稀盐酸和碳酸钠应取用最少量，以防气体冲出；碳酸钠和氢氧化钙反应，应用饱和碳酸钠，因为氢氧化钙在水中的溶解度小，溶液浓度低，用稀的碳酸钠生成沉淀量少，现象不明显） 4、知道酵母的作用原理，发现性质决定用途、用途体现性质。【教师提问】
1 《联合制碱工业》教学设计 上海市回民中学 李君 一、教材分析和学情分析 1、教材分析 本节课主要参考上科版高三年级拓展型课程《化学》（试用本）第五章第三节——化工生产。本节内容包括三个方面：氯碱工业、联合制碱工业和化工生产的一些基本原理。学习本章之前，学生已经完成了中学化学理论部分的学习，以及非金属元素及其化合物的性质，即将要进行化学实验的学习。而这一知识点的学习恰好可以检验同学们能否将学过的理论知识运用到实际生产当中。 2、学情分析 从学生的知识储备、学习特征和困难预测三方面做了学情分析： （1）知识储备：在理论部分学习了化学平衡移动原理和离子互换反应，在元素及其化合物的学习中学习了碳酸钠和碳酸氢钠的性质。 （2）学习特征：高三学生具有一定的分析、归纳、推理的能力。
（3）困难预测：较少接触工业流程图，在对信息进行分析、归纳、推理时存在一定的困难，需要教师做好铺垫工作二、教学目标与重、难点 1三维教学目标 在详细的教材分析和学情分析后，我制定了本节课的教学目标： 知识与技能 （1）理解侯氏制碱法的原理，掌握侯氏法与索氏法的差异。（2）理解化工生产的一些基本原理。 过程与方法 （1）通过有关工业生产讨论的过程，增强理论联系实际、应用化学原理分析、解决化学问题的能力。 （2）初步学会利用图表、数据等信息解决问题的方法。 情感态度与价值观 （1）通过侯氏法与索氏法的比较，加强学生接受科学家不屈不饶的创新精神、爱国主义精神的教育。 （2）在讨论实际生产的过程中，感受原料充分利用的思想。 2、教学重点与难点 中学化学教学中，学生接触的化工生产并不少，比如硝酸工业、硫酸工业、合成氨、氯碱工业等等，但只有纯碱工业详尽地介绍了其发展史并且侯氏制碱法 2
氨碱法纯碱生产的主要原料概述 一、原盐（食盐） 1、原盐的物化性质及成份规格： 原盐是氨碱法纯碱生产的主要原料。原盐的主要成份为氯化钠，化学分子式为NaCL，纯氯化钠为无色等轴晶体，但是由于原盐是由许多晶体机和而成，晶体之间的缝隙中往往含有卤水或者空气，因而变成白色而且不透明体，同时又因含有泥沙等杂质，使原盐常呈现灰褐色，氯化钠晶体通常是正六面体。 （1）食盐的物化性质： 氯化钠的分子量 58.45 熔点 800℃ 沸点 1440℃ 20℃时比热 0.867(J/g℃) 25℃时密度 2.161t/m3 原盐中因为含有氯化镁等杂质，容易吸收空气中的水分而潮解。氯化钠易溶于水，其溶解热为——4.9KJ/mol，溶解过程为吸热反应，当制成饱和盐水时，可使溶液温度降低6℃多。氯化钠的溶解度随温度升高没有明显的变化，这一性质与绝大多数易溶物质溶解度随着温度升高而增加的性质不同，所以其水溶液（卤水）在冷冻工业中被用作载冷体。 （2）食盐的质量标准： 作为制碱工业的原料，要求原盐中的主要成份NaCL含量尽可能高，而泥沙及其他杂质，特别是钙、镁杂质越低越好。因为食盐中的氯化镁、硫酸镁、硫酸钙等杂质，在盐水精制、吸氨、碳化过程中，会生成炭酸镁、碳酸钙及其他复盐等，使塔器与管道堵塞，这些杂质如不能在碳化以前清除掉，就会较多地混入纯碱中，使产品的品位降低，因此用于氨碱法的食盐一般需要符合以下标准： NaCL% ≥ 90%；水分% ≤ 4.2%；Mg2+% ≤0.8%；SO42-%≤ 0.8%。 2、原盐的需要用量 氨碱法纯碱生产的全过程，可以归结为一个综合的化学反应方程式。即 CaCO3+2NaCL= CaCL2 +Na2CO3 2×58.45 106 X 1000kg 按照上述反应方程式,可以计算出生产1t纯碱理论上所需要的氯化钠量
教案精选：高中化学《纯碱的生产》教学设 计 教案精选：高中化学《纯碱的生产》教学设计目标要求： 了解纯碱的生产及发展过程 了解体现天然碱的生产与化工生产之间的联系及体现技术的发展过程 掌握路布兰法-索尔维法-联合制碱法(候氏制碱) 学习过程： 复习回顾 碳酸钠的俗名叫，是重要的，可用来制、、、和，碳酸钠作为原料可用来生产的化合物，还大量应用于中。我国素有“ ”之称 思考与交流 1.碳酸钠在水中结晶析出主要由哪些因素影岣? 2.你认为工业生产碳酸钠的主要原料是什么? 一、氨碱法生产纯碱 氨碱法是由比利时人发明的，氨碱法是以和为原料生产碳酸钠的过程。 1.生产碳酸氢钠和氯化铵的主要反应方程式是、
。 2.制取碳酸钠的反应方程式是。 3.思考与交流 (1) 将2ml NH4HCO3和2ml饱和食盐水混合、振荡 现象 反应方程式 (2)用食盐水洗涤煤气(废水中含氨和二氧化碳)时，可能会有白色沉淀，请用化学方程式表示、 。 (3)氨碱法中加入氨的主要作用是什么? 4.氨碱法制纯碱的优点是， 缺点是。 二、联合制碱法 1.根据上图，写出生产纯碱的化学方程式 2. 思考与交流： (1)根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法的主要区别是什么? (2)联合制碱法有哪些优点? 参与答案 纯碱、工业产品、玻璃、制碱、造纸、纺织、漂染、钠、生活。口碱
1. 纯碱易溶与水。在35.4℃是溶解度最大，但在温度降低溶解度减小丙结晶析出。 2.碳酸钠的化学式为Na2CO3 ，应用碳酸钙和食盐制取。 一、氨碱法生产纯碱 索尔维、碳酸钙、食盐。 1.NH3+CO2+H2O=.NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3= 3.(1) 将2ml NH4HCO3和2ml饱和食盐利混合、振荡 现象有白色晶体折出 反应式 (2)NH3+CO2+H2O=.NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3= NaH (3)主要作用是让氨与二氧化碳作用NH3+CO2+H2O=.NH4HCO3 ，然后再与饱和食盐水反应 ，进而制纯碱 4.优点：原料食盐和石灰石易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可循环使用，制造步骤简单。缺点：生成的氯化钙不易处理，食盐利用率才70%。 二、联合制碱法
海水“制碱” 一、教材内容分析 （一）教材的地位及作用 海水“制碱”是继海水提镁、海水淡化和海水晒盐之后，海洋化学资源利用的又一个组成部分。从知识结构看，本课时既是下一课时纯碱性质的一个价值体现，又为下一节的顺利呈现服务。从初中的知识体系看，本节内容既是酸碱盐和溶解度知识的一个实际应用，又是对盐类知识的丰富提供一个感性认识。从整个中学的知识体系看，本节内容只是简单介绍制碱的主要原理，重在学习方法、提升观念、感悟情感态度价值观。 二、教学对象分析 学生已学习海水提镁、海水“晒盐”，对于从海水中获取资源有一点的了解。学生虽然学习了质量守恒定律，但是其对质量守恒定律的认识大多停留在“质量守恒”的层面上，还没有形成真正意义上的元素守恒观，尚不能从元素守恒的角度考虑物质制取过程中的原料选择问题。对纯碱和小苏打的性质还没有学习，尚不能从性质上推断其用途。制纯碱是一个复杂的工艺，利用了许多化学技巧，无论是知识储备还是能力水平上，学生都不具备直接探究的能力。 三、教学设计思想 注意从学生已有的知识出发，突出学生的自主参与，主动思考。通过学生的分析、总结，充分发挥学生的主观能动性，突出学生的学习主体地位。 创设条件，利用多媒体等辅助手段帮助学生理解氨碱法制纯碱所需的媒介，让学生通过分析、比较获得结论，让学生在合作研讨中养成终身学习的习惯。 将化学史作为本节课的一个重点内容，把化学史、化学知识与情感、态度与价值观教育紧密结合，凸显出爱国主义教育、正确的人生观和价值观教育。 四、教学目标 1.知道工业制取纯碱的化学原理,了解纯碱、小苏打在日常生活和工业生产中的应用。 2.通过对氨碱法制取纯碱的反应原理的分析，树立元素守恒观，进一步认识质量守恒 定律，能用微观的观点对反应做出解释。 3.通过了解纯碱在日常生活中的用途，认识到化学反应和社会发展的密切关系；通过 了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。 五、教学重点和难点 1．教学重点：氨碱法制纯碱的反应流程及反应原理。 2．教学难点：氨碱法制纯碱的原理。 六、教学过程 教 学阶段教师活动学生活动设计意图 技术应 用 创【导入新课】在优美的音乐中，同学 们听得了什么声音？大海是地球馈赠大海 从学生已有 的知识导入，
实验三：模拟氨碱法制纯碱 一、实验目的 1、了解氨碱法制纯碱的化学反应原理 2、模拟练习氨碱法制纯碱的操作方法 3、增强将化学知识应用与生活实践的意识，提高参与化学科技活动的热情，强化对化 学学习的学习兴趣 二、中学教学中存在的问题 1、实验操作步骤复杂繁琐，实验耗时长 2、教学资源的短缺，学生不能亲自操作实验 3、不能把握对氨的通入率，过多减低氨的利用率，过少饱和食盐水分解不够完全 三、实验原理 氨碱法（又称索尔维法） 以食盐（氯化钠）、石灰石（经过高温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 四、实验任务 1、查阅文献，了解氨碱法制取纯碱的实验装置和工作原理 2、对比联合制碱法，改进实验装置，采取实际可行的实验方案，减少实验原料的应用 3、结合本实验室的实验情况与本人情况，控制反应的条件。 4、明确本实验的注意事项与成功关键 五、影响实验的因素及影响规律 1、反应的温度控制：在30～40°C下通入氨气形成氨盐水，后加入二氧化碳形成碳酸 氢钠，温度过高会使碳酸氢钠分解，过低反应速率低 2、溶液达到饱和态，降温到10°C以下，因为氯化铵的溶解度比氯化钠小，析出晶体 氯化铵，是一种化肥，节约药品 3、氯化钠6g（0.1mol）、氨水4g(NH30.1mol)、碳酸钙10g(CO20.1mol),盐酸约0.2mol 六、实验设计过程 1、本实验采取盐酸与石灰石反应生成0.1molCO2,加热浓氨水收集0.1mol氨气，加入食 盐水，水浴控制反应温度，使之反应充分，节约药品 2、仪器选择与装置的思考：本实验选用带有三个导管口的集气瓶作为反应装置，装有 冰水的大烧杯（便于控制反应温度），用分液漏斗和圆底烧瓶以及集气瓶制取并收 集二氧化碳。 七、药品物理参数