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(共16张PPT)
揭秘索尔维制碱法和
侯氏制碱法
第三章 微项目
2.能根据生产目标，运用化学平衡的原理调控溶液中的离子浓度，分析母液中微粒之间的相互作用，设计可行的母液回收方案，发展变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。
1.运用化学平衡的原理论证制碱工业中核心反应中微粒之间的作用及作用结果，发展变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
3.通过学习侯德榜等化工大师对我国纯碱事业做出的贡献，感受科学家在技术创新上的探索精神，学习科学家振兴中华民族的社会担当，发展科学态度和社会责任的化学学科核心素养。
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,生产味精、作为食品添加剂等。
我国工业制碱之路
上世纪初，我国所需纯碱全依赖进口。在第一次世界大战期间，欧亚交通梗阻，英国在华的卜内门公司为了攫取暴利，大肆囤积纯碱，以纯碱为原料的民族工业被死死地卡住命脉，严重影响国计民生。
由于当时的索尔维制碱法被几个国家垄断；那时一顿纯碱在中国的价格
相当于一盎司黄金价格。
范旭东：近代中国化工之父
侯德榜：中国近现代化学工业奠基人
我国工业制碱之路
为改变中国制碱业落后状态，中国实业家范旭东特邀毕业于美国麻省理工大学的侯德榜任工程师，创办永利碱厂。用了5年的时间，侯德榜就模仿索尔维法制出了纯度大于99％的纯碱。
项目活动1　探究索尔维制碱法中存在的平衡
实验室模拟索尔维制碱法
1.NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理解释原因。
2.为什么要向饱和食盐水中通入氨气？如果只通入足量CO2，会析出NaHCO3晶体吗？
开始
10分钟
30分钟
50分钟
3.为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？
氨盐水
（滴有酚酞）
CaCO3粉末
H2SO4
项目活动1　探究索尔维制碱法中存在的平衡
实验验证------索尔维制碱法中通入氨气的目的
实验步骤：
1、在两只试管中分别加入4滴管饱和食盐水和饱和氨盐水
2、用镊子夹取等量的干冰（4-5块），放入试管中，振荡片刻，观察实验现象
实验现象：饱和氨盐水试管中出现白色沉淀
分析水溶液多平衡体系方法
从平衡角度分析，如何增加NaHCO3晶体的析出量？
先通NH3，再通CO2
降低温度
增大c(HCO3-)
调控
温度
增大c(Na+)
饱和NaCl
NaHCO3晶体析出
饱和NaCl
NH3
H2O
物质组成
相互作用
作用结果
NaCl = Na++Cl-
NH3 +H2O NH3 ·H2O NH4++OH-
通入过量CO2
CO2
2HCO3- CO2+ H2O +
CO32-
析出NaHCO3晶体
1、比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3,该法又称氨碱法,其主要生产流程如下:下列有关说法不正确的是(　　)
A.从理论上看,循环生产时不需要再补充NH3
B.从绿色化学原料充分利用的角度看,该方法有两个明显的缺陷是:氯化钠未能充分利用和产生CaCl2废弃物
C.将NH4Cl作为一种化工产品,不再生产NH3来循环使用
D.从理论上看,每再生产1 mol Na2CO3,再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO2
C
项目活动1　探究索尔维制碱法中存在的平衡
你能否对索尔维制碱法作出客观评价？
成本意识
效率意识
环保意识
项目活动1　探究索尔维制碱法中存在的平衡
优点：
1.原料(食盐和石灰石)便宜；
2.副产品NH3和CO2都可以循环使用；
3.制造步骤简单，适合于大规模生产；
4.产品纯度高。
缺点：
1.能量损耗高；
2.原料NaCl利用率低，不符合“绿色化学”的原则；
3.生成了用途不大的氯化钙(CaCl2)，毁占大量耕地，难以处理。
小结：索尔维制碱法的优缺点
项目活动2　学会调控平衡，体会侯氏制碱法的创新
范旭东最初将制碱厂设在天津塘沽，塘沽靠海，原料食盐容易获得。1937年，卢沟桥事变后不久，日军攻占天津，制碱厂被迫停产。范旭东、侯德榜等将工厂迁至四川。四川没有廉价的海盐，只能使用从深井中吊上来的低浓度的“井盐水”。
索尔维法的食盐利用率低，使用索尔维法制纯碱，使中国的纯碱工业陷入困境.……
在特定的历史背景下，欲提高原料中食盐的利用率，应该怎么办呢？
分析水溶液多平衡体系方法
大量：NH4+ 、Cl-
其他： Na+ 、 HCO3-
索尔维法母液组成
相互作用
作用结果
循环利用 母液，分离出NH4Cl用作肥料。
通氨气、加NaCl、降低温度
大量Na+ 、 Cl- 少量 NH4+ 、CO32-
思考：1、母液直接回收利用会产生怎样的问题？
思考：2、如何除去母液中的氯化铵？
溶解度（s） 0°C 10°C 20°C 30°C 40°C
NaCl 35.7 35.8 35.9 36.3 36.6
NH4Cl 29.4 33.2 37.2 41.4 45.8
NaHCO3 7 8.1 9.6 11.1 12.7
NH4HCO3 11.9 16.1 21.7 28.4 36.6
项目活动2　学会调控平衡，体会侯氏制碱法的创新
总结侯氏制碱法的创新之处
NaCl 利用率72%~74%
NaCl 利用率达到98%
联合制碱、绿色化学
侯德榜先生凭借刻苦钻研的拼劲和严谨踏实的态度，为中国化学工业的现代化添上了闪光的一笔，侯氏制碱法至今仍是我国纯碱生产的主要方法。
2.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱的方法,其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)沉淀池中发生反应的化学方程式是　　 　　　　　。
(3)写出上述流程中X物质的分子式为　　　　　　。
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环　　　　　　(填上述流程中的编号)过程，从沉淀池中得到沉淀的操作是　　　　　　　　　。
(5)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NH4Cl的纯度
侯氏制碱法(或联合制碱法)
作为农作物的氮肥
NH3+CO2+H2O+NaCl = NaHCO3↓+NH4Cl
CO2
过滤
Ⅰ
　
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思维建模：分析真实溶液问题的一般思路
1.根据目标确定待解决的关键问题
2.分析溶液的物质组成、微粒和相互作用
3.基于信息和数据综合利用溶液中的离子平衡和平衡移动进行推理

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