2023年中考化学微专题三纯碱历史课件PPT

这是一份2023年中考化学微专题三纯碱历史课件PPT，共19页。PPT课件主要包含了西施浣纱，捣衣女，侯德榜，课堂导入古诗欣赏，CO2的质量，生成CaCO3的质量等内容，欢迎下载使用。
千年捣衣声，拳拳报国心 ——纯碱发展历史
《浣纱女》 《子夜吴歌.秋歌》
早在几千年前人们已开始使用碱来洗涤和制造玻璃，当时碱主要取自天然碱湖及草木灰。
《本草纲目》是中国古代医学巨著，其中记载的诸多现象与化学息息相关，例如本草中记载“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋之，取碱浣衣”这里的“碱”是( )。A.氢氧化钠 B.碳酸钠C.氧化钾 D.碳酸钾
路布兰 索尔维 侯德榜
纯碱生产工艺的代表科学家
18世纪末叶，天然碱的产量满足不了玻璃、肥皂及皮革等行业的需求。人们开始探索用化工手段合成碱，这里面涉及到三位重要的化学家。
一、路布兰制碱法（硫酸钠法）1791年，法国人路布兰(N.Lebelanc)经过四年多的研究提出了最早的人工制碱法。该法是以硫酸、食盐、煤和石灰石为原料，即先用硫酸和食盐制取硫酸钠，然后将硫酸钠、石灰石和煤在900~1000℃下共熔制得碳酸钠，最后是用水浸出上层清液。后人将这种方法称为路布兰法或硫酸钠法，反应式如下。2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HClNa2SO4+4C+CaCO3= Na2CO3+ CaS+4CO从反应式可以看出：路布兰制碱法反应过程在高温下和固相中进行，硫酸消耗大，设备腐蚀严重，生产不连续，生产环境恶劣，纯碱纯度不高。尽管如此，作为最早的人工制碱法，路布兰制碱法在欧洲大陆传播开来后，人们共生产出了上百万吨纯碱。纯碱工业的兴盛让肥皂不再是富人专享的奢侈品，肥皂的普及也让世界的卫生水平有了质的飞跃。此外，纯碱工业也直接促进了诸如纺织、造纸、玻璃制造等轻工业的发展。1814年，在路布兰死后的第八年，一尊雕像被竖立在巴黎工艺学院，留给人们永远怀念。
二、索尔维制碱法（氨碱法）1861年，比利时人索尔维(E.Slvay)发现用食盐水吸收氨和二氧化碳时可制取碳酸氢钠，并申请了由海盐和石灰石为原料制纯碱的专利，这种方法便称为索尔维法。由于在索尔维制碱法中，氨起媒介作用，故该法又称为氨碱法。由于该法制得原料便宜，且产品碳酸钠纯度高，从此碳酸钠被成为纯碱，索尔维法取代路布兰制碱法成为最主要的人工制碱法。
索尔维制碱法的工艺如图4所示。
我们对索尔维制碱法进行总结，其优点主要有：1）原料（食盐、石灰石、氨）便宜；2）产品纯度高(纯碱因此得名)；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。其缺点主要有：由于生产了大量用途不大的CaCl2，导致原料食盐的利用率低，只有70～75％，此外石灰石煅烧和蒸氨过程能耗高。索尔维制碱法，由于其成本低且产品纯度高，一经问世就立刻取代路布兰制碱法，成为主要的纯碱生产工艺。19世纪80年代法、德、美等国相继建厂。这些国家发起组织索尔维公会，设计图纸只向会员国公开，对外绝对保守秘密。凡有改良或新发现，会员国之间彼此通气，并相约不申请专利，以防泄露。除了技术之外，营业也有限制，他们采取分区售货的办法，例如中国市场由英国卜内门公司独占。由于严密的组织方式，凡是不得索尔维公会批准的国家，根本无从问津氨碱法生产详情。多少年来，许多国家要想探索索尔维法奥秘的厂商，无不以失败而告终。打破对纯碱生产技术封锁的是咱们中国的化工之父——侯德榜先生。
侯德榜制碱法是指将合成氨和氨碱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，故又称为联合制碱法。侯德榜制碱法工艺分为两个过程，如图5所示。
三、侯氏制碱法（联合制碱法）
过程一为制碱过程，产品为纯碱，即氨盐水碳酸化生成NaHCO3沉淀，该过程中的吸氨和碳酸化原理与索尔维制碱法基本相同，分离出 NaHCO3的母液称为母液Ⅰ， 其中主要含氯化铵，碳酸氢铵和未利用的NaCl。过程二是制铵过程，产品是氯化铵。该过程是针对索尔维制碱法的缺点而改进，如前所述，索尔维制碱法生产了大量用途不大的CaCl2，而侯德榜制碱法针对碳化塔滤液，即母液Ⅰ，进行工艺改进，生产了有用的化学肥料氯化铵。我们重点看下侯德榜制碱法的改进思路，体会侯德榜先生的探索过程，如下图。
侯德榜制碱法的改进思路
侯德榜制碱法的要点就在于利用不同温度下，物质溶解度变化幅度不同，达到分离纯化的目的。析出NH4Cl 固体后的母液称为母液Ⅱ，母液Ⅱ中主要含有NaCl，再经吸氨、吸CO2又可制取重碱，如此可交替循环进行。侯德榜制碱法正是通过交替加入氨、食盐和二氧化碳，生产出重碱和氯化铵两种产品。该法提高了NaCl利用率(96%)，产生了有用的肥料NH4Cl，时至今日，它仍然是世界上最先进的制碱工艺。我们要学习侯德榜先生，不惧外国技术的封锁，敢于攻坚克难，勇于创新、为国争光精神的同时，更要敬佩他胸怀宽广，不搞技术封锁，放眼全人类的高尚品德，为把中国建设成科技强国而努力奋斗。
三种纯碱生产工艺的比较
侯氏制碱法---（所得到的碱是指碳酸钠书本76页）1、我国制碱工业的先驱——侯德榜（制碱和氮肥贡献） 2、制碱原理：（1）NH3 + H2O + CO2 = NH4HCO3 （先通入氨气，使溶液呈碱性，再通二氧化碳，这样能吸收更多的二氧化碳气体。）（2）NH4HCO3 + NaCl = NH4Cl + NaHCO3↓ （NaHCO3的溶解度比较小，以晶体形式析出）（3）
（此流程中，产生的副产品NH4Cl 可用做肥料；H2O 和 CO2 是可以循环的物质 ）
（ NaHCO3的不稳定，加热可得到纯碱）
知识拓展1、阅读书本77的资料卡片，了解钟乳石的形成过程。2、钟乳石形成过程中涉及的化学方程式： CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+ H2O + CO2↑ 3、将过量的CO2通入澄清的石灰水， 现象：澄清的石灰水先变浑浊后变清 涉及的化学方程式：CO2+ Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2OCaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
（CaCO3不溶于水，但能溶于溶有CO2的水）
1.“NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是（ ）
A B C D