侯式制碱法原理与简单流程图

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1、word精锐教育学科教师辅导讲义学员编号： 年级：高三课时数：3学员：辅导科目：化学学科教师：授课主题侯式制碱法原理和简单流程教学目的侯氏制碱法在高考中占有比拟特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理与与氨碱法的优劣比拟，学生在温度的控制和母液的处理上出现的错误几率较大。教学容内容回顾1【2013年高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是 A原料利用率高 B设备少C循环利用的物质多 D原料易得2【2012年高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成如下填空：41

2、二氧化碳通入氨水的过程中，先有_晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。3【2010年高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成如下填空：1粗盐水参加沉淀剂A、B除杂质沉淀剂A来源于石灰窑厂，写出A、B的化学式。 A B 2实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、沉淀、冷却结晶、烘干。 3工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是。 4碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是填写化学式，检验这一成分的阴离子的具体方法是：。 5氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D参加石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反响的离子方程式为：滤液D加石

3、灰水前先要加热，原因是。 6产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：注明你的表达式中所用的有关符号的含义4【2005年高考五26A】我国化学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：CO2Na2CO3X食盐水循环II循环I母液(提取副产品)煅烧炉合成氨厂沉淀池NH3NH3(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响方程式是。(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

4、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) 向母液氨气，参加细小食盐颗粒，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纯度答案：11Ca(OH)2 或CaO Na2CO3 2)溶解 过滤 蒸发 过滤 3有晶体析出或出现浑浊 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 4NH4Cl 取样，加硝酸酸化，再加硝酸银，有白色沉淀产生，该阴离子是氯离子 5NH4+ + OH- NH3H2O 防止参加石灰水时产生碳酸钙沉淀(解析：加热时，使碳酸氢根水解程

5、度增大，释放出二氧化碳，减少碳酸氢根的量，从而减少氢氧根的消耗，使铵根完全转化为氨气放出，同时产生碳酸钙的含量也相应的减少) 641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2NH3CO2H2ONaClNH4ClNaHCO3或NH3CO2H2ONH4HCO3 NH4HCO3NaClNaHCO3NH4Cl3CO24I 过滤5稀硝酸和硝酸银溶液6a c知识精讲【知识梳理】实验背景：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、实验原理 化学反响原理

6、是： 总反响为： 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体再加热，制得纯碱产品： 答案：化学反响原理： 总反响 ： 二、 氨碱法又称索尔维法1原料：食盐氯化钠、石灰石经煅烧生成生石灰和二氧化碳、氨气2步骤：先把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，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。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。CaOH2OCa(OH)2，2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O其工业流程图为：其工业生产的简单流程如下列图：3

7、氨碱法的优点是： 原料食盐和石灰石廉价； 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。4氨碱法的缺点是： 产生大量无用的副产品CaCl2 NaCl利用率只有70%，约有30%的NaCl留在母液中。3 设备多，耗能大。三、 联合制碱法又称侯氏制碱法1原料：食盐、氨气和二氧化碳合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。2步骤：联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法一样：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

8、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，低温时的溶解度如此比氯化钠小，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，向滤液中参加细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和枯燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已根本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。其工业生产的简单流程如下列图：此法优点：保存了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；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。【讨论】1、索尔维采取了哪些措施来提高氨

9、的利用率？ 1 2 3答案：1先制得氨化的饱和食盐水，再与CO2反响 2使CO2与氨化的饱和食盐水在合成塔中逆流接触 3母液与熟石灰作用重新生成氨气2、“侯氏制碱法与“索尔维制碱法的主要不同在母液的处理上。“侯氏制碱法采取了怎样的方式对母液进展处理？从化学原理上分析采取这些处理措施的原因。 1向母液中加食盐细粒 【思考】向向母液中加食盐细粒的目的是什么？ 答案：降低氯化铵在氯化钠中的溶解度，便于氯化铵的析出 2向母液氨气 【思考】向母液氨气的作用有哪些？答案：增加的浓度，有利于NH4Cl析出使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度。 3降温至5 左右3、侯氏制碱法的现实意义

10、1符合现在提倡的“绿色化学的要求： 提高了原料NaCl的利用率，不产生无用的CaCl2。（2） 表现了大规模联合生产的优越性： 利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2，可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的Cl-，可以代替价格比拟昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥。降低了本钱，提高了综合经济效益。二、化工生产的根本原理1充分利用原料表现物料平衡思想。例如：合成氨生产、纯碱生产中都有原料利用的工艺；接触法制硫酸、氨氧化制硝酸中都利用廉价的来提高原料气的转化率。2充分利用能量表现能量守恒思想。例如：假如存在放热步骤，可通过列管式器利用放出的热量对需要加热的物料进展预热；假如不存在

11、放热步骤，要设计出充分利用燃料和充分利用能量的工艺。3保护环境表现绿色化学思想：是指工业生产的过程中没有或者极少有有毒、有害物质排出，合成产品的原子利用率尽量达到。答案：循环 空气 热交换 百分之百【例题精讲】例1.联碱法候氏制碱法和氨碱法的生产流程简要表示如如下图：CO2Na2CO3X食盐水循环II循环I母液NH4Cl煅烧炉合成氨厂沉淀池NH3NH3食盐细粉Z冷却至10以下，过滤联碱法候氏制碱法生产流程示意图CO2Na2CO3X食盐水，NH3母液煅烧炉煅烧沉淀池CaOY排出液W循环II循环I氨碱法生产流程示意图石灰石1沉淀池中发生反响的化学方程式为_。2填写化学式：X是_，Y是_；Z中除了溶

12、解的氨气、食盐外，其它溶质还有_；排出液中的溶质除了氢氧化钙外，还有_。3在氨碱法生产过程中氨要循环使用，但不需要补充，在母液中加生石灰前先要加热的原因是。氨碱法总反响过程可用化学方程式表示为_。4根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是_。a常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 b通入氨气能增大NH4+的浓度，使氯化铵更多析出c参加食盐细粉能提高Na+的浓度， 使NaHCO3结晶析出d. 通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度5联碱法中，每当通入NH3 已折合成标准状况下时可以得到纯碱，如此NH3的利用率为_；相比于氨碱法，氯化钠的利用率从70%提

13、高到90%以上，主要是设计了填上述流程中的编号。指出联碱法的另一项优点_。6绿色化学的重要原如此之一是提高反响的原子利用率。根据“联合制碱法总反响，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率%=。例2根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035，搅拌下分批参加研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度g/100g水表 温度盐 溶解度0102030405060

14、100NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl 35NH4HCO3会有分解请回答： 反响温度控制在3035，是因为假如高于35，如此_，假如低于30，如此_，为控制此温度围，采取的加热方法为_。 加料完毕后，继续保温30分钟，目的是_。 静置后只析出NaHCO3晶体的原因是_。 用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去_杂质以化学式表示 过滤所得的母液中含有_以化学式表示，需参加_， 并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl 测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水 溶解，加12滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为cmol/L的HC

15、l溶液滴定至溶液由红色到无色指示CO32+H+HCO3反响的终点，所用HCl溶液的体积为V1mL，再加12滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3% = _。例31Solvay制碱氨碱法和侯德榜联合制碱法的根本原理均可用反响方程式表示为：NaCl+_+_NaHCO3+_将NaHCO3沉淀滤出后，母液中残留的离子主要有Cl-、NH4+和_、_。该母液的酸碱性为_选择填充。a.强酸性 b.强碱性 Solvay对母液的根本处理是：参加_。Solvay法中_是循环使用的。侯德榜对母液的根本处理是：参加_

16、和_，得到重要的副产品_。侯德榜法中_是局部循环使用的。如果从海水中提取的食盐未经精制提纯，所得纯碱中含有的难溶性杂质将主要是_和_用化学式表示。2工业上需要对溶液进展碱化时，常用氨水替代NaOH。好处何在，请说出你对此的看法。答案1.1NaCl + NH3 + CO2 +H2O NaHCO3+ NH4Cl 2CO2 NH3 Na2CO3、NH4Cl CaCl2、NaCl 3防止生石灰先跟溶液中的NaHCO3反响产生碳酸钙沉淀 CaCO3 +2NaCl Na2CO3 + CaCl2 4b d 594.3% 循环防止产生大量含有CaCl2的废液或节省石灰窑、蒸氨塔等设备6由于总反响可看作是：2N

17、H3+2NaCl+CO2+H2ONa2CO3+2NH4Cl，所以：原子利用率%2. NH4HCO3分解反响速率降低 水浴加热 使反响充分进展 NaHCO3的溶解度最小 NaCl NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 HCl 3.1H2O+NH3+CO2NH4Cl Na+、HCO3- c石灰氨气或氨气和局部二氧化碳氨气 食盐 NH4Cl 食盐或食盐和二氧化碳 MgOH2和CaCO3 写MgCO3也可 2本钱较低；可同时制得氮肥；容易控制碱度 或其它合理答案 课后作业11892年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为原料生产Na2CO3,叫索

18、尔维法其主要步骤是：(1)在NH3饱和的NaCl溶液入CO2制得NaHCO3；(2)再将NaHCO3焙烧制得纯碱，CO2循环使用；(3)在析出小苏打的母液中参加生石灰，NH3循环使用1940年，我国著名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维法的技术封锁，并加以改良，用NaCl固体代替生石灰，参加母液使NH4Cl晶体析出，生产出纯碱和氯化铵这便是举世闻名的“侯氏制碱法试回答：(1)在氨饱和NaCl溶液入CO2的两步反响方程式为。(2)不能在NaCl溶液入CO2制NaHCO3的原因。(3)析出小苏打的母液中参加生石灰的反响方程式是。(4)“侯氏制碱法与“索尔维法相比其优点是。21892年比利时人索尔维

19、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：1从理论上看，循环生产是否需要再补充NH3？。2从绿色化学原料的充分利用的角度看，该方法有二个明显的缺陷是： a；b 。我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，创造了侯德榜制碱法又叫联碱法，生产流程可简要表示如下：该法是将合成氨工厂生产的NH3与副产品CO2，再与饱和食盐水反响。该法与氨碱法不同之处有二点：3。4从理论上看，每再生产1mol Na2CO3，再补充的物质与其物质的量分别是。31942年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，他的“

20、侯氏制碱法为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反响的化学方程式如下： NH3CO2H2ONH4HCO3 ； NH4HCO3NaClNaHCO3NH4Cl ；2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O 1“侯氏制碱法把合成氨和纯碱两种产品联合生产，请写出工业合成氨的化学反响方程式；合成氨为放热反响，假如从勒夏特列原理来分析，合成氨应选择的温度和压强是选填字母。a高温 b低温 c常温 d高压 e低压 f常压2碳酸氢铵与饱和食盐水反响，能析出碳酸氢钠晶体的原因是。a碳酸氢钠难溶于水 b碳酸氢钠受热易分解c碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出3某探究活动小组根据上述制碱原理，欲制备碳酸氢钠，

21、同学们按各自设计的方案进展实验。第一位同学：将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如如下图所示图中夹持、固定用的仪器未画出。请回答：写出甲中发生反响的离子方程式。乙装置中的试剂是。实验完毕后，别离出NaHCO3 晶体的操作是填别离操作的名称。第二位同学：用图中戊装置进展实验其它装置未画出。为提高二氧化碳在此反响溶液中被吸收的程度，实验时，须先从a管通入气体，再从b管入气体。装置c中的试剂为选填字母。e碱石灰 f浓硫酸 g无水氯化钙4请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法用简要的文字和相关的化学反响方程式来描述：。答案：(1)NH3H2OCO2 NH4HCO3NH4HCO

22、3NaCl NH4ClNaHCO3(2)H2CO3酸性比盐酸弱，CO2与NaCl不反响(3)2NH4ClCaOCaCl2H2O2NH3(4)使NH4Cl析出，可做氮肥，不生成CaCl2，原料NaCl充分利用。1不需要2a氯化钠未能充分利用； b产生CaCl2废弃物3将NH4Cl作为一种化工产品，不再生产NH3循环使用； 对别离出NaHCO3和NH4Cl后含NaCl的溶液循环使用。4补充2mol NaCl；2mol NH3；1 mol CO2 N2 + 3H2 2NH3 3 1 b、d 2c 3第一位同学： CaCO3 + 2H+ Ca2+ + H2O + CO2 饱和碳酸氢钠溶液 过滤 第二位

23、同学：NH3氨CO2 二氧化碳 g 4向烧碱溶液入过量CO2 ：NaOH + CO2NaHCO3；或向饱和Na2CO3 溶液入过量CO2 ：Na2CO3CO2H2O 2NaHCO3 等，其它合理方法均可。 知识延伸一、在侯氏制碱法中涉与的盐的溶解度 温度盐 溶解度0102030405060100NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl表示在该温度下NH4HCO3会分解。利用该表可以判断NaHCO3在030时，溶解度是最小的。 2当温度高于35时，NH4HCO3会分解，因此温度不能高于35。 3在010时，NaCl与NH4Cl相比，NH4Cl的溶解度较小. 例.工业上利用太阳能进展海水晒盐，海水蒸发浓缩过程中析出盐的种类和质量如下表：表中数据为每升海水中在浓缩过程中析出各种盐的质量，单位为g海水密度CaSO4NaClMgCl2MgSO4NaBr1海水从密度为ml-1浓缩到ml-1时发生的变化是 A各种盐的溶解度增大B海水中水的质量分数不变C析出粗盐中NaCL的质量分数增大D海水中的质量分数不变2海水在浓缩过程中，最先析出的盐是，实际晒盐生产中，海水的密度一般控制在/ml/ml围，由上表可知，所得粗盐中含有的杂质离子有 。3如图能较正确反映浓缩过程中海水中NaCl的质量分数A%与海水密度d的关系的是答案：1C2硫酸钙；Ca2+，Mg2+，SO42-；Br-3B12 / 12