侯氏制碱法.doc

1、1侯氏制碱法其化学方程式可以归纳为以下三步反应。(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(首先通入氨气，然后再通入二氧化碳）(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3（NaHCO3溶解度最小，所以析出。 ）加热(3)2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2 O(NaHCO3热稳定性很差，受热容易分解）且利用 NH4Cl 的溶解度,可以在低温状态下向 (2)中的溶液加入 NaCl,则 NH4Cl 析出,得到化肥, 提高了NaCl 的利用率。侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体

2、和难电离的物质生成。他要制纯碱（Na2CO3） ，就利用NaHCO3在溶液中溶解度较小，所以先制得 NaHCO3，再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以就在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子，这其中 NaHCO3溶解度最小，所以析出，其余产品处理后可作肥料或循环使用。分析一下整个过程原料是 NH3和 CO2以及食盐水发生的反应为：NaCl + NH3 + CO2 +H2O NaHCO3+ NH4Cl进入沉淀池以后，得到 NaHCO3进入煅烧炉，煅烧后得到 Na2C

3、O3和 CO2，CO2 进入循环 II，所以 X 是CO2，沉淀池中的母液为食盐水、NH3、Na2CO3 和 NH4Cl 的混合物所以可以再次进入沉淀池，其中食盐水是循环利用的NH4Cl 通过食盐细粉的 同离子效应 而析出了得到了铵肥，由于 NH3被消耗了，所以需要再次补充氨气所以侯氏制碱法中循环利用的是 CO2和食盐水好处是产生纯碱的同时，产生了铵肥，同时氯化钠的利用率比较高索氏制碱法分析一下整个流程：原料也是 NH3、NH3 和食盐水发生的反应为：NaCl + NH3 + CO2 +H2O NaHCO3+ NH4ClCO2是由 CaCO3煅烧得到的，产物同时还有 CaO在母液中含有的成分为

4、 NaCl、NH3、Na2CO3还有 CaCl2等其中排除液 W 包含 CaCl2和 NaClCaO 和母液中的 NH4Cl 结合又生成了 NH3可以循环利用，即 Y 为 NH3主要区别：索维尔制碱法= 原料利用率低，有 CaCl2副产物，几乎无用2和侯氏制碱法-原料利用率高，副产物 NH4Cl,肥料例 1 1892 年比利时人索尔维以 NaCl、CO 2、NH 3、H 2O 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

5、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 及副产品 CO2，再与饱和食盐水反应。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，再补充的物质及其物质的量分别是 。（1）不需要 （2）a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； 对分离出 NaHCO3 和 NH4Cl 后含 NaCl 的溶液循环使用。（4）补充 2mol NaCl；2mol NH 3；1 mol CO 2 例 2 我国化工专家侯德榜的 “侯氏

6、制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以 NaCl、NH 3、CO 2 等为原料先制得 NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3CO 2H 2O=NH4HCO3；NH 4HCO3NaCl= =NaHCO3NH 4Cl；2NaHCO 3 Na2CO3C= = = = = O2H 2O。3【探究实例】 .原理分析碳酸氢铵与饱和食盐水反应，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，在溶液中首先结晶析出.实验探究(1)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，实验装置如下图所示( 图中夹持、固定用的仪器未画出)

7、。回答下列有关问题：乙装置中的试剂是_；丁装置中稀硫酸的作用是_；实验结束后，分离出 NaHCO3 晶体的操作是_(填分离操作的名称)。(2)另一位同学用图中戊装置( 其他装置未画出)进行实验。实验时，须先从_管通入_气体，再从_管中通入_气体。有同学建议在戊装置的 b 导管下端连接己装置，理由是_。(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：_。解析 .(1)甲装置是 CO2 的 发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的 CO2 气体中会含有 HCl 气体，乙装置的作用是除去 CO2 中的 HCl 气体，所以乙装置中的 试剂是 饱和碳酸氢钠溶液，丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁的作用是吸收多余的

8、 NH3，防止其污染环境。从溶液中分离出 NaHCO3 晶体的方法是过滤。(2)实验时必须制取含氨的饱和 NaCl 溶液，然后使之与 CO2 反应。因为 NH3 极易溶于水，CO 2 在水中的溶解度不大，故先从 a 导管通入 NH3，后从 b 导管通入 CO2。己装置中有多孔球泡，增大 CO2 气体与溶液的接触面积，提高了 CO2 在溶液中的吸收率。(3)此题是开放性试题，制 备少量碳酸氢钠的方法：用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；往烧碱溶液中通入过量 CO2；往饱和 Na2CO3 溶液中通入过量 CO2 等。4答案 .c .(1)饱和碳酸氢钠溶液 吸收未反应的 NH3 过滤 (2)a NH

9、3 b CO 2 增大CO2 气体与溶液接触的面积，提高 CO2 在溶液中的吸收率(3)往烧碱溶液中通入过量 CO2(或往饱和 Na2CO3 溶液中通入过量 CO2 等)例 3 我国制碱工业的先驱侯德榜先生，1 939 年 发明了著名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如下化学方程式表示：NH 3+CO2+NaCl+H2O NH4Cl+NaHCO3（晶体）, 依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如下实验装置，其中 B 装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和。（1）A 装置中所发生反应的离子方程式为 _。C 装置中稀硫酸的作用为_。（2）下表中所列出的是相关物质在不同温度

10、下的溶解度数据（g/100g 水）温度溶解盐 度0 10 20 30 40 50NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4参照表中数据，请分析 B 装置中使用冰水的目的是 _。（3）该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导教师指出应在_装置之间（填写字母）连接一个盛有_的洗气装置，其作用是_。（4）若该校学生进行实验时，所用饱和食盐水中含 NaCl 的质量为 5.85g，实验后得到干燥的 NaHCO3晶

11、体的质量为 5.04g，则 NaHCO3 的产率为 。（1）CaCO 3+2H+=Ca2+CO2+H 2O；吸收从 B 装置中的试管内逸出的氨气，减少对环境的污染 （2）温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出（3）A 与 B； 饱和 NaHCO3 溶液（其它合理答案均可给分） ；除去 CO2 中混合的 HCl 气体 （4）60%4 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：5（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

12、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（1）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其它合理答案均给分）（2）NH 3CO 2H 2ONaClNH 4ClNaHCO 3或 NH3CO 2H 2ONH 4HCO3 NH4HCO3NaClNaHCO 3N

13、H 4Cl（3）CO 2 （4）I 过滤 （5）稀硝酸和硝酸银溶液 （6）a c5.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，搅拌下分批加入研细的 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，制得 Na2CO3 固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g 水）表0 10 20 30 40 50 60100NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37

14、.3 39.8NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.335NH 4HCO3 会有分解请回答：（1）反应温度控制在 3035，是因为若高于 35，则 ，若低于 30，则 ；为控制此温度范围，采取的加热方法为 。（2）加料完毕后，继续保温 30 分钟，目的是 。静置后只析出 NaHCO3 晶体温度溶解度盐6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） 。（3）过滤所得的母液中含有 （

15、以化学式表示） ，需加入 ，并作进一步处理，使 NaCl 溶液循环使用，同时可回收 NH4Cl。（4）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 c(mol/L)的 HCl 溶液滴定至溶液由红色到无色（指示CO32 H HCO 3 反应的终点） ，所用 HCl 溶液体积为 V1 mL，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 V2 mL。写出纯碱样品中 NaHCO3 质量分数的计算式：NaHCO3（） （1）NH 4HCO3 分解 反应速率降低 水浴加

16、热（2）使反应充分进行 NaHCO3 的溶解度最小 NaCl NH4Cl NH4HCO3（3）NaHCO 3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 HCl （4） %10)(12WMvc5 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成下列填空：1）粗盐水加入沉淀剂 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，碳酸化时产生的现像是 。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

17、方法是： 。5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液 D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为： 滤液 D 加石灰水前先要加热，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）76.在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业生产碘酸钾的流程如下：请回答下列问题：(1)已知反应室发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请写出该反应的化学方程式： _。(2)反应室需加热煮沸，其目的是：加快反应速率，使反应物充分反应：_，有利

18、于反应向正方向进行。(3)已知几种物质的溶解度见下表：KCl KH(IO3)2 KClO3溶解度 g/100 g 水(25 ) 20.8 0.8 7.5溶解度 g/100 g 水(80 ) 37.1 12.4 16.2由上表数据分析可知，操作的名称为_。(4)在反应室中加入 KOH 调节溶液的 pH10，其目的是_(用离子方程式表示) 。(5)某同学欲测定成品中碘酸钾的含量，设计了如下实验：准确称取 1 g 样品，加适量蒸馏水使其完全溶解；用稀硫酸酸化上述所得溶液，加入过量 KI 溶液，充分搅拌；以淀粉为指示剂，逐滴加入 2.0 molL1 的 Na2S2O3 溶液，当蓝色刚好褪去时，消耗 N

19、a2S2O3 溶液 12.00 mL，则成品中 KIO3 的质量分数为_(已知：KIO 35KI3H 2SO4=3K2SO43I 23H 2O，I 2 2Na2S2O3=2NaINa 2S4O6)。答案 (1)6I 2 11KClO33H 2O=6KH(IO3)25KCl 3Cl 2 (2)除去反应生成的 Cl2 (3)冷却结晶、过滤 (4)OH H =H2O (5)85.6%89侯氏制碱法其化学方程式可以归纳为以下三步反应。(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(首先通入氨气，然后再通入二氧化碳）(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3（NaHCO3溶解度最小，所以析出

20、。 ）加热(3)2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2 O(NaHCO3热稳定性很差，受热容易分解）且利用 NH4Cl 的溶解度,可以在低温状态下向 (2)中的溶液加入 NaCl,则 NH4Cl 析出,得到化肥, 提高了NaCl 的利用率。侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体和难电离的物质生成。他要制纯碱（Na2CO3） ，就利用NaHCO3在溶液中溶解度较小，所以先制得 NaHCO3，再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以就在饱和食盐水中通

21、入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子，这其中 NaHCO3溶解度最小，所以析出，其余产品处理后可作肥料或循环使用。分析一下整个过程原料是 NH3和 CO2以及食盐水发生的反应为：NaCl + NH3 + CO2 +H2O NaHCO3+ NH4Cl进入沉淀池以后，得到 NaHCO3进入煅烧炉，煅烧后得到 Na2CO3和 CO2，CO2 进入循环 II，所以 X 是CO2，沉淀池中的母液为食盐水、NH3、Na2CO3 和 NH4Cl 的混合物所以可以再次进入沉淀池，其中食盐水是循环利用的NH4Cl 通过食盐细粉的 同离子效应 而

22、析出了得到了铵肥，由于 NH3被消耗了，所以需要再次补充氨气所以侯氏制碱法中循环利用的是 CO2和食盐水好处是产生纯碱的同时，产生了铵肥，同时氯化钠的利用率比较高索氏制碱法分析一下整个流程：原料也是 NH3、NH3 和食盐水发生的反应为：NaCl + NH3 + CO2 +H2O NaHCO3+ NH4ClCO2是由 CaCO3煅烧得到的，产物同时还有 CaO在母液中含有的成分为 NaCl、NH3、Na2CO3还有 CaCl2等其中排除液 W 包含 CaCl2和 NaClCaO 和母液中的 NH4Cl 结合又生成了 NH3可以循环利用，即 Y 为 NH3主要区别：索维尔制碱法= 原料利用率低，

23、有 CaCl2副产物，几乎无用10和侯氏制碱法-原料利用率高，副产物 NH4Cl,肥料例 1 1892 年比利时人索尔维以 NaCl、CO 2、NH 3、H 2O 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 及副产品 CO2，再与饱和食盐水反应。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，再补充的物质及其物质的量分别是 。例 2 我国化工专家侯德榜的 “侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以 NaCl、NH 3、CO 2 等为原料先制得 NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3CO 2H 2O=NH4HCO3；NH 4HCO3NaCl= =NaHCO3NH 4Cl；2NaHCO 3 Na2CO3C= = = = = O2H 2O。【探究实例】 .原理分析碳酸氢铵与饱和食盐水反应，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，在溶液中首先结晶析出.实验探究