侯氏制碱法文档格式.docx
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NH4CI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
CO2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NaCI、NH3、Na2CO3还有CaCI2等
其中排除液W包含CaCI2和NaCI
CaO和母液中的NH4CI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CaCI2副产物,几乎无用
和侯氏制碱法--原料利用率高,副产物NH4CI,肥料
例11892年比利时人索尔维以NaCI、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及副产品C02,再与饱和食盐水反应。
该法与氨碱法不同之处有二点:
(3)①。
②。
(4)从理论上看,每再生产1molNa2CO3,再补充的物质及其物质的量分别
(1)不需要
(2)a.氯化钠未能充分利用;
b.产生CaCl2废弃物
(3)①将NH4CI作为一种化工产品,不再生产NH3循环使用;
②对分离出NaHCOs和NH4CI后含NaCI的溶液循环使用。
(4)补充2molNaCI;
2molNH3;
1molCO2
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NaCI、NH3、CO2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:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;
NH4HCO3
+NaCI===NaHCO3J+NH4CI;
2NaHCO3==^==Na2CO3+CO?
f+出0。
【探究实例】
I•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
n•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)。
回答下列有关问题:
1乙装置中的试剂是;
2丁装置中稀硫酸的作用是;
3实验结束后,分离出NaHCOs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。
1实验时,须先从管通入气体,再从管中通入
气体。
2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n.
(1)甲装置是co?
的发生装置,由于盐酸易挥发,故生成的C02气体中会含有hci气体,乙装置
的作用是除去C02中的HCI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NH3,防止其污染环境。
从溶液中分离出NaHC03晶体的方法是过滤。
(2)实验时必须制取含氨的饱和NaCI溶液,然后使之与C02反应。
因为NH3极易溶于水,CO?
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C02。
己装置中有多孔球泡,增大C02气体与溶液的接触面积,提高了C02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:
①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应;
②往烧碱溶液
中通入过量C02;
③往饱和Na2C03溶液中通入过量C02等。
答案I.cn.
(1)①饱和碳酸氢钠溶液②吸收未反应的NH3③过滤
(2)①aNH3bC02②增大
C02气体与溶液接触的面积,提高C02在溶液中的吸收率
(3)往烧碱溶液中通入过量C02(或往饱和Na2C03溶液中通入过量C02等)
例3我国制碱工业的先驱一侯德榜先生,1939年发明了着名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学
方程式表示:
NH3+C02+NaCI+H20NH4CI+NaHC03(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下的溶解度数据(g/100g水)
温度
\解\盐\度、\
0C
10C
20C
30C
40C
50C
NaCI
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
NaHC03
6.9
8.1
9.6
11.1
12.7
14.5
NH4CI
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NaCI的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHC03
晶体的质量为5.04g,贝UNaHC03的产率为。
(1)CaCO3+2H+=Ca2++CO2f+出0;
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NaHC03溶液(其它合理答案均可给分);
除去C0?
中混合的HCI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:
(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NH/的浓度,使NH4CI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NH4CI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)NH3+CO2+H2O+NaCI宀NH4CI+NaHCO3J
或NH3+CO2+出0宀NH4HCO3NH4HCO3+NaCI宀NaHCOsZNH4CI
(3)CO2(4)I过滤(5)稀硝酸和硝酸银溶液(6)ac
5•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NaCI
溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30〜35C,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
温度盐\溶解度
J-r
JoC
20C
60C
100
C
37.3
39.8
NH4HCO3
11.9
15.8
21.0
27.0
—①
一
NaHCO3
16.4
55.3
77.3
1〉35CNH4HCO3会有分解
请回答:
(1)反应温度控制在30〜35C,是因为若高于35C,贝U,若低于30C,
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
的原因是。
用蒸馏水洗涤NaHCOs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(以化学式表示),需加入,并作进一
步处理,使NaCI溶液循环使用,同时可回收NH4CI。
(4)测试纯碱产品中NaHCO?
含量的方法是:
准确称取纯碱样品Wg,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1〜2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCI溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32「+H+=HCO3「反应的终点),所用HCI溶液体积为V1mL,再加1〜2滴甲基橙指示剂,继续用HCI溶液滴定至溶液由黄变
橙,所用HCI溶液总体积为V2mL。
写出纯碱样品中NaHC03质量分数的计算式:
NaHCO?
(%)=
(1)NH4HCO3分解反应速率降低水浴加热
(2)使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小NaCINH4CINH4HCO3
M
C(V2-Vi)
(3)NaHCO3NaC
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