侯氏制碱法专题知识专业知识讲座

1、本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 制玻璃 制 皂 造 纸 纺织等 ?纯碱的应用纯碱的应用 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 人类获得碱开始是从草木灰中获得碳酸钾，后来人类获得碱开始是从草木灰中获得碳酸钾，后来 又从盐碱地或盐湖中获得碳酸钠。又从盐碱地或盐湖中获得碳酸钠。 随着工业革命的进随着工业革命的进 行，人类对碱的需求越来越大，远远不能够满足工业 生产的需要。 1788年法国勒布朗发明了年法国勒布朗发明了 路布兰制碱法。其原理制碱法。其原理 是： 但是

2、由于氯化氢气体在最初的十年内未被利用，但是由于氯化氢气体在最初的十年内未被利用， 这不但危害工人的健康而且使农 业作物受到侵蚀。硫 化钙污染环境，臭气四溢。 4 纯纯碱碱发发现现史史 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 1862年比利时人索尔维以NaCl、CaCO 3、NH3和 H2O为主要原料，制得纯净的碳酸钠 索尔维制碱法（氨碱法） 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 在饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然 后加压下通入二氧化碳，制得小苏打； ? NH3 +

3、 CO2 + H2O = NH4HC O3 NaCl + NH4HCO3 = NH4Cl + NaHCO3 为什么饱和食盐水要先氨化，再通入二氧化碳？ NH 3比CO2溶解度大，先使氨饱和有利用于 CO2吸收 将析出的小苏打在250下焙烧以制得碳酸 钠； ? NaHCO3 CO2 + Na2CO3+ H2O 析出小苏打的母液里加入消石灰 2NH 4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O 索尔维制碱法（氨碱法） 为了提高氨的利用率 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 缺点：缺点：CaCl 2大量，用途不大； 大量，用

4、途不大；NaCl利利 用率72%-74%,留在母液中 优点：原料经济，能连续生产，CO2和NH 3 能回收使用.产品质量纯净 。 评价一下索尔维制碱法索尔维制碱法的的优缺点 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 1921年10月侯德榜在美国获得博士学位，为了创 建中国的制碱工业，受爱国实业家范旭东之聘请， 毅然从美国启程回国，决心自己开发制碱新工艺， 经过600多次研究实验，分析了 2000多个样品，历 时5年，于1942年发明了氨碱法与合成氨联合生产 的改进工艺，被命名为“ 联合制碱法”也叫“侯氏 制碱法法”从而开创了世界制碱

5、工业的新纪元。从而开创了世界制碱工业的新纪元。 凡是黄头发蓝 眼睛的人能办 到的,我们黑头 发黑眼睛的人 也一定能办到。 红三角牌纯碱 “侯氏制碱法”（又称联合制碱法）至今仍为全世界绝大多数碱厂 采用。侯德榜先生揭开了索尔维法的秘密，创立了中国人自己 的制碱工侯氏制碱法；同时为发展小化肥工业作出了贡献。 他像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 “侯氏制碱法侯氏制碱法”与与“索尔维制碱法索尔维制碱法”的主要不同的主要不同 母液的处理上。母液的处理上。 根据NH 4Cl在常温时的溶解

6、 度比NaCl大，而在低温下却比 NaCl溶解度小的原理，在 510时，向母液中加入 食盐细粉，而使NH 4Cl单独结 晶析出供做氮肥。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 母液 侯氏制碱法生产流程侯氏制碱法生产流程 ： 饱和食盐水 通入NH 3 饱和氨化食盐水 通入CO 2 析出NaHCO 3 Na 2CO3 CO 2 + 循环 母液 加入食盐细粒 析出NH 4Cl 循环循环 加CaO CaCl 2 (废渣) NH 3 废液 循 环 索索 尔尔 维维 法法 通氨气 冷却、 过滤、 洗涤、 干燥 本文档所提供的信息仅供参考之用

7、，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 向饱和食盐水中通入过量的 NH 3和CO2。 NaCl + NH 3 + CO2 + H2O= NH4Cl + NaHCO3 再将所得NaHCO3焙烧制得纯碱 2NaHCO 3 = Na2CO3 + H2O + CO2 侯德榜制碱法（联碱法）侯德榜制碱法（联碱法） 1、原料：NaCl 、NH 3、 、CO 2 （焦碳、空气、水）（焦碳、空气、水） 2、反应原理： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 向析出小苏打的母液中加入研细的向析出小苏打的母液中加入研

8、细的NaCl，并，并 通入氨气，还得到另一产品NH4Cl固体，可用作 化工原料和化肥使用。化工原料和化肥使用。 优点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点， 使食盐的 利用率提高到96； NH 4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联 合，利用了合成氨制原料气时产生的 CO，将其转化成 CO2，革除了CaCO 3制CO2这一工序，缩短了生产流程， 降低成本。减少无大用途的CaCl2 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 运用离子反应的知识解释 （1）通入氨气和二氧化碳后的溶液中哪些 溶质离子大量存在？ （2）Na+、NH4+ 、CI-、 H

9、CO3-四种离子可 以大量共存吗？它们可以组成集中物质？ NaCl NH4HCO3 NaHCO 3 NH4Cl （3）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？ Na+、NH4+ 、CI-、 HCO3- 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 溶解度数据溶解度数据 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl 30 36.3 27.0 11.1 41.1 NaHCO3 Na2CO3 30 11.1 50.5 40 12.7 48.5 60 16.4 46.4 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处

10、，请联系本人或网站删除。 （3）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？ 碳酸氢钠溶解度小。 （4）析出碳酸氢钠后的母液中还存在哪些离子？ 哪些离子的数目发生了较大变化？ 还有NH4+ 、CI-， Na + 、HCO 3-浓度减小。 （5）向母液中加入研细的氯化钠后，为什么会析 出固体氯化铵呢？ NH4Cl NaCl 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 60 0 温度 溶解度 图 ? 同离子效应 ? 降温度溶解 度小 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 “侯氏制碱法”采取了怎样的方式对母液 进行处理？ （1）向母

11、液中加食盐细粒 （3）降温至5 左右 （2）向母液中通氨气 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 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 CaCl 2。 体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-，可以代替价格比较昂贵的硫酸用来 固定氨，制成氮肥。降低了成本，提高了综合 经济效益 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 诸位：我

12、们总算制出合格的中国碱。 这是我们多少年来的夙愿，为此我们支 付多少辛苦，尝尽人间辛酸。用索尔维 法制碱我们永利是第31家，而在亚洲、 在远东我们则是第一家。今天看见这雪 白、纯洁的产品，心里无比激动和喜悦。 为了使我们的产品区别于土法生产的口 碱和进口的卜内门公司的洋碱，我提议 取名为纯碱。 范旭东 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 “ 侯氏制碱法” 流程图 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 巩固与提高： 1862年比利时人索尔维以NaCl 、CO 2

13、、NH 3 和 H 2O为主要原料，制得纯净的碳酸钠，叫索尔维制 碱法。其主要操作是：在氨化饱和食盐水中通 入二氧化碳，制得小苏打；把小苏打在 250下 焙烧以制得碳酸钠，二氧化碳循环使用；析出 小苏打的母液里加入生石灰，使氨循环使用。阅 读上述材料，回答以下问题： 1）饱和食盐水要先氨化，再通入二氧化碳的原因 是_ 在这个生成NaHCO 3过程中，两步相关的化学方程 式是： _ NH3+CO 2+H2O NH4HCO3; NH4HCO 3+NaCl NaHCO 3+NH4Cl NH 3比CO2溶解度大，先使氨饱和有利于 CO2吸收 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。

14、文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 2）在析出NaHCO 3的母液中加入生石灰时，发生 反应的化学方程式是_。 3）我国著名的科学家侯德榜于 1940年冲破了“索 尔维法”技术封锁，并加以改进，在析出小苏打 的母液中加入食盐，使氯化铵晶体析出，析出氯 化铵的母液再通入氨气进行氨化，循环使用，这 便是举世闻名的“侯氏制碱法”。你认为侯氏制 碱法与索尔维制碱法相比，它的主要优点是： CaO+2NH 4Cl CaCl2+2NH3+H2O 少用一个原料CaO ；减少无大用途的 CaCl 2；增加了可作 化肥或化工原料的 NH 4Cl；NaCl得到充分利用。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能

15、作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱 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3035，搅拌下分批加入研细的，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、过滤得分钟，静置、过滤得 NaHCO 3 晶体，用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转 入蒸发皿中，灼烧两小时，得到 Na2CO3固体。 0 10 20 30 40 50 60 100 NaCI 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 3

16、7.0 37.3 39.8 NH4HCO3 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 77.3 35 NH4HCO3会有分解 (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，应采取的加热方法 是_。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 ? （2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是分钟，目的是 _；只析出NaH

17、CO3 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） （3）过滤所得母液中含有_（以化学式（以化学式 表示），需加入_，并做进一步处理，使 NaCI溶液循环使用，同时可回收溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。 ? 使反应充分进行使反应充分进行 NaHCO3的溶解度的溶解度 最小 NaCl NH 4Cl NH4HCO3 ? NaHCO3 NaCl NH4Cl NH 4HCO3 ?加氯化钠细粉、通氨气 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 ? （4）测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是： 准

18、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+HCO3反应的终点 ），所用HCl溶液的体积为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% = _。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 ? NH4HCO3分解 反应速率降低 水浴 加热 ? 使反应充分进行 NaHCO3的溶解度最 小 NaCl NH 4Cl NH4HCO3 ? NaHCO3 NaCl NH 4Cl NH4HCO3 ? 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 我国制碱专家侯德榜先生潜心研究制碱技术， 发明了 侯氏制碱法 。制碱过程中重要的一步 反 应