侯式制碱法原理和简单流程

1、精锐教育学科教师辅导讲义学员编号：年级：高三课 时 数：3学员姓名：辅导科目： 化学学科教师：授课主题教学目的侯式制碱法原理和简洁流程 的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的把握和母液的处理上消灭的错误几率较大。教学内容内容回忆【2022 年上海高考 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【2022 年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。试验室中，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。完成以下填空：41二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，最终

2、析出NH4HCO3 晶体。【2022 27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成以下填空：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。AB试验室提纯粗盐的试验操作依次为：取样、沉淀、冷却结晶、烘干。工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出第 1 页哈佛北大精英创立碳酸钠晶体，其缘由是。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：。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 加石灰水 前先要加热，缘由是。产品纯碱中含有碳酸氢钠。假设用加热分

3、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【2022 年上海高考五 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：食盐水CO2合成氨厂 NH3XIII煅烧炉Na2CO3NH3上述生产纯碱的方法称母液(提取副产品)，副产品的一种用途为。沉淀池中发生的化学反响方程式是。写出上述流程中X 物质的分子式。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。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。向母液中通氨气，参加细小食盐

4、颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。44增大NH +的浓度，使NH Cl 更多地析出 (b) 使NaHCO 443(c) 使NaHCO3 转化为Na2CO ，提高析出的NH4Cl 纯度3答案：1(NH4) CO231Ca(OH)2CaO NaCO232)溶解 过滤 蒸发 过滤有晶体析出或消灭浑浊碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大NHCl 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45NH+ + OH- NH HO432防止参加石灰水时产生碳酸钙沉淀(解析：加热时，使碳酸氢根水解程度增大，释放出二氧化碳，削减684(mm )231m141联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等其

5、他合理答案均给分NHCOHONaClNHClNaHCO32243第 2 页哈佛北大精英创立或NHCOHONHHCONHHCONaClNaHCONHCl322434334CO4I过滤5稀硝酸和硝酸银溶液6a c2学问精讲【学问梳理】试验背景：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、试验原理化学反响原理是：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： NH3CO2 2HCO4NaCl(饱和)HCO4 NaHCO3N

6、H Cl4总反响 ：NaCl(饱和)NH3CO2H O NaHCO2 NH Cl42NaHCO3Na CO2CO2H O2二、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，NH CO3H O NH2HCO4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，NaCl(饱和)HCO4 NaHCO3NH Cl4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。2NaHCO3Na CO2CO2 HO 放出的二氧化碳气体可回收循环使用2含有氯化铵的滤液与石灰乳Ca(OH) 混合加热，所放出的氨气可回收循环使用

7、。2CaOHO Ca(OH)，22第 3 页哈佛北大精英创立2NHClCa(OH)CaCl2NH2HO42232其工业流程图为：其工业生产的简洁流程如下图：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；制造步骤简洁，适合于大规模生产。氨碱法的缺点是：产生大量无用的副产品CaCl2NaCl 70%30%的NaCl 留在母液中。3 设备多，耗能大。4 页哈佛北大精英创立三、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。O2 gCOH2CO HO2 gCOH22步骤：联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法一样

8、：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 NaHCO3其次个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤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，低温时的溶解度则比氯化钠小，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。其工业生产的简洁流程如下图：423此法优点：保存了氨碱法的优点，消退了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH Cl 可

9、做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成CO ，革除了CaCO 制CO 423【争辩】1、索尔维实行了哪些措施来提高氨的利用率？123答案：1先制得氨化的饱和食盐水，再与CO 反响2使CO 与氨化的饱和食盐水在合成塔中逆流接触2母液与熟石灰作用重生成氨气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”实行了怎样的方式对母液进展处理？从化学原理上分析实行这些处理措施的缘由。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？第 5 页哈佛北大精英创立答案：降低氯化铵在氯化钠中的溶解度，便于氯化铵的析出向母液中通氨气【思考】向母液中通氨气的作用有

10、哪些？答案：增加NH的浓度，有利于NHCl析出44使NaHCO 转化为NaCO ，提高析出NHCl。32345 左右3、侯氏制碱法的现实意义1符合现在提倡的“绿色化学的要求：2提高了原料NaCl的利用率，不产生无用的CaCl 。22表达了大规模联合生产的优越性：2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 CO ，可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用Cl-，可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥。降低了本钱，提高了综合经济效益。2二、化工生产的根本原理充分利用原料表达物料平衡思想。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

11、原料气的转化率。充分利用能量表达能量守恒思想。例如：假设存在放热步骤，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；假设不存在放热步骤，要设计出充分利用燃料和充分利用能量的工艺。保护环境表达绿色化学思想：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到达。答案：循环空气 热交换 百分之百【例题精讲】31.联碱法候氏制碱法和氨碱法的生产流程简要表示如以下图：3CO食盐水X2II石灰石XII3NH沉淀3合成氨厂煅烧炉Na COCO2沉淀煅烧池23ZNa CO池炉23YNHI3母液食盐细粉NH ClCaOI母液W冷却至10以下，过滤4联碱法候氏制碱法生产流程示

12、意图氨碱法生产流程示意图沉淀池中发生反响的化学方程式为。填写化学式：X是，Y是；Z中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有；排出液第 6 页哈佛北大精英创立中的溶质除了氢氧化钙外，还有。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缘由是。氨碱法总反响过程可用化学方程式表示为。依据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推想，所得结论正确。a常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 b通入氨气能增大NH+的浓度，使氯化铵更多析出4c参加食盐细粉能提高Na+NaHCO3d. 通入氨气能使NaHCO 转化为NaCO ，提高析出的NHCl3234联碱法中，每当通入NH 44.8L已折合成

13、标准状况下时可以得到纯碱100.0g，则NH 的利用率为；相33比于氨碱法，氯化钠的利用率从70%提高到 90%以上，主要是设计了另一项优点。填上述流程中的编号。指出联碱法的绿色化学的重要原则之一是提高反响的原子利用率。依据“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%=。2依据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，试验室制备纯碱NaCO 的主要步骤是：23将配制好的饱和NaCl 溶液倒入烧杯中加热，把握温度在3035，搅拌下分批参加研细NHHCO30NaHCO433蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2 小时，得NaCO 固体。23四种盐在不同温度下的溶解度g/100

14、g 水表温度盐 溶解度0102030405060100NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NHHCO4311.915.821.027.0NaHCO3NHCl46.929.48.133.39.637.211.141.412.745.814.550.416.455.3 77.335NHHCO43请答复： 反响温度把握在3035，是由于假设高于35，则， 假设低于30，则，为把握此温度范围，实行的加热方法为。 加料完毕后，连续保温30分钟，目的是。静置后只析出NaHCO晶体的缘由是。3用蒸馏水洗涤NaHCO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

15、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NH Cl4 测试纯碱产品中NaHCO 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312c mol/L的HCl红色到无色指示CO2+H+ HCO反响的终点，所用HCl 溶液的体积为VmL，再33112HClHCl第 7 页哈佛北大精英创立V第 7 页哈佛北大精英创立2质量分数的计算式：NaHCO。331Solvay 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

16、酸性b.强碱性c.接近中性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：参加和，得到重要的副产品。侯德榜法中 是局部循环使用的。假设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。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。a.b. 答案1.1NaCl + NH + CO +HO NaHCO+ NHCl 2CONHNaCO、NHClCaCl、NaCl 332234232342防止生石灰先跟溶液中的NaHCO反响产生碳酸钙沉淀CaCO +2NaCl NaCO +CaCl4

17、bd 594.3%33232循环避开产生大量含有CaCl62NH+2NaCl+CO+HO2NaCO+2NHCl，所以：原子利用率%234322目标产物总产量100% m(Na CO2) m(NHCl)4100%反响物总质量m(NaCl) m(NH3) m(CO2) m(H O)22. NHHCO分解反响速率降低水浴加热43 使反响充分进展NaHCO的溶解度最小NaCl NHCl NHHCO NaHCO3HCl3NaCl NHCl NHHCO4434433.1HO+NH+CONHClNa+、HCO-c23243石灰 氨气或氨气和局部二氧化碳氨气 食盐 NHCl 食盐或食盐和二氧化碳4MgOHCa

18、CO 写MgCO233本钱较低；可同时制得氮肥；简洁把握碱度 或其它合理答案第 8 页哈佛北大精英创立课后作业11892 年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3 为原料生产Na2CO3,叫索尔维法其主要步骤是：(1)NH33NaCl CO2 NaHCO3；(2)NaHCO焙烧制得纯碱，CO循环使用；(3)在析出小苏打的母32液中参加生石灰，NH3 循环使用1940 年，我国有名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维”法的技术封锁，并加以改进，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有名的“侯氏制碱法”试答复：32在氨饱和NaCl 溶液中

19、通入CO2 的两步反响方程式为。不能在NaCl 溶液中通入CO2 制NaHCO3 的缘由。(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。232221892 年比利时人索尔维以NaCl、CO 、NH 、H O 为原料制得了纯洁的Na CO 23223从理论上看，循环生产是否需要再补充NH ？。3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，制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，再与饱和食盐水反响。该法与氨碱法不同之处有二

20、点：。3从理论上看，每再生产1mol Na2CO ，再补充的物质及其物质的量分别是。33231942 年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH 、CO NaHCO ，进而生产出纯碱，他的“32第 9 页哈佛北大精英创立法”为世界制碱工业做出了突出奉献。有关反响的化学方程式如下：3224NH CO H ONH HCO32243NH4HCO3NaClNaHCONHCl ；3232342NaHCONa CO CO H O3232341 “ 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应方程式；合成氨为放热反响，假设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。高温

21、 b低温 c常温 d高压 e低压 f常压碳酸氢铵与饱和食盐水反响，能析出碳酸氢钠晶体的缘由是。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某探究活动小组依据上述制碱原理，欲制备碳酸氢钠，同学们按各自设计的方案进展试验。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，试验装置如以下图所示图中夹持、固定用的 仪器未画出。请答复：写出甲中发生反响的离子方程式。乙装置中的试剂是。试验完毕后，分别出NaHCO3 晶体的操作是填分别操作的名称。其次位同学：用图中戊装置进展试验其它装置未画出。为提高二氧化碳在此反响溶液中被吸取的程度，试验时，须先

22、从a 管通入气体，再从b 管中通入气体。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 请你再写出一种试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)NHHOCO NHHCONHHCONaCl NHClNaHCO322434343HCOCONaCl23210 页哈佛北大精英创立2NHClCaOCaClHO2NH4223NHClCaCl ，原料NaCl421不需要2a氯化钠未能充分利用；b产生CaCl废弃物2将NHClNH43 对分别出NaHCO3NHCl 后含NaCl42mol NaCl；2mol NH；1 mol CO32312cN +3H22催化剂2NH3高温高压b、dCaCO + 2H+ Ca2+ + HO + CO322 饱和碳酸氢钠溶液 过滤其次位同学：NH氨 CO 二氧化碳 g32向烧碱溶液中通入过量C