侯式制碱法原理和简单流程.docx

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1、精锐教育学科老师辅导讲义大家编号：班级：高三课时数：3大家姓名：辅导科目：化学学科老师:授课主题侯式制碱法原理和简洁流程教学目的侯氏制碱法在上海高考中占有比较特别的地位，消失的几率较大；常考的学问点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，同学在温度的掌握和母液的处理上消失的错误几率较大。教学内容募用客顾蕈一一年上网同与61T系小维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（）A.原料采用率高B.设施少C.循环采用的物质多D.原料易得2.【2022年上海高考八】碳酸氢铉是一种重要的钱盐。试验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢钺，用碳酸氢钱和氯化钠可制得纯碱。完成下列填

2、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，最终析出NH4HCO3晶体。3 .【2022年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成下列填空：D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。AB2）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。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，其缘由是。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详细方法是：,o5）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

3、子方程式为：滤液D加石灰水.前先要加热，缘由是。6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。假如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年上海高考五26（八）我们国家化学侯德榜（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(提取副产上述生产纯碱的方法称,副产品的一种用途为O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o(4)使原料氯化钠的采用率从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O为检脸产品碳酸钠中是否含有氯化钠，

4、可取少量试样溶于水后，再滴加向母液中通氨气，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NIV的浓度，使NH4Cl更多地析出(b)使NaHCO3更多地析出使NaHCo3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度答案：1.A2. (NH4)2CO33. 1)Ca(OH)2或CaONa。32)溶解过滤蒸发过滤3)有晶体析出(或消失浑浊)碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大4) NHCI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5) NH4+0HNH3TH2O防止加入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，削减碳酸氢根的量，从而削减氢麦

5、根的消耗，使铁根完全转化为氨气放出，同时产生碳酸钙的含量也相应的削减)_84(w1-n2)Ai=31s4. (1)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)(2) NH3+CO2+H2O+NaCINHXINaHCO31或NH3+CO2+H20NH4HCo3NH4HCO3+NaCINaHCO31+NH4CI(3) CO2(4)I过滤(5)稀硝酸和硝酸银溶液(6)ac暮号冏并铸【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

6、验原理化学反应原理是：总反应为：将经过滤、洗涤得到的NaHCQ3微小晶体再加热，制得纯碱产品：答案：化学反应原理：NH3+CO2+H2ONH4HCO3总反应：NaJ电视+NH3+CO2+H2ONaHCO3J+NH4Cl二、氨碱法(又称索尔维法)1 .原料：食盐(氯化钠)、石灰石(经燃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铁溶液，将经过滤、洗涤得到的NaHC(M散小晶体，再加热燃烧制得纯碱产品。2NaHCOyNa2CO5+CO2+H2O(放出的二氧化碳气体可回收循环使用)含有氯化镀的滤液与石灰乳Ca(OH)2

7、混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。CaO+H2OCa(OH)2,2NH,C1+Ca(OH)2CaC12+2NH3t2H,0其工业流程图为：其工业生产的简洁流程如图所示：3 .氨碱法的优点是：(1)原料(食盐和石灰石)廉价；(2)产品纯碱的纯度高；(3)副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；(4)制造步骤简洁，适合于大规模生产。4 .氨碱法的缺点是：(1)产生大量无用的副产品CaCl2(2)NaCl采用率只有70%,约有30%的NaCl留在母液中。(3)设施多，耗能大。三、联合制碱法(又称侯氏制碱法)1 .原料：食盐、氨气和二氧化碳一一合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。2 .步骤：联合制碱法

8、包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同：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，再煨烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化镂和氯化钠的溶液。其次个过程是从含有氯化铉和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铉晶体。由于氯化镀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，而且氯化镀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，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化镀单独结晶沉淀析出，经过漉、洗涤和干燥即得氯化镀产品。此时滤出氯化镀沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。其工业生产的简洁流程如图所

9、示：此法优点：保留了氨碱法的优点，消退了它的缺点，使食盐的采用率提高到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。【争论】1、索尔维实行了哪些措施来提高氨的采用率？(1)(2)(3)答案：(1)先制得氮化的饱和食盐水，再与C02反应(2)使CO?与氯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氮气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行处理？从化学原理上分析实行这些处理措施的缘由。(1)向母液中加食盐细粒【思索】向向母液中加食盐细粒的目的是什么？

10、答案：降低氯化锭在氯化钠中的溶解度，便于氯化铁的析出(2)向母液中通氨气【思索】向母液中通氨气的作用有哪些？答案：增加NH；的浓度，有利于NHCI析出使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出NH4CI的纯度。(3)降温至5C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：提高了原料(NaCl)的采用率，不产生无用的CaCl2。(2)体现了大规模联合生产的优越性：采用一个厂的废料，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cr,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。二、化工生产的基本原理(1)充

11、分采用原料一体现物料平衡思想例如：合成氨生产、纯碱生产中都有原料采用的工艺；接触法制硫酸、氨氧化制硝酸中都采用廉价的来提高原料气的转化率。(2)充分采用能量一体现能量守恒思想例如：若存在放热步骤，可通过列管式器采用放出的热量对需要加热的物料进行预热；若不存在放热步骤，要设计出充分采用燃料和充分采用能量的工艺。(3)爱护环境一体现绿色化学思想：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，合成产品的原子采用率尽量达到。答案：循环空气热交换百分之百【例题精讲】例L联碱法(候氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图：食盐细粉联碱法(候氏制碱法)生产流程示意图冷却至I(TC以下，过漉Mh

12、ClNa2CO,(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为O(2)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;排出液中的溶质除了氢氧化钙外，还有O(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缘由是。氨碱法总反应过程可用化学方程式表示为O(4)依据联碱法中从母液中提取氯化铉晶体的过程推想，所得结论正确是一Oa.常温时氯化钱的溶解度比氯化钠小b.通入氨气能增大NH；的浓度，使氯化钺更多析出c.加入食盐细粉能提高Na的浓度，使NaHeO3结晶析出d.通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NHjCI纯度(5)联碱法中，每当通入N&44

13、.8L(已折合成标准状况下)时可以得到纯碱100.0g,则NL的采用率为;相比于氨碱法，氯化钠的采用率从70%提高到90%以上，主要是设计了(填上述流程中的编号)。指出联碱法的另一项优点o(6)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子采用率。依据“联合制碱法”总反应，列出计算原子采用率的表达式：原子采用率()=O例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N&COs的主要步骤是：将配制好的饱和NaCI溶液倒入烧杯中加热，掌握温度在3035,搅拌下分批加入研细的NHHC03固体，加料完毕后，连续保温30分钟，静置、过滤得NaHC晶体。用少量蒸悟水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼

14、烧2小时，得Na2COs固体。四种盐在不同温度下的溶解度(g100g水)表温度盐溶解度Ot1020304050601000CNaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0-一NaHCo36.98.19.611.112.714.516.4NH1Cl29.433.337.241.445.850.455.377.335CNHdHCO3会有分解请回答：反应温度掌握在3035,是由于若高于35,则一,若低于30,则,为掌握此温度范围，实行的加热方法为o加料完毕后，连续保温30分钟，目的是o静置后只析出NaHCo3晶体的缘由是o用蒸储

15、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)，需加入,并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH1测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：精确称取纯碱样品饱，放入锥形瓶中加蒸储水溶解，力口12滴酚酰指示剂，用物质的量浓度为c(molL)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示C03-+HHCO反应的终点)，所用HCI溶液的体积为PmL,再力口1-2滴甲基橙指示剂，连续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCI溶液总体积为KfliLo写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHeo3%=o例3.(1)S。IVay制碱(氨碱)法和侯德榜(联合)制碱法的基本原理均可用反应方程式