微专题-化工生产-纯碱工业(侯氏制碱法和索氏制碱法)
侯氏制碱法与索尔维制碱法
侯氏制碱法与索尔维制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)的比较一、氨碱法(又称索尔维法)以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。
先使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铵溶液。
其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 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。
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O。
氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜;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;制造步骤简单,适合于大规模生产。
但氨碱法也有许多缺点:首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的钠离子(Na+)和石灰石成分里的碳酸根离子(CO32-)结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(Cl-)和石灰石的另一成分钙离子(Ca2+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(CaCl2),因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。
氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
二、联合制碱法(又称侯氏制碱法)将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。
原料是食盐、氨和二氧化碳—合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。
其化学反应原理是:C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2联合制碱法包括两个过程: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,再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。
第二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。
[化学史料]纯碱工业近代史与侯氏制碱法
纯碱工业近代史与侯氏制碱法黄明建人类早期用碱主要有两个来源:一是天然碱,源于碱湖;二是植物碱,将植物(如海藻)烧成灰后,经水浸、过滤、浓缩结晶后的提取物。
18世纪中叶,由于玻璃、肥皂、皮革等工业生产规模的扩大,使纯碱的市场需求量也迅速增大。
正是在这一时期,英法七年战争(1756~1763)导致法国纯碱供应严重短缺。
1775年,法国科学院悬赏征求制碱方法。
直至1789年,法国医生路布兰(N.Lebelanc )终于发明了一种有实用价值的制碱法,并于1791年获得法国专利权。
路布兰制碱法路布兰以食盐、硫酸、煤及石灰石为原料制得纯碱。
食盐与硫酸作用生成硫酸钠(也有国家用芒硝代替硫酸和食盐),再同石灰石、煤混合,置于反射炉或旋转炉于950~1000℃下煅烧。
主要反应原理: 2NaCl + H 2SO 4 == Na 2SO 4 + 2HClNa 2SO 4 + 2C == Na 2S + 2CO 2↑ (同时有CO 生成)Na 2S + CaCO 3 == Na2CO 3 + CaS 索尔维制碱法(氨碱法)1861年,比利时人索尔维(E.Solvay )在其父煤气厂从事稀氨水的浓缩工作时,发现用饱和食盐水吸收氨和二氧化碳时能制得重(chóng )碱——碳酸氢钠,继而可制得纯碱。
索尔维制碱法(或称氨碱法)就此产生,并获得利用海盐、氨和石灰石制取纯碱的专利。
1863年,索尔维正式筹资办厂,很快迫使路布兰法退出历史舞台。
其生产工艺的主要流程:高温高温高温主要反应原理:CaCO 3 == CaO + CO 2↑NaCl + NH 3 + CO 2 + H 2O = NaHCO 3↓+ NH 4Cl 2NaHCO 3 == Na 2CO 3 + CO 2↑+ H 2O2NH 4Cl + Ca(OH)2 == CaCl 2 + 2NH 3↑+ H 2O生产中,先要精制饱和食盐水的原因,是为了除去混在食盐中的Mg 2+和Ca 2+,避免在后续工序中生成难溶的氢氧化物和碳酸盐,影响传热,甚至堵塞管道,还影响产品的质量。
5.3化工生产--侯氏制碱法1-lu
a、c
(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
侯德榜制碱法 原料: CO2 、NH3、NaCl
2NaHCO3 产物的生成: △
Na2CO3 + CO2 + H2O
滤液:NaCl 滤渣:NH4Cl
1、通入NH3: a、增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析 出 b 、使 NaHCO3 转化为 Na2CO3 ,提高析 出NH4Cl的纯度 2 、 降 温 , 并 加 入 过 量 NaCl : 低 温 时 NH4Cl 溶解度比NaCl小,所以可 以使NH4Cl析出,同时补充Na+
CO2 :高温下焦炭与水蒸气的反应 NH3 :工业合成氨的反应
22 n
原料来 源 循环物 质 优缺点
CO2 :石灰石的煅烧 NH3 :Ca(OH)2与NH4Cl的反应
CO2
NH3
CO2
NaCl
优点: 1、原料(食盐和石灰石)便宜; 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、制造步骤简单,适合于大规模生产。 1、 NaCl利用率低 缺点: 2、生成用途不大的CaCl2
索尔维制碱法
原料: CO2 、 NaCl、 NH3
△ 产物的生成: 2NaHCO3
Na2CO3 + CO2 + H2O
Ca(OH)2 NH3 + CaCl2 滤液的处理( NH4Cl、NaCl)
索尔维法的优点: 1、原料(食盐和石灰石)便宜;
2、产品纯碱的纯度高; 3、副产品氨和CO2都可循环使用; 4、步骤简单,适合于大规模生产。
索尔维制碱法与侯氏制碱法
文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.补充:索尔维制碱法与侯氏制碱法(08.29)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、氨碱法(又称索尔维法)它是比利时工程师苏尔维(1838〜1922)于1892年发明的纯碱制法。
他以食盐(氯化钠)、石灰石(经锻烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。
先使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钱溶液。
其化学反应原理是:NaCl+NH』+H?0+C0尸NaHCO』J +网6将经过滤、洗涤得到的NaHC0$微小晶体,再加热锻烧制得纯碱产品.2NaHC03=Na2C03+H=0+C0: t放出的二氧化碳气体可回收循环使用•:含有氯化彼的滤液与石灰乳[Cd(0H)2】混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。
CdO+H:O =Ca(0H)c, 2NH>Cl+Ca(0H):=CaC12+2NH3 t +2H;0 其工业生产的简单流程如图所示。
氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜;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;制造步骤简单,适合于大规模生产。
但氨碱法也有许多缺点:首先是两种原料的成分里都只利用了一半一一食盐成分里的钠离子(NJ)和石灰石成分里的碳酸根离子(C0D结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(CD和石灰石的另一成分钙离子(Cf+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(CaCl:),因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。
氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%〜74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
二、联合制碱法(又称侯氏制碱法)它是我国化学工程专家侯德榜(1890〜1974)于1943年创立的。
微项目揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法-2024-2025学年高考化学总复习(配鲁科版)PPT课件
H++
③“盐析”过程 NH+ 4 +Cl- NH4Cl(s) 增大 c(Cl-)使平衡右移,析出 NH4Cl 沉淀。 ④“冷析”过程 NH4Cl 的溶解度随温度升高而增大,NH+ 4 (aq)+Cl-(aq) 温时,平衡右移,析出 NH4Cl 沉淀。
NH4Cl(s) ΔH<0,降
1.(2023·德州期末)索尔维制碱法制备纯碱的制备流程如图所示,其反应原理与
(2)实验现象 随着CO2的不断通入,试管中溶液的红色逐渐褪去后,溶液中出现白色沉淀。 (3)理论解释
(4)基本工艺流程
(5)发生的主要反应 NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl, CaCO3=高==温==CaO+CO2↑, CaO+H2O===Ca(OH)2, 2NH4Cl+Ca(OH)2==△===2NH3↑+CaCl2+2H2O, 2NaHCO3==△===碱法的创新 (1)侯氏制碱法工艺流程图
(2)侯氏制碱法的分析思路
(3)平衡思想在侯氏制碱法中的应用 ①“吸氨”过程 NH3+H2O NH3·H2O NH+ 4 +OH- 不断通入 NH3 会使平衡右移,c(NH+ 4 )、c(OH-)增大,可使平衡 HCO-3 CO23-右移,产生溶解度更大的 Na2CO3。 ②“碳酸化”过程 CO2+H2O H2CO3 H++HCO- 3 因“吸氨”过程中 c(OH-)增大,而使此平衡右移,产生大量 HCO- 3 。
的侯微
第 7
创氏项 章
造制目 性碱
物 质
——
应法揭 用秘
在 水 溶
索 化尔 学维
液 中 的 行 为
平制
衡碱
思法
想和
内容说明 1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系,学会分析溶液中的微粒 和平衡,理解平衡之间的相互影响,能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。 2.通过了解工业制碱的原理,体会化学原理的巧妙应用,了解我国科学家对制 碱工业作出的巨大贡献。
索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)---精品资料
联合制碱法包括两个过程: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, 再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠 的溶液。第二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,向滤液中加入 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、洗涤和干燥即得氯化铵产品。 此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化 钠饱和,可回收循环使用。其工业生产的简单流程如 图所示。
联合制碱法与氨碱法比较,其最大的优点是使 食盐的利用率提高到96%以上,应用同量的食 盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用 了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子,同时,生 产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨 厂的废气二氧化碳,转变为碱厂的主要原料来 制取纯碱,这样就节省了碱厂里用于制取二氧 化碳的庞大的石灰窑;将碱厂的无用的成分氯 离子(Cl-)来代替价格较高的硫酸固定氨厂 里的氨,制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有 多大用处,又难于处理的氯化钙,减少了对环 境的污染,并且大大降低了纯碱和氮肥的成本, 充分体现了大规模联合生产的优越性。
二、联合制碱法(又称侯氏制碱法) 它是我国化学工程专家侯德榜 (1890~1974)于1943年创立的。 是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合 起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产 品的方法。原料是食盐、氨和二氧化 碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时 的废气。其化学反应原理是: C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2
氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜;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;制造步骤简单,适合于大规模生产。但氨碱法 也有许多缺点:首先是两种原料的成分里都只利用了 一半——食盐成分里的钠离子(Na+)和石灰石成 分里的碳酸根离子(CO32-)结合成了碳酸钠,可 是食盐的另一成分氯离子(Cl-)和石灰石的另一成 分钙离子(Ca2+)却结合成了没有多大用途的氯化 钙(CaCl2),因此如何处理氯化钙成为一个很大的 负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只 有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为 废液被抛弃了,这是比利时工程师苏尔维(1838~ 1922)于1892年发明的纯碱制法。他以 食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生 石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯 碱。先使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 酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原 理是: NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+ NH4Cl
索尔维制碱法与侯氏制碱法
NH4Cl
索尔维制碱法与 侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联
碱法)
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、氨碱法(又称索尔维法) 制碱法包括两个过程: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, 再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠 的溶液。第二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,向滤液中加入 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、洗涤和干燥即得氯化铵产品。 此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化 钠饱和,可回收循环使用。其工业生产的简单流程如 图所示。
氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜;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;制造步骤简单,适合于大规模生产。但氨碱法 也有许多缺点:首先是两种原料的成分里都只利用了 一半——食盐成分里的钠离子(Na+)和石灰石成 分里的碳酸根离子(CO32-)结合成了碳酸钠,可 是食盐的另一成分氯离子(Cl-)和石灰石的另一成 分钙离子(Ca2+)却结合成了没有多大用途的氯化 钙(CaCl2),因此如何处理氯化钙成为一个很大的 负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只 有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为 废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
侯氏制碱法勒布朗制碱法索尔维制碱法
四、侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点: 1、相同点: 原理相同
NaCl+NH3+H2O+CO2→NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
2、不同点:
索氏制碱法(氨碱法)
滤液处
理方法 Ca(OH)2+2NH4Cl →2NH3+CaCl2+2H2O
Ca(OH)2来源: CaCO3→CaO+CO2
NH4Cl又可以与熟石灰反应,产生NH3,重新作为原料使用:
2NH4Cl+Ca(OH)2→2NH3↑+CaCl2+2H2O (NH3循环使用)
思考:为什么在饱和食盐水中先通入氨气?
标准状况下CO2和NH3在水中的溶解度如下表所示
溶解性(体积比)
溶液的密度 (g ·cm-3)
饱和溶液的物质的量 浓度(mol ·L-1)
缺点:1、 NaCl利用率低
2、生成用途不大的CaCl2
三、侯氏制碱(联合制碱法) 侯氏制碱法的流程图(联合制碱法)
1、合成氨工厂的反应:
N2的制取:空气液化
高温
高温
H2、CO2的制取: C+H2O(g)→ H2+CO 、CO+H2O(g) → H2+CO2
NH3的合成: N2+3H2 → 2NH3
CO2 1 : 1.7
~1
~0.076
NH3 1 : 700
0.88
~18
❖ 即:NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O (溶液中)+CO2(后加) =NH4Cl+NaHCO3↓ (溶解度一般,因为不 断添加原料达到溶液饱和才沉淀)
索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)
联合制碱法与氨碱法比较,其最大的优点是使 食盐的利用率提高到96%以上,应用同量的食 盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用 了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子,同时,生 产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨 厂的废气二氧化碳,转变为碱厂的主要原料来 制取纯碱,这样就节省了碱厂里用于制取二氧 化碳的庞大的石灰窑;将碱厂的无用的成分氯 离子(Cl-)来代替价格较高的硫酸固定氨厂 里的氨,制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有 多大用处,又难于处理的氯化钙,减少了对环 境的污染,并且大大降低了纯碱和氮肥的成本, 充分体现了大规模联合生产的优越性。
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二、联合制碱法(又称侯氏制碱法) 它是我国化学工程专家侯德榜
(1890~1974)于1943年创立的。 是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合 起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产 品的方法。原料是食盐、氨和二氧化 碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时 的废气。其化学反应原理是: C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2
1922)于1892年发明的纯碱制法。他以 食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生 石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯 碱。先使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 酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原 理是: NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+
NH4Cl
联合制碱法包括两个过程: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, 再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠 的溶液。第二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,向滤液中加入 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、洗涤和干燥即得氯化铵产品。 此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化 钠饱和,可回收循环使用。其工业生产的简单流程如 图所示。
侯氏制碱法+勒布朗制碱法+索尔维制碱法
纯碱是重要的化工原料之一,也是大众消费 品,广泛应用于玻璃工业、钢铁工业、化学 工业、医药工业、搪瓷、纺织、印染、造纸、 食品等多种工业的生产。1983年,世界纯碱 产量为30Mt。 纯碱工业始于18世纪末,法 国人勒布朗,比利时人索尔维,中国人侯德 榜等,都先后作出了突出的贡献。
索尔维法的优点: 1、原料(食盐和石灰石)便宜;
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、制造步骤简单,适合于大规模生产。
缺点:1、 NaCl利用率低
2、生成用途不大的CaCl2
三、侯氏制碱(联合制碱法) 侯氏制碱法的流程图(联合制碱法)
1、合成氨工厂的反应:
N2的制取:空气液化
X
合成氨厂
NH3
沉淀池
循环II
煅烧炉
Na2CO3
循环I
NH3
母液
(提取副产品)
(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I
(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 过滤
。
(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
稀硝酸和硝酸银溶液
。
(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
优点:1、提高了NaCl利用率
2、产生了有用的化工原料 和肥 料 NH4Cl
1、 NaCl利用率低 缺点: 2、生成用途不大的CaCl2
课堂练习1: (05上海)我国化学侯德榜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
X
NH3
合成氨厂
沉淀池
循环II
煅烧炉
氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法
氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法2008-10-13 15:17索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)郭永斌发表于 2006-8-10 19:15:28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、氨碱法(又称索尔维法)它是比利时工程师苏尔维(1838~1922)于1892年发明的纯碱制法。
他以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。
先使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铵溶液。
其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl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。
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。
含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。
CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜;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;制造步骤简单,适合于大规模生产。
但氨碱法也有许多缺点:首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子(Na+)和石灰石成分里的碳酸根离子(CO32-)结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(Cl-)和石灰石的另一成分钙离子(Ca2+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(CaCl2),因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。
氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
二、联合制碱法(又称侯氏制碱法)它是我国化学工程专家侯德榜(1890~1974)于1943年创立的。
化学新教材人教版高中化学必修第一册微专题 纯碱的生产历史与侯氏制碱法
(2)Ⅲ的操作叫_过__滤__。
四、跟踪训练
解析 把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。 (3)Ⅳ的操作叫_灼__烧__。
解析 Ⅳ的操作是对NaHCO3进行加热,使其分解,同时使挥发性物质气化而除去, 该操作为灼烧。
四、跟踪训练
5.“索尔维制碱法”工艺流程如图所示,请回答下列问题:
(1)向饱和氯化钠溶液中先通入__N_H__3 _,效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl 溶液的化学方程式为_N_a_C__l+__N__H_3_+__C_O__2+__H__2O__=_=_=_N__aH__C_O__3↓__+__N__H_4_C_l__。 解析 由于氨气极易溶于水,所以向饱和NaCl溶液中先通入氨气,效果更好。反 应 制 得 NaHCO3 沉 淀 和 NH4Cl 溶 液 的 化 学 方 程 式 为 NaCl + NH3 + CO2 + H2O ===NaHCO3↓+NH4Cl。
四、跟踪训练
(2)索尔维制碱法除了得到纯碱外,还会产生一种废渣__C_a_C_l_2 _。侯氏制碱法在此工 艺上改进,不再使用碳酸钙制备CO2,而是在制备NH3的过程中制得CO2,则侯氏 制碱法在得到纯碱的同时还制得了_N__H_4_C_l_,此物质在农业上的用途是_作__氮__肥___。
解析 根据原子守恒可知反应后还有氯化钙生成。根据方程式NaCl+NH3+CO2+ H2O===NaHCO3↓+NH4Cl可知侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得氯化铵。铵盐 在农业上可作氮肥。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物
微专题 纯碱的生产历史与侯氏制碱法
一、路布兰制碱法
1791年法国医生路布兰首先取得专利,以食盐为原料,制得了纯碱,称为路布兰
纯碱生产—纯碱生产工艺路线分析与选择
2、芒硝制碱法
• 路布兰(N.Leblanc,17421806):世界上最早实现碳酸钠 的工业生产。
• 路布兰法。
2、芒硝制碱法
• 生产原理: • ①用H2SO4将NaCl转变成芒硝(即Na2SO4 )和HCl 。 • NaCl+H2SO4 → NaHSO4+HCl↑ ;NaCl+NaHSO4 → Na2SO4+HCl↑ • ②将Na2SO4与石灰石、煤粉配合入炉煅烧生成纯碱。 • Na2SO4+2C → Na2S+2CO2↑ ;Na2S+CaCO3 → Na2CO3+CaS • ③所得CaS再碳化以获取H2S ,作为生产硫酸的原料。
1、天然碱加工提纯
• 生长于盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠,可以从植物的灰烬中提取。 • 大量的碳酸钠来自地表碱湖,干旱、少雨,当冬季到来时,湖水中所含的碳酸钠结晶析
出,经简单的加工就得到天然碱。 • 18世纪中期工业革命以后,天然碱和从植物灰烬中提取的碱不能满足生产发展的需要,
纯碱工业随之发展起来。
用固体研细的洗盐, NaCl质量分数为98%。
硫酸根等积累,对过程有 影响。
减少附属设备,只添氯化 铵结晶系统。
对设备腐蚀严重
项目
操作
环境 能源 其他
原理
氨碱法
结果
原理
联碱法
结果
氨盐水较纯
每吨纯碱用5~6m3 母液含大量结合 每吨纯碱用9~10m3循环
氨盐水
氨
母液,单程钠利用率更低。
只要求析出重碱
• 联合制碱法:合成氨与氨碱法联合生产的工艺, 也称侯氏制碱法。
4、联碱法
①向饱和的NaCl溶液中通入NH3至饱和,再通入过量的CO2得到固体NaHCO3; ②将所得NaHCO3焙烧制得纯碱; ③向析出小苏打的母液中加入研细的NaCl,得到另一产品NH4Cl固体。
工业制碱的三种方法方程式
工业制碱的三种方法方程式宝子,今天咱来唠唠工业制碱的三种方法和它们的方程式呀。
一、氨碱法(索尔维制碱法)氨碱法可是个很经典的制碱法呢。
它的原料主要是食盐(氯化钠)、石灰石(碳酸钙)和氨。
这个过程呀,首先是把石灰石煅烧,方程式是CaCO_3 {高温}{===} CaO + CO_2↑。
这一步就得到了二氧化碳呢。
然后呀,氨气、二氧化碳和水、氯化钠反应,化学方程式是NaCl + NH_3+ CO_2 + H_2O = NaHCO_3↓+ NH_4Cl。
碳酸氢钠溶解度比较小就沉淀出来啦。
最后再把碳酸氢钠加热分解得到纯碱(碳酸钠),方程式是2NaHCO_3 {}{===} Na_2CO_3 + H_2O+ CO_2↑。
氨碱法在工业上曾经可是非常重要的制碱方法哦。
二、联合制碱法(侯氏制碱法)侯氏制碱法可就更厉害了呢。
它把制碱和制氨肥结合起来了。
这个反应的主要方程式和氨碱法有点像。
也是先有NH_3+ CO_2 + H_2O = NH_4HCO_3,然后NH_4HCO_3 + NaCl = NaHCO_3↓+ NH_4Cl。
这里碳酸氢钠沉淀出来,再加热分解得到纯碱,2NaHCO_3 {}{===} Na_2CO_3 + H_2O+ CO_2↑。
不过呀,侯氏制碱法能把氯化铵这个副产物利用起来做氮肥,这就比氨碱法更环保、更经济啦。
三、天然碱法。
天然碱法就比较简单直接啦。
如果能找到天然的碱矿,比如有的碱矿里有碳酸钠的水合物。
要是是十水碳酸钠(Na_2CO_3·10H_2O),只要把它开采出来,经过一些简单的加工,像加热去除结晶水就可以得到碳酸钠啦,方程式就是Na_2CO_3·10H_2O {}{===} Na_2CO_3 + 10H_2O。
这种方法就比较依赖天然的碱矿资源,如果有这样的资源,那成本相对就会低一些呢。
这就是工业制碱的三种方法和它们的方程式啦,是不是还挺有趣的呀?。
[化学史料]纯碱工业近代史与侯氏制碱法
纯碱工业近代史与侯氏制碱法黄明建人类早期用碱主要有两个来源:一是天然碱,源于碱湖;二是植物碱,将植物(如海藻)烧成灰后,经水浸、过滤、浓缩结晶后的提取物。
18世纪中叶,由于玻璃、肥皂、皮革等工业生产规模的扩大,使纯碱的市场需求量也迅速增大。
正是在这一时期,英法七年战争(1756~1763)导致法国纯碱供应严重短缺。
1775年,法国科学院悬赏征求制碱方法。
直至1789年,法国医生路布兰(N.Lebelanc )终于发明了一种有实用价值的制碱法,并于1791年获得法国专利权。
路布兰制碱法路布兰以食盐、硫酸、煤及石灰石为原料制得纯碱。
食盐与硫酸作用生成硫酸钠(也有国家用芒硝代替硫酸和食盐),再同石灰石、煤混合,置于反射炉或旋转炉于950~1000℃下煅烧。
主要反应原理:2NaCl + H 2SO 4 == Na 2SO 4 + 2HCl Na 2SO 4 + 2C == Na 2S + 2CO 2↑(同时有CO 生成)Na 2S + CaCO 3 == Na 2CO 3 + CaS索尔维制碱法(氨碱法)1861年,比利时人索尔维(E.Solvay )在其父煤气厂从事稀氨水的浓缩工作时,发现用饱和食盐水吸收氨和二氧化碳时能制得重(ch óng )碱——碳酸氢钠,继而可制得纯碱。
索尔维制碱法(或称氨碱法)就此产生,并获得利用海盐、氨和石灰石制取纯碱的专利。
1863年,索尔维正式筹资办厂,很快迫使路布兰法退出历史舞台。
其生产工艺的主要流程:高温高温高温主要反应原理:CaCO 3 == CaO + CO 2↑NaCl + NH 3 + CO 2 + H 2O = NaHCO 3↓+ NH 4Cl 2NaHCO 3 == Na 2CO 3 + CO 2↑+ H 2O 2NH 4Cl + Ca(OH)2 == CaCl 2 + 2NH 3↑+ H 2O生产中,先要精制饱和食盐水的原因,是为了除去混在食盐中的Mg 2+和Ca 2+,避免在后续工序中生成难溶的氢氧化物和碳酸盐,影响传热,甚至堵塞管道,还影响产品的质量。
微专题1纯碱的生产历史与侯氏制碱法导学案高一上学期化学人教版
纯碱的生产历史与侯氏制碱法【方法与技巧】1.路布兰制碱法:1791年法国医生路布兰首先取得专利,以食盐为原料,制得了纯碱,称为路布兰制碱法制取原理与步骤①首先使氯化钠与硫酸反应,生成硫酸钠:2NaCl+H2SO4=====△Na2SO4+2HCl↑②然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4C=====高温Na2S+4CO↑③最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠:Na2S+CaCO3===Na2CO3+CaS制取方法评价路布兰制取纯碱,主要生产过程在固相中进行,难以连续生产,又需硫酸做原料,设备腐蚀严重,产品质量不纯,原料利用不充分,价格较贵,所以在20世纪20年代被淘汰2.索尔维制碱法:1861年比利时工程师索尔维发明的纯碱制法,是以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱工艺流程制取原理与步骤①在饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳,析出碳酸氢钠:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl②高温锻烧石灰石,生成的CO2通入饱和NaCl中,CaO制备石灰乳:CaCO3=====高温CaO+CO2↑、CaO+H2O===Ca(OH)2③氯化铵滤液与石灰乳混合加热:2NH4Cl+Ca(OH)2=====△CaCl2+2NH3↑+2H2O,反应产生的氨气循环使用④过滤、洗涤、煅烧碳酸氢钠晶体,得到纯碱产品:2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O,反应产生的二氧化碳循环使用。
总反应:CaCO3+2NaCl=====高温CaCl2+Na2CO3制取方法评价此法食盐利用率比路布兰制碱法高,产品较纯净,成本低缺点:原料中一半成分未能转化为产品3.侯氏制碱法:1943年我国化学工业科学家侯德榜发明创建了联合制碱法,即将氨碱法(又称索尔维制碱法)和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法(1)制取原理与步骤制备原料食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为C+H2O(g)=====高温CO+H2,CO+H2O(g)=====高温CO2+H2工艺流程制取原理与步骤①低温下先向饱和食盐水中通入氨气,然后通入二氧化碳可析出碳酸氢钠,再加入食盐细粉,因氯离子存在及低温条件使氯化铵溶解度突然降低,而食盐的溶解度变化不大,所以氯化铵析出而食盐不析出;再用氨饱和后通二氧化碳,结果相继析出NaHCO3和NH4ClNH 3+H 2O +CO 2===NH 4HCO 3;NH 4HCO 3+NaCl===NH 4Cl +NaHCO 3↓②加热使NaHCO 3分解得到Na 2CO 3,生成的CO 2可循环使用2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O(2)制取方法评价①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 2②利用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。
微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法
1微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用1.纯碱是重要的基础化工原料,其产量和消费量通常作为衡量一个国家工业发展水平的指标。
2.纯碱的用途⎩⎨⎧制造玻璃、洗涤剂、建筑材料等用于食品工业,如生产味精、作为食品添加剂等3.纯碱制法⎩⎨⎧路布兰法索尔维法侯氏制碱法解读索尔维制碱法:1.关键反应:NaCl +CO 2+H 2O +NH 3===NaHCO 3↓+NH 4Cl 。
2.模拟实验 (1)实验步骤用如图所示装置模拟索尔维法。
锥形瓶中装有碳酸钙粉末,分液漏斗中装有稀硫酸,试管中装有氨盐水,并滴有酚酞溶液。
用冰水浴降低试管内的温度。
打开分液漏斗,观察二氧化碳通入氨盐水的现象。
模拟索尔维法的实验装置(2)实验现象随CO 2的不断通入,溶液的红色逐渐褪去后,溶液中出现白色沉淀。
(3)问题探究①NaHCO 3可溶于水,为什么能得到NaHCO 3沉淀?试用化学平衡的原理解释原因。
提示:可溶性物质的溶解是存在限度的,当相应离子浓度过大时,可溶性物质也会析出,类似于沉淀溶解平衡。
索尔维法通过增大c (Na +)、c (HCO -3),使平衡Na ++HCO -3NaHCO 3(s)的Q <K ,平衡右移,产生沉淀。
②为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水,再通入二氧化碳?2提示:CO 2在水中溶解度较小,仅通入CO 2难以获得足量HCO -3;NH 3易溶于水,且能使H 2CO 3H ++HCO -3平衡右移,使HCO -3浓度增大。
③为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出?提示:开始时2NH 3·H 2O +CO 2===CO 2-3+2NH +4+H 2O ,随着CO 2通入,NH 3·H 2O 消耗完后生成的CO 2-3。
与CO 2、H 2O 反应:CO 2+CO 2-3+H 2O===2HCO -3,当c (HCO -3)增大至一定程度,产生NaHCO 3沉淀。
化工生产纯碱的制备
①联合制碱法将氯化铵作为一种化工产品,不再 生产氨循环使用; ②对分离出碳酸氢钠和氯化铵后含氯化钠的溶液 循环使用。
.
19
1、下图为纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:
(1)上述生产纯碱的方称 侯德榜制碱法 , 副产品的一种用途为 化 肥 。
(2)沉淀池中发生的化学反应方程式: NaCl+NH3+CO2 +H2O → NaHCO3↓+NH4Cl
C+H2O(g)
CO + H2
CO+H2O(g)
CO2 + H2
.
17
侯德榜制碱法的优点: ——联合制碱法
1、提高了氯化钠的利用率
2、同时得到了纯碱和氯化铵两种产品
3、综合利用了氨厂的废弃物 CO2,工厂设备 比氨碱法简单
.
18
3、氨碱法和联合制碱法比较
化工生产基本原理 优点 缺点
工艺不同之处 不同之处
(3)写出上述流程中X物质的分.子式 CO2 。
。
20
(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___Ⅰ____ (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__过___滤____。
(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
_____稀__硝__酸__和__硝__酸__银__溶__液___。
5.3 化工生产
.
1
二、联合制碱工业
.
2
纯碱的用途
玻璃
食品
制皂
造纸
.
纺织
3
自然界中有纯碱吗?
内蒙古鄂尔多斯 合同查汗淖碱湖
鄂尔多斯天然碱厂
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【纯碱工业】索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)氨碱法:先使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铵溶液。
其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2→NaHCO3↓+NH4Cl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。
2NaHCO3−−−→煅烧Na2CO3+H2O+CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。
含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的NH3可回收循环使用。
CaO+H2O→Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜;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;制造步骤简单,适合于大规模生产。
但氨碱法也有许多缺点:首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的Na+和石灰石成分里的CO32-结合成了Na2CO3,可是食盐的另一成分Cl-和石灰石的另一成分Ca2+却结合成了没有多大用途的CaCl2,因此如何处理CaCl2成为一个很大的负担。
氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%,其余的食盐都随着CaCl2溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
联合制碱法(又称侯氏制碱法):它是我国化学工程专家侯德榜(1890~1974)于1943年创立的。
是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。
原料是食盐、氨和二氧化碳(合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,其化学反应原理是:C+H2O→CO+H2 CO+H2O→CO2+H2)联合制碱法包括两个过程: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,再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。
第二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,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。
此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化钠饱和,可回收循环使用。
联合制碱法与氨碱法比较,其最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。
另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子,同时,生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。
将氨厂的废气二氧化碳,转变为碱厂的主要原料来制取纯碱,这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑;将碱厂的无用的成分Cl-来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨,制取氮肥氯化铵。
从而不再生成没有多大用处,又难于处理的氯化钙,减少了对环境的污染,并且大大降低了纯碱和氮肥的成本,充分体现了大规模联合生产的优越性。
【针对性练习1】1.烧碱的古老制法可表示为Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2NaOH,那时还没有合成氨工业。
其中的Na2CO3来自____。
(A)盐碱湖 (B)海水 (C)侯德榜联合制碱法 (D)氯碱工业2、我国著名化工专家侯德榜先生提出的“侯氏制碱法”大大推进了纯碱工业的发展,他的贡献之一是A.找到了新型高效催化剂 B.充分利用了能量C.提高了纯碱产品的纯度 D.有效减少了环境污染3.下列关于氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)说法错误..的是A.两者的原料来源相同 B.两者的生产原理相同C.两者对食盐利用率不同 D.两者最终产品都是Na2CO34、下列化学工业中,未涉及原料循环使用的是………………………………………………()A.侯德榜制碱法B.索尔维制碱法C.工业电解饱和食盐水D.工业炼铁5、“NaCl+CO2+NH3+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。
下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。
其中不正确的是( )A.甲同学说:该条件下NaHCO3的溶解度较小 B.乙同学说:NaHCO3不是纯碱C.丙同学説:析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵和氯化钠D.丁同学说:从该反应可以获得氮肥19.现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:有关说法错误的是A.反应Ⅰ原理为CO2 + NH3 + NaCl + H2O → NaHCO3↓ + NH4ClB.向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2,再通入足量的NH3C.反应Ⅰ生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱D.往母液中通入氨气,加入细小的食盐颗粒并降温,可使氯化铵析出CO2 Na 2CO 3X 食盐水 循环II循环I 母液NH 4Cl煅烧炉 合成氨厂沉淀池NH 3NH 3食盐细粉Z冷却至10℃以下,过滤联碱法(候氏制碱法)生产流程示意图CO 2Na 2CO 3X 食盐水,NH 3 母液煅烧炉煅烧沉淀池CaOY排出液W循环II循环I氨碱法生产流程示意图石灰石21.右图是工业制纯碱的部分物质转化示意图,下列推测错误的是 A .若是氨碱法,溶液c 可在转化流程中循环利用 B .若是联碱法,则L 的主要成分是NH 3 C .M 可在转化流程中循环利用 D .X 是NH 3,Y 是CO 221.工业生产中物质的循环利用有多种模式。
下列关于图中物质循环的表述错误的是(图中符号仅代表各自流程中的一种物质)A .图I 可用于合成氨中的N 2、H 2的循环B .图II 可用于氨氧化法制硝酸中NO 的循环C .图Ⅲ可用于氨碱法制纯碱中CO 2、NH 3的循环D .图Ⅲ可用于联碱法制纯碱中CO 2、NaCl 的循环 【针对性练习2】1(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为_______________________; (2)X 是________,Y 是_______(填化学式);(3)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________________________;饱和食盐水溶液a沉淀L溶液cM碳酸钠加入X 滤液b加入Y 水(4)从理论上分析,在氨碱法生产过程中_________(填“需要”、“不需要”)补充氨气,从原料到产品,氨碱法总反应过程用化学方程式表示,可写为______________________;(5)根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是_____;a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小b.通入氨气目的是使氯化铵更多析出c.加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度,促进碳酸氢钠结晶析出(6)联碱法中,每当通入NH3 (已折合成标准状况下)时可以得到纯碱,则NH3的利用率为______。
相比于氨碱法,指出联碱法的一项优点_________________。
2、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。
他以NaCl、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+NaCl →NaHCO3↓+NH4Cl ;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(1)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(填字母标号);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(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方案实验。
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,实验装置如右图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
试回答下列有关问题:(Ⅰ)乙装置中的试剂是(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是(填分离操作的名称)。
(IV)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:。
3、(1)Solvay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.强酸性b.强碱性c.接近中性Solvay 对母液的基本处理是:加入______。
Solvay 法中_____________是循环使用的。
侯德榜对母液的基本处理是:加入______和______,得到重要的副产品_________。
侯德榜法中____________________是部分循环使用的。
如果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)。
(2)工业上需要对溶液进行碱化时,常用氨水替代NaOH 。
好处何在,请说出你对此的看法。
4、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。
他利用NaHCO 3、NaCl 、NH 4Cl 等物质溶解度的差异,以食盐、氨气、二氧化碳等为原料制得NaHCO 3,进而生产出纯碱。
以下A 、B 、C 、D 四个装置可组装成实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO 3的实验装置。
装置中分别盛有以下试剂:B :稀硫酸C :盐酸、碳酸钙D :含氨的饱和食盐水、水A B C D四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g 水)表0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃ NaCl NH 4HCO 3 —① — — — NaHCO 3 — NH 4Cl(说明:①>35℃ NH 4HCO 3会有分解) 请回答以下问题:⑴装置的连接顺序应是_______________(填字母);⑵A 装置中盛放的试剂是_______________,其作用是_____________________;⑶在实验过程中,需要控制D 温度在30℃~35℃,原因是____________________________ , 为了便于控制此温度范围,采取的加热方法为___________;⑷将锥形瓶中的产物过滤后,所得的母液中含有_____________________(以化学式表示),可加入氯化钠,并进行_______操作,使NaCl 溶液循环使用,同时可回收NH 4Cl 。
⑸测试纯碱产品中NaHCO 3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1~2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CO 32―+H +→HCO 3―反应的终点),所用HCl 溶液体积为V 1mL ,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl 溶液滴定溶液由黄变橙,所用HCl 溶液体积为V 2mL 。