侯氏制碱法的原理及应用_带答案
侯氏制碱法的原理及应用
侯氏制碱法的原理及应用侯氏制碱法是一种常见的化学制碱方法,主要通过气体的吸收和反应来产生碱溶液。
其原理是将二氧化碳(CO2)气体与氢氧化钠(NaOH)溶液反应生成碳酸钠(Na2CO3)溶液和水(H2O),碳酸钠溶液即为所需的碱溶液。
侯氏制碱法的主要步骤包括气体的吸收和反应两个阶段。
首先,将二氧化碳气体通过气体吸收装置进入碱溶液中。
气体吸收装置通常采用喷淋器或者气体冷却器,将二氧化碳气体通过喷淋头或喷淋管冲击到溶液中,使气体分散为小气泡,增加气体与溶液之间的接触面积,利于吸收和反应的进行。
在二氧化碳与碱溶液的接触过程中,发生以下反应:CO2 + NaOH →NaHCO3碱溶液中的氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠(NaHCO3),该反应是一个可逆反应,与二氧化碳浓度和温度等因素有关。
当溶液中的二氧化碳浓度较高,反应过程向产生碳酸氢钠的方向进行;而当二氧化碳浓度较低或者温度较高时,碳酸氢钠会被分解成水、二氧化碳和氢氧化钠。
为了保证反应向产生碳酸钠的方向进行,需要控制二氧化碳的浓度和温度。
控制二氧化碳浓度可以通过调节吸收装置和管道之间的气压差等方法实现,而控制温度则可以通过冷却装置或者加热装置实现。
在吸收和反应过程结束后,通过沉淀和过滤等方法将产生的碳酸氢钠溶液中的杂质除去,然后将碳酸氢钠溶液进行加热脱水反应,将碳酸氢钠转化为碳酸钠溶液。
碳酸钠溶液是一种强碱,可以用于各种工业和化学实验中。
侯氏制碱法的应用非常广泛。
碳酸钠溶液可以作为成脑碱、洗衣碱、纺织工业中脱墨剂、金属清洗剂和锅炉水软化剂等的原料。
在冶金工业中,碳酸钠溶液可以用于金属表面的清洗和去除锈蚀。
在制药工业中,碳酸钠溶液可以作为药品的中间体或辅料。
在环保领域,碳酸钠溶液可以用于废水处理中的中和反应。
此外,碳酸钠溶液也可以作为实验室中的标准溶液,用于调节实验液的酸碱度。
由于侯氏制碱法制备的碳酸钠溶液质量稳定,配制方便,被广泛应用于科研、教育和工业生产等领域。
侯氏制碱法反应原理
侯氏制碱法反应原理
侯氏制碱法是以钠碱为催化剂以氯气为溶剂,以碳酸氢钠的混合溶液为原料,在恒定温度下是水热制碱的有效方法。
它是一种直接得到碱性碱的反应。
在实际的侯氏制碱反应过程中,使用氯气作为溶剂,可以把碳酸氢钠溶解在氯气气体中,当溶解度达到最大值时,混合溶液就会凝结,经历凝结时间以后就会发生气泡,这时制碱反应就完成了。
侯氏制碱反应的原理是在氯气的溶剂中,由于存在钠碱的催化作用,碳酸氢钠溶解度加大,碳酸氢钠随氯气的溶解度的增加而溶解,最终产生气泡,气泡发生的过程中碳酸氢钠会发生氢离子和碳酸根的离子分离,并将氢离子与碱性碱结合,然后生成碱性碱溶液。
在控制反应参数方面,主要包括温度、溶剂浓度、反应时间和催化剂浓度等。
首先,碱制作过程中,温度要保持在恒定位置,一般在100℃~110℃,可以有效提高反应效率;其次,溶剂浓度不宜过高,若溶剂浓度过高。
反应时间也要综合考虑的状态下,当溶剂浓度达到最大值时,就会发生气泡,经历凝结时间以后,就会发生气泡,这时反应就完成了;最后,催化剂浓度也是非常重要的参数,一般情况下,催化剂的浓度如果不足,反应时间会变得较长,而且反应效率也会降低。
对于侯氏制碱反应,其最大的优点是反应时间短,效率高,产品纯度高,反应过程温和,产物容易回收,成本节约。
另外,侯氏制碱反应体系可以调节,可以根据实际的需要,调节碱的溶液的纯度、浓
度和温度,以适应不同的应用需求。
总而言之,侯氏制碱反应作为一种直接生产碱性碱溶液的有效方法,具有反应时间短、效率高、产品纯度高、成本低、温和可控等特点,是当今工业和农业中应用最广泛的反应方法。
侯氏制碱法
侯氏制碱法NH3与H20和CO2反应生成一分子的NH4HCC3,这是第一步。
第二步是:NH4HCQ与NaCI 反应生成一分子的NH4CI和NaHCQ沉淀。
根据NH4CI在常温时的溶解度比NaCI大,而在低温下却比NaCI 溶解度小的原理,在278K〜283K(5 C〜10 C )时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4CI单独结晶析出供做氮肥。
侯氏制碱法化学原理总反应方程式:NaCI + CO +NH3+H20=NaHCO J +NH4CI (可作氮肥)2NaHC03=Na2C03+H20+CQ f (C02循环使用)(以加热作为反应条件)(在反应中NaHCQ沉淀,所以这里有沉淀符号,这也正是这个方法的便捷之处)即:①NaCI(饱和溶液)+NH3 (先加)+H20 (溶液中)+C02 (后加)=NH4CI+NaHCQ J (NaHCQ 能溶于水,但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气,由于氯化钠溶液饱和,生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠,所以碳酸氢钠以沉淀析出)(先添加NH3而不是CC2:CC2在NaCI中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性(用无色酚酞溶液检验),能够吸收大量CC2气体,产生高浓度的HCC3-,才能析出NaHCC3晶体。
)2NaHCC3 (加热)=Na2CO3+H2O+CQ f侯氏制碱法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 %; NH4CI可做氮肥(氮肥不可与碱性物质混用,但可用草木灰检验其纯度)[2];可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化成CQ,革除了CaCO制CC2这一工序,减少可能造成的环境污染。
两个循环:一: 2NaHCO s=Na2CQ+H2O+CQ f (CQ循环使用)(以加热作为反应条件)二:向母液中加入食盐细粉,从而使NH4CI单独结晶析出供做氮肥。
第二个循环的具体操作:①通入氨气,冷却后,加入NaCI,使得NH4CI沉淀。
过滤后,得到较纯净的NH4CI晶体(产物),滤液为饱和食盐水(含有氨气分子),经处理后方可回到第一步循环利用;②不通氨气,冷却后,加入NaCI,使得NH4CI沉淀。
侯氏制碱法
侯氏制碱法侯氏制碱法氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。
第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5 ℃~10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
索氏制碱法原理NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl总反应方程式:NaCl + CO2 + H2O + NH3= NaHCO3 ↓ + NH4Cl2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)侯氏制碱法又名联合制碱法(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(3)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑即:①NaCl(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)②2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑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 %; 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 这一工序注:纯碱就是碳酸钠侯德榜1890年8月9日出生于福建省闽侯县自幼半耕半读,勤奋好学,有“挂车攻读”美名。
1903—1906年得姑妈资助在福州英华书院学习。
他目睹外国工头蛮横欺凌我码头工人,耳闻美国的旧金山种族主义者大规模迫害华侨、驱逐华工等令人发指的消息,使之产生了强烈的爱国心。
他曾积极参加反帝爱国的罢课示威1907—1910年就读于上海闽皖铁路学院。
毕业后,在英资津浦铁路当实习生。
侯氏制碱法的原理及应用
侯氏制碱法的原理及应用小结:工业制纯碱的方法:1.氨碱法(索尔维制碱法)向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和,然后在加压下通入CO 2(由CaCO 3煅烧而得),因NaHCO 3溶解度较小,故反应有:NH 3+CO 2+H 2O =NH 4HCO 3 NaCl +NH 4HCO 3=NaHCO 3↓+NH 4Cl 将析出的NaHCO 3晶体煅烧,即得Na 2CO 3: 2NaHCO 3∆====Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O 母液中的NH 4Cl 加消石灰可回收氨,以便循环使用2NH 4Cl +Ca(OH)2∆====CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O 此法优点:原料经济,能连续生产,CO 2和NH 3能回收使用.缺点:大量CaCl 2用途不大,NaCl 利用率只有70%,约有30%的NaCl 留在母液中。
2.联合制碱法(侯氏制碱法)根据NH 4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5℃~10℃)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.此法优点: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,使合成氨的原料气CO 转化成CO 2,革除了CaCO 3制CO 2这一工序。
例1 1892年,比利时人索尔维以NaCl 、CO 2、H 2O 、NH 3为原料生产Na 2CO 3,叫索尔维法.其主要步骤是:(1)在NH 3饱和的NaCl 溶液中通入CO 2制得NaHCO 3;(2)再将NaHCO 3焙烧制得纯碱,CO 2循环使用;(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰,NH 3循环使用.1940年,我国著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,加入母液使NH 4Cl 晶体析出,生产出纯碱和氯化铵.这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.试回答:(1)在氨饱和NaCl 溶液中通入CO 2的两步反应方程式为 。
侯氏制碱法原理及流程
侯氏制碱法原理及流程
侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
利用NaHCO₃在溶液中溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO₃。
再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl
将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO3:
2NaHCO3=== Na2CO3+CO2↑+H2O
根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaCl溶解度小的原理,在278K~283K(5℃~10℃)时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
基本介绍
侯氏制碱法原理,是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀,气体和难电离的物质生成。
要制纯碱,先制得溶解度较小的NaHCO3。
再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子,铵根离子,氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。
侯氏制碱法
侯氏制碱法概述侯氏制碱法是一种重要的化学工艺,用于生产纯度较高的碱性物质,特别是碳酸钠。
该工艺以其高效、低成本和环保的特点而受到广泛关注和应用。
本文将介绍侯氏制碱法的原理、工艺步骤和应用领域。
原理侯氏制碱法是基于碳酸氢钠(重碳酸钠)和氢氧化钠(纯碱)之间的化学反应。
该反应式如下:2 NaHCO3 + Ca(OH)2 → 2 NaOH + CaCO3 + H2O碳酸氢钠和氢氧化钙在适当的温度和压力条件下反应生成氢氧化钠、碳酸钙和水。
通过适当的分离和纯化步骤,可以得到纯度较高的碱性物质。
工艺步骤侯氏制碱法包括以下主要步骤:1.原料准备:碳酸氢钠和氢氧化钙是主要的原料,需要事先进行准备和处理。
2.反应装置:将溶剂和原料放入反应装置,通常是一种连续流动的反应器。
3.反应条件:控制适当的温度、压力和反应时间,以促使反应的进行。
4.分离和纯化:通过蒸馏、结晶、过滤等操作,将产物中的杂质分离出来,得到纯度较高的碱性物质。
5.产品收集和储存:将得到的碱性物质收集起来,并进行适当的包装和储存。
应用领域侯氏制碱法广泛应用于以下领域:1.玻璃制造:氢氧化钠是制作玻璃的重要原料之一,侯氏制碱法可以生产出高纯度的氢氧化钠,适用于玻璃行业的需求。
2.清洁剂制造:碱性物质常用于制作清洁剂,如洗衣粉、洗洁精等。
侯氏制碱法可提供具有较高纯度的碱性物质,提高清洁剂的质量。
3.化学合成:碱性物质在有机合成中起着重要的催化和中和作用。
侯氏制碱法可以生产出高纯度的碱性物质,适用于化学合成领域的需求。
4.食品加工:碱性物质在食品加工中有多种应用,如面包的发酵剂、调整食品pH值等。
侯氏制碱法可以生产出适用于食品加工的纯度较高的碱性物质。
总结侯氏制碱法是一种高效、低成本和环保的化学工艺,用于生产纯度较高的碱性物质,特别是碳酸钠。
通过控制适当的反应条件和进行分离纯化操作,可以得到适用于不同领域需求的碱性物质。
侯氏制碱法在玻璃制造、清洁剂制造、化学合成和食品加工等领域广泛应用。
侯氏制碱法的反应原理
侯氏制碱法的反应原理
侯氏制碱法原理,是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行.也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀,气体和难电离的物质生成.要制纯碱,先制得溶解度较小的NaHCO3.再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱.要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子,铵根离子,氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用.
其化学方程式可以归纳为以下三步反应.
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(首先通入氨气,然后再通入二氧化碳)
(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(NaHCO3溶解度最小,所以析出.)
加热
(3)2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3热稳定性很差,受热容易分解)
且利用NH4Cl的溶解度,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率.。
侯氏制碱法(自编)
专题侯氏制碱法1制备原理:侯氏制碱法是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行(实质为勒夏特列原理)•制备纯碱(NatCQ),主要利用NaHC3在溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCQ再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱. 要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用.2、化学反应原理:侯氏制碱法原理(又名联合制碱法)NH+CO+HO=N4HICONHHCONaCI=NaHCO+NHCI (在反应中NaHCC沉淀,所以这里有沉淀符号)总反应方程式:NaCI+CO+HO+Nk=NaHCO+NHCI2NaHC如一NaCO+HO+C卿(CO循环使用)注意:NaCI (饱和溶液)+NH (先加)+HO (溶液中)+CO (后加)=NHCI+NaHCOj (溶解度一般,因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀)(先添加NH而不是CO: CO在NaCI中的溶解度很小,先通入NH使食盐水显碱性,能够吸收大量CO气体,产生高浓度的HCO,才能析出NaHCO晶体.)1石灰石是一种化工原料,可以通过反应生成一系列物质,如图.F列说法正确的是()A .漂粉精是混合物,主要成分是氯化钙B .图示的制纯碱方法,要求先向饱和食盐水中通NH,然后再通COC .纯碱属于碱,俗名苏打D .制取纯碱和漂粉精所涉及的反应都是非氧化还原反应2、如图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图,通入足ht 通人过赧他和的气体A - A和徴枇的气体B -口斛沖过滤-w tr站―i —師溶液―\]—眇丄’貼A . A气体是CO, B气体是NHB . 第川步得到的晶体是Na t CO?1OH2OC . 第n步的离子方程式为Na^+NH/fO+C餌NaHCO M +NH+D.第W步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶3、我国化学家侯德榜根据NaHCC溶解度比NaCI、N@CQ NHHCO NHCI都小的性质,运用CQ+NH+HO+NaCI=NaHCO+NHCI的反应原理制备纯碱.下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图:则下列叙述正确的是()|气体A【『的饱和加人食松诲液则下列叙述错误的是()A.A气体是NH, B气体是COB.把纯碱及第川步得到的晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制得发酵粉C.纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中 D •第W步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶4、NaCI+CG+NH+HOANaHCQ+NHC I”是著名的侯氏制碱法”的重要反应.下面四种说法中不正确的是()A. NaHCC是一种难溶于水的物质B .析出固体后的溶液为NaHCO勺饱和溶液C. NaHCO不是纯碱D .从该反应可以获得氮肥5、符合实际并用于工业生产的是()A . CQ通入氢氧化钠溶液中制N@COB . H2和CI2光照制HCIC . CI 2通入澄清石灰水中制漂粉精D .用硫磺制硫酸6、我国是一个用碱大国,侯氏制碱法为我们提供了很好的制碱的方法,其基本原理之一是NaCI+CO+fO+NH H NaHCO+NHCI .下列有关说法正确的是()A .向饱和的食盐水中通气体的最合适的方法是先通CO,再通NHB .该反应能发生的原因是NaHCO勺溶解度在几种物质中最小C .若制得的”碱中混有少量的NaHCO应用过量的NaOH溶液除去D .用酚酞试液可鉴别制得”碱液和NaHCO溶液7、、我国化学家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:食盐水關取副产(1 )上述生产纯碱的方法称___________ ,副产品的一种用途为_______________ .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______________ 8、某化学小组模拟侯氏制碱法”以NaCI、NH3、CQ和水等为原料以及如图1所示装置制取NaHCO反应的化学方程式为_________________________________________________ .然后再将NaHCO制成Nc b CQ.(1 )装置乙的作用是 行吸收处理. 由装置丙中产生的 有 ____________ 为 ____________(3)若在中灼烧的时间较短,NaHCQ 各分解不完全,该小组对一份加热了 11 min 的NaHCQ样品的组成进行了以下探究.取加热了 11 min 的NaHCQ 羊品29.6g 完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌.随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示•则曲线c 对应的溶液中的离子是 __________________ (填离子符号);该 样品中NaHCO 和NaCQ 的物质的量之比是 ________________ .9、我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献•如图是侯氏联 合制碱法的工艺流程.已知NH 4CI 在常温时的溶解度比 NaCI 大,而在低温下比NaCI 溶解度小,在278K 〜283K 时,向NHCI 溶液中加入食盐细粉,可使NWCI 单独结晶析出.回答下列问题:(1)操作①用到的玻璃仪器为 _________________ ,反应①的离子方程式为: _______________ . 分别将NH 和CQ 通入饱和食盐水中,正确的通入顺序是 __________________ ,理由 是 _________________________________________________ . (3 )流程图中可循环使用的物质有 _______________ , (4)写出固体 B 的一种用途 ______________ .10、工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生产纯碱.请回答下列问题:團1團2(1)卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取,结 晶而制得纯碱.盐战的ItS2尾气中含有的•为防止污染空气,NaHCO 制取NaCQ 时,需要进行的实验操作、• NaHCQ 专化为N@CQ 的化学方程式- _______ tA—5S1QCrp酉水 甲6 moJ/L 盐嚴含氨的饱 「轴倉盐水丙NaliCO;Z.Pi WT己M 空if ・h①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为_______________ ;②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_______________________________ (已知产物之一为CaS);氨碱法的工艺如图1所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱.①图1中的中间产物C是______________ ,D ____________ .(写化学式);②装置乙中发生反应的化学方程式为_______________ ;(3)联合制碱法对氨碱法的改进,其优点是(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾•请结合2图的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行?_______________________________________________ .11、我国化学家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:有关信息:已知沉淀池”中发生的化学反应方程式是:NH+CQ+fO+NaC F NHCl+NaHCO j; 或NH+CO+HQ-NHHCQ、NHHCQ+NaCI—NaHCQ M +NHCI .上述生产纯碱副产品NHCI 可作为化肥或电解液或焊药等.(1)上述流程中X物质的化学式为 _______________ .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的循环,该设计体现了绿色化学”的基本理念是•从沉淀池”中分离出沉淀的操作名称是.(3 )为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,具体操作和现象是__________________ .(4)某纯碱厂每天消耗NaCI质量为130t,原料NaCI的利用率按90%计,则每天可生产N&CO 的质量为t .12•我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图图L 圄2(1)写出上述流程中循环n物质X的电子式_________________ ,沉淀池中发生的化学反应方程式为:_____________ .向母液中通入氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,则副产品为____________ .(3)流程中设计了I循环的目的是________________ .(4)用离子方程式表示Na?CC3溶液呈碱性的原因 _______________F列各粒子浓度关系正确的是(填序号)+ 2 - -.c ( Na)> c (CO )> c ( HCO )- + -D . c ( OH )- c ( H) =c (HCO ) +c ( H2CO)♦ v r X-------- *(5)在N&CO溶液中存在多种粒子,+ 2-A. c (Na) =2c (CO ) B- - +C. c (OH )> c ( HCO )> c ( H)幵【Welcome !!! 欢迎您的下载, 资料仅供参考!。
侯氏制碱法的原理及应用-带答案
侯氏制碱法的原理及应用小结:工业制纯碱的方法: 1.氨碱法(索尔维制碱法)向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和,然后在加压下通入CO 2(由CaCO 3煅烧而得),因NaHCO 3溶解度较小,故有下列反应发生: NH 3+CO 2+H 2O =NH 4HCO 3 NaCl +NH 4HCO 3=NaHCO 3↓+NH 4Cl 将析出的NaHCO 3晶体煅烧,即得Na 2CO 3:2NaHCO 3∆====Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O母液中的NH 4Cl 加消石灰可回收氨,以便循环使用:2NH 4Cl +Ca(OH)2∆====CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O此法优点:原料经济,能连续生产,CO 2和NH 3能回收使用.缺点:大量CaCl 2用途不大,NaCl 利用率只有70%,约有30%的NaCl 留在母液中。
2.联合制碱法(侯氏制碱法)根据NH 4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5℃~10℃)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.此法优点: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,使合成氨的原料气CO 转化成CO 2,革除了CaCO 3制CO 2这一工序。
例1 1892年,比利时人索尔维以NaCl 、CO 2、H 2O 、NH 3为原料生产Na 2CO 3,叫索尔维法.其主要步骤是:(1)在NH 3饱和的NaCl 溶液中通入CO 2制得NaHCO 3;(2)再将NaHCO 3焙烧制得纯碱,CO 2循环使用;(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰,NH 3循环使用.1940年,我国著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,加入母液使NH 4Cl 晶体析出,生产出纯碱和氯化铵.这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.试回答: (1)在氨饱和NaCl 溶液中通入CO 2的两步反应方程式为 。
高二化学实验探究候氏制碱法的实验原理
(3)此题是开放性试题,制备少量碳酸氢钠方法: 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CO2;③往饱和Na2CO3溶液中 通入过量CO2等。 答案 Ⅰ.c Ⅱ.(1)饱和碳酸氢钠溶液 吸收未反应的NH3 过滤
回答下列有关问题:
a.乙装置中的试剂是
;
b.丁装置中稀硫酸的作用是
;
c.实验结束后,分离出NaHCO3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。
a.实验时,须先从
管通入
气体,再
从 管中通入
气体。
b.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 (2)①甲装置是CO2的发生装置,由于盐酸 易挥发,故生成的CO2气体中会含有HCl气体,乙 装置的作用是除去CO2中的HCl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,丁是吸收多余的NH3,防止其污染 环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。 ②实验时必须先制取含氨的饱和NaCl溶液,然后 使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水,CO2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CO2。己装置中有多孔球泡,增大CO2气体 与溶液接触面积,提高了CO2在溶液中的吸收率。
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
。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
Ⅱ.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)。
高考化学 “工业制碱“(侯氏制碱法)原理和注意
高考化学|“工业制碱“(侯氏制碱法)原理和注意事项复习!侯氏制碱法1. 制备原理:侯氏制碱法是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行(实质为勒夏特列原理).制备纯碱(Na2CO3),主要利用NaHCO3在溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO3,再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱.要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用.2. 化学反应原理:侯氏制碱法原理(又名联合制碱法)NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl (在反应中NaHCO3沉淀,所以这里有沉淀符号)总反应方程式:NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)注意: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)(先添加NH3而不是CO2:CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性,能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体.)3. 侯氏制碱法的优点: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%;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.侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的。
不仅对我国的化学工业做出了巨大贡献,在世界上也享有盛誉。
值得注意的是:”侯氏制碱法“中所制得的“碱” 并不是我们熟知的------”烧碱“氢氧化钠NaOH,而是--------”纯碱“Na2CO3。
侯氏制碱法的反应原理反应方程式
侯氏制碱法的反应原理反应方程式
侯氏制碱法是一种用于生产氢氧化钠的工业方法,其反应原理如下:
首先,氯化钠(NaCl)溶解在水中形成氯化钠溶液。
然后,通过电解这种溶液,将电流通过电解槽中的阳极和阴极,使得氯化钠分解成氯气和氢氧化钠。
在阳极处,发生氯离子的氧化反应,生成氯气:
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻。
在阴极处,发生水的还原反应,生成氢气和氢氧化钠:
2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻。
综合起来,整个反应方程式可以表示为:
2NaCl + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2NaOH.
这就是侯氏制碱法的反应原理和反应方程式。
希望这样的回答能够满足你的要求。
侯氏制碱法
侯氏制碱法NH3与H2O和CO2反应生成一分子的NH4HCO3,这是第一步。
第二步是:NH4HCO3与NaCl反应生成一分子的NH4Cl和NaHCO3沉淀。
根据NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5 ℃~10 ℃) 时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
侯氏制碱法化学原理总反应方程式:NaCl + CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(可作氮肥)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)(以加热作为反应条件)(在反应中NaHCO3沉淀,所以这里有沉淀符号,这也正是这个方法的便捷之处)即:①NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3↓ (NaHCO3能溶于水,但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气,由于氯化钠溶液饱和,生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠,所以碳酸氢钠以沉淀析出)(先添加NH3而不是CO2:CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性(用无色酚酞溶液检验),能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3—,才能析出NaHCO3晶体.)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑侯氏制碱法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 %;NH4Cl 可做氮肥(氮肥不可与碱性物质混用,但可用草木灰检验其纯度)[2];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,减少可能造成的环境污染。
两个循环:一:2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)(以加热作为反应条件)二:向母液中加入食盐细粉,从而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
第二个循环的具体操作:①通入氨气,冷却后,加入NaCl,使得NH4Cl沉淀。
侯氏制碱法的应用原理
侯氏制碱法的应用原理侯氏制碱法是一种用于生产氢氧化钠的方法,它是由中国科学家侯德榜于1941年发明的。
侯氏制碱法通过将石灰石与盐酸反应产生氯化钙,然后与氢氧化钠反应生成氯化钠和水的反应来制备氢氧化钠。
侯氏制碱法的原理包括以下几个方面:1. 原料准备:石灰石和盐酸是制备氢氧化钠的主要原料。
石灰石是一种含有高浓度钙的矿石,经过破碎、研磨等处理后可以得到石灰石粉末。
盐酸则是一种强酸,可以与石灰石反应生成氯化钙。
2. 反应过程:石灰石与盐酸反应生成氯化钙的化学方程式为:CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + H2O + CO2。
在该反应中,盐酸中的氢离子与石灰石中的碳酸根离子结合生成氯化钙,同时水和二氧化碳也被生成。
这个反应是一个放热反应,也就是说会产生大量的热能。
3. 反应控制:在反应过程中,要控制反应的温度和反应速率,以保证反应的安全性和高效性。
一方面,过高的温度会导致反应剧烈,可能引发爆炸等危险;另一方面,过低的温度会导致反应速率过慢,影响工艺的经济性。
因此,反应温度需要在适当的范围内控制,同时也要控制盐酸的浓度和反应时间,以达到最佳的反应效果。
4. 离子交换:反应生成的氯化钙溶液需要经过离子交换过程,将其中的钙离子与氢离子交换,生成氯化钠和水的反应。
这个步骤是通过将氯化钙溶液通过含有阴离子交换树脂的离子交换柱进行处理来完成的。
通过以上的反应步骤和控制措施,侯氏制碱法可以高效地生产氢氧化钠。
该方法具有以下几个优点:1. 原料丰富:石灰石是一种广泛存在的矿石资源,盐酸也是一种常见的化学品,因此原料供应较为充足和稳定。
2. 生产成本低:侯氏制碱法具有低成本的优势,生产过程简单、原料价格低廉,可以有效降低生产成本。
3. 产品质量好:通过合适的反应控制和产品处理,可以获得高纯度的氢氧化钠产品。
4. 可持续发展:侯氏制碱法采用了循环利用原料、资源可持续的原则,具有较好的环境可持续性。
总而言之,侯氏制碱法是一种历史悠久、技术成熟的制碱方法,其应用原理包括石灰石与盐酸的反应、反应控制和离子交换等步骤。
侯氏制碱法原理
侯氏制碱法原理侯氏制碱法是一种用于制造纯度高的碱类物质的方法。
该方法的原理基于碱性离子交换,通过正离子和负离子之间的相互作用来产生所需的碱性化合物。
在这个过程中,侯氏制碱法可以有效地去除水溶液中的杂质,并纯化所制造的碱类化合物。
侯氏制碱法涉及到三个主要步骤:反应、沉淀和结晶。
下面将详细介绍每个步骤的原理和操作。
1. 反应:侯氏制碱法中的反应是通过将适当的酸性溶液与含有碱性金属离子的溶液相混合而开始的。
这两种溶液中的离子之间会发生化学反应,产生沉淀和溶液的中和。
例如,如果我们将硫酸溶液与含有钠离子的溶液混合,就会产生硫酸钠的沉淀和水的中和反应。
这个过程可以用以下方程式表示:H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O在这个方程式中,硫酸和钠氢氧化物反应产生硫酸钠和水。
2. 沉淀:在反应完成后,沉淀会在溶液中形成。
沉淀是由于化学反应生成的产物过饱和而形成的固体颗粒。
沉淀的形成可以通过控制反应的温度和浓度来实现。
通过控制沉淀的形成,可以有效地去除溶液中的杂质和不需要的物质。
一些常见的沉淀物包括碳酸钙和硫酸钡。
3. 结晶:一旦沉淀形成,需要对溶液进行进一步处理以获得纯度较高的碱类化合物。
这是通过结晶过程来实现的。
结晶是将溶液放置在适当的条件下,使其中的溶质逐渐形成晶体。
在结晶过程中,溶液中的溶质以固态形式重新结合,从而产生纯净的化合物。
通过在适当的温度和质量条件下进行结晶,可以将碱类化合物从溶液中进一步分离和纯化。
结晶的过程通常需要较长的时间,并需要耐心和经验来确保产物的质量。
通过以上三个步骤的重复,侯氏制碱法可以生产出高纯度的碱类化合物。
这种方法在工业中被广泛应用于制造氢氧化钠和碳酸钠等碱类物质。
侯氏制碱法的原理和操作流程使其成为大规模生产高纯度碱类化合物的有效方法。
总结:侯氏制碱法通过反应、沉淀和结晶三个步骤来制造高纯度的碱类化合物。
这种方法依赖于酸性溶液与含有碱性金属离子的溶液之间的化学反应,产生沉淀和溶液中和的过程。
侯氏制碱法原理
侯氏制碱法原理侯氏制碱法是一种重要的化工生产工艺,其原理主要是利用氨和二氧化碳反应生成碳酸铵,再经过煅烧得到氢氧化铵,最后通过电解制取氢氧化钠。
侯氏制碱法是一种环保型的生产工艺,具有较高的生产效率和资源利用率,因此在化工行业得到了广泛的应用。
首先,侯氏制碱法的原理是基于氨和二氧化碳的化学反应。
在制碱过程中,氨气和二氧化碳气体在一定的温度和压力下进行反应生成碳酸铵,化学方程式为,2NH3 + CO2 → (NH4)2CO3。
这一步是侯氏制碱法的关键步骤,也是制碱反应的起始阶段。
其次,碳酸铵在高温下进行煅烧反应,得到氢氧化铵。
煅烧的过程中,碳酸铵分解成氨气和水,然后氨气和水在高温下反应生成氢氧化铵,化学方程式为,(NH4)2CO3 → 2NH3 + H2O → 2NH4OH。
在这一步骤中,碳酸铵分解和氨气与水的反应是制取氢氧化铵的关键步骤。
最后,通过电解法将氢氧化铵制取氢氧化钠。
氢氧化铵在电解槽中进行电解反应,生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为,2NH4OH → 2NaOH + H2↑。
这一步骤是侯氏制碱法的最后阶段,通过电解法制取氢氧化钠,实现了从氨和二氧化碳到氢氧化钠的转化。
侯氏制碱法的原理简单清晰,通过化学反应和电解反应实现了从氨和二氧化碳到氢氧化钠的高效转化。
侯氏制碱法具有生产效率高、资源利用率高、环保型等优点,因此在化工生产中得到了广泛的应用。
同时,侯氏制碱法也为化工行业的发展带来了新的机遇和挑战,促进了化工工艺的创新和进步。
总之,侯氏制碱法的原理是基于氨和二氧化碳的化学反应和电解反应,通过多步骤的工艺过程实现了从氨和二氧化碳到氢氧化钠的高效转化。
侯氏制碱法在化工生产中具有重要的应用价值,为化工行业的发展做出了积极的贡献。
希望通过对侯氏制碱法原理的深入了解,能够更好地推动化工工艺的创新和发展,为实现化工行业的可持续发展贡献力量。
侯氏制碱法的原理及应用带答案
侯氏制碱法的原理及应用小结:工业制纯碱的方法: 1.氨碱法(索尔维制碱法)向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和,然后在加压下通入CO 2(由CaCO 3煅烧而得),因NaHCO 3溶解度较小,故有下列反应发生: NH 3+CO 2+H 2O =NH 4HCO 3 NaCl +NH 4HCO 3=NaHCO 3↓+NH 4Cl 将析出的NaHCO 3晶体煅烧,即得Na 2CO 3:2NaHCO 3∆====Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O母液中的NH 4Cl 加消石灰可回收氨,以便循环使用:2NH 4Cl +Ca(OH)2∆====CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O此法优点:原料经济,能连续生产,CO 2和NH 3能回收使用.缺点:大量CaCl 2用途不大,NaCl 利用率只有70%,约有30%的NaCl 留在母液中。
2.联合制碱法(侯氏制碱法)根据NH 4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5℃~10℃)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.此法优点: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,使合成氨的原料气CO 转化成CO 2,革除了CaCO 3制CO 2这一工序。
例1 1892年,比利时人索尔维以NaCl 、CO 2、H 2O 、NH 3为原料生产Na 2CO 3,叫索尔维法.其主要步骤是:(1)在NH 3饱和的NaCl 溶液中通入CO 2制得NaHCO 3;(2)再将NaHCO 3焙烧制得纯碱,CO 2循环使用;(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰,NH 3循环使用.1940年,我国著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,加入母液使NH 4Cl 晶体析出,生产出纯碱和氯化铵.这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.试回答: (1)在氨饱和NaCl 溶液中通入CO 2的两步反应方程式为 。
侯氏制碱法的反应
侯氏制碱法的反应一、引言侯氏制碱法是一种常用的制碱方法,其主要反应是通过氯化氢与氢氧化钠反应产生氯化钠和水的化学反应。
这种制碱方法具有简单、经济、高效的特点,被广泛应用于工业生产中。
二、侯氏制碱法的原理侯氏制碱法是一种酸碱中和反应,其原理是将氯化氢与氢氧化钠反应生成氯化钠和水。
反应方程式如下所示:HCl + NaOH → NaCl + H2O三、反应过程侯氏制碱法的反应过程主要包括以下几个步骤:1. 氯化氢生成:首先,通过氯气与水反应生成氯化氢。
氯气在水中溶解后,发生以下反应:Cl2 + H2O → HCl + HClO2. 氯化氢与氢氧化钠反应:得到的氯化氢与氢氧化钠溶液进行中和反应,生成氯化钠和水。
反应方程式如下所示:HCl + NaOH → NaCl + H2O四、反应条件侯氏制碱法的反应需要一定的条件才能进行。
1. 温度:反应温度一般在室温下进行,不需要加热。
2. 反应物浓度:氯化氢和氢氧化钠的浓度需要适当控制,以保证反应能够进行。
3. 搅拌:在反应过程中需要进行搅拌,以保证反应物能够充分混合。
五、反应特点侯氏制碱法具有以下几个特点:1. 产物纯度高:侯氏制碱法所得到的氯化钠纯度较高,可直接用于工业生产。
2. 反应速度快:侯氏制碱法反应速度较快,可以在较短的时间内得到产物。
3. 反应条件简单:侯氏制碱法的反应条件相对简单,不需要复杂的装置和条件。
六、应用领域侯氏制碱法广泛应用于工业生产中,特别是在氯化钠的制备过程中。
1. 制备氯化钠:侯氏制碱法是制备氯化钠的主要方法之一。
氯化钠广泛应用于食品加工、化学工业、医药等领域。
2. 金属加工:侯氏制碱法也可以用于金属加工过程中的腐蚀去除。
通过氯化氢与金属表面的氧化物反应,可以去除金属表面的氧化层。
七、安全注意事项在进行侯氏制碱法反应时,需要注意以下安全事项:1. 氯化氢具有刺激性气味,对皮肤、眼睛和呼吸道有刺激作用,操作时需佩戴防护设备。
2. 氯化氢是一种腐蚀性气体,操作时需注意避免与皮肤和眼睛接触。
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侯氏制碱法的原理及应用 小结:工业制纯碱的方法: 1.氨碱法(索尔维制碱法)向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和,然后在加压下通入CO 2(由CaCO 3煅烧而得),因NaHCO 3溶解度较小,故有下列反应发生:NH 3+CO 2+H 2O =NH 4HCO 3 NaCl +NH 4HCO 3=NaHCO 3↓+NH 4Cl 将析出的NaHCO 3晶体煅烧,即得Na 2CO 3:2NaHCO 3∆====Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O母液中的NH 4Cl 加消石灰可回收氨,以便循环使用:2NH 4Cl +Ca(OH)2∆====CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O 此法优点:原料经济,能连续生产,CO 2和NH 3能回收使用.缺点:大量CaCl 2用途不大,NaCl 利用率只有70%,约有30%的NaCl 留在母液中。
2.联合制碱法(侯氏制碱法)根据NH 4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5℃~10℃)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.此法优点: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,使合成氨的原料气CO 转化成CO 2,革除了CaCO 3制CO 2这一工序。
例1 1892年,比利时人索尔维以NaCl 、CO 2、H 2O 、NH 3为原料生产Na 2CO 3,叫索尔维法.其主要步骤是:(1)在NH 3饱和的NaCl 溶液中通入CO 2制得NaHCO 3;(2)再将NaHCO 3焙烧制得纯碱,CO 2循环使用;(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰,NH 3循环使用.1940年,我国著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,加入母液使NH 4Cl 晶体析出,生产出纯碱和氯化铵.这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.试回答: (1)在氨饱和NaCl 溶液中通入CO 2的两步反应方程式为 。
(2)不能在NaCl 溶液中通入CO 2制NaHCO 3的原因 。
(3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是 。
(4)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是 。
例1 解析:CO 2在水中发生反应:CO 2+H 2OH 2CO 3H ++HCO -3,因为碳酸是弱酸,所以HCO -3在水溶液中浓度很小;但是在通入氨气后,氨气在水溶液中也发生反应:NH 3+H 2ONH 3·H 2O NH +4+OH -,所得到的少量OH -和前一反应中的H +结合生成极弱的电解质H 2O ,从而使得两个反应都向右进行,可以使溶液中HCO-3的浓度变大,由于NaHCO 3溶解度较小,所以可析出NaHCO 3晶体,母液中为NH 4Cl ,加入生石灰可生成NH 3和CaCl 2,改用NaCl ,利用NH 4Cl 溶解度小的原理可析出NH 4Cl 做肥料,析出NH 4Cl 的母液循环使用,原料充分利用,NH 3循环使用,不生成CaCl 2. 答案:(1)NH 3+H 2O +CO 2=NH 4HCO 3 NH 4HCO 3+NaCl =NH 4Cl +NaHCO 3↓ (2)H 2CO 3酸性比盐酸弱,CO 2与NaCl 不反应 (3)2NH 4Cl +CaO =CaCl 2+H 2O +2NH 3↑(4)使NH 4Cl 析出,可做氮肥,不生成CaCl 2,原料NaCl 充分利用。
例2 1892年比利时人索尔维以NaCl、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CO2,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1mol Na2CO3,再补充的物质及其物质的量分别是。
例2 (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NH4Cl作为一种化工产品,不再生产NH3循环使用;②对分离出NaHCO3和NH4Cl后含NaCl的溶液循环使用。
(4)补充2mol NaCl;2mol NH3;1 mol CO2例3 1942年,我国化工专家侯德榜以NaCl 、NH 3、CO 2等为原料先制得NaHCO 3,进而生产出纯碱,他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。
有关反应的化学方程式如下:NH 3+CO 2+H 2O NH 4HCO 3 ; NH 4HCO 3+NaCl NaHCO 3↓+NH 4Cl ; 2NaHCO 3 Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O(1)“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 已知合成氨为放热反应,若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)。
a .高温b .低温c .常温d .高压e .低压f .常压(2)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,所以在溶液中首先结晶析出(3)某探究活动小组根据上述制碱原理,欲制备碳酸氢钠,同学们按各自设计的方案进行实验。
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,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
请回答:①写出甲中发生反应的离子方程式 。
②乙装置中的试剂是 。
③实验结束后,分离出NaHCO 3 晶体的操作是 (填分离操作的名称)。
第二位同学:用图中戊装置进行实验(其它装置未画出)。
①为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度,实验时,须先从a 管通入 气体,再从b 管中通入 气体。
②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)请你再写出一种实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应方程式来描述): 。
例3(1) b 、d (2)c(3)第一位同学:① CaCO 3 + 2H + = Ca 2+ + H 2O + CO 2↑ ② 饱和碳酸氢钠溶液 ③ 过滤 第二位同学:①NH 3(氨) CO 2 (二氧化碳) ② g (4)向烧碱溶液中通入过量CO 2 :NaOH + CO 2 NaHCO 3;或向饱和Na 2CO 3 溶液中通入过量CO 2 : Na 2CO 3+CO 2+H 2O 2NaHCO 3 等, 其它合理方法均可。
催化剂 高温高压 N 2 + 3H 2 2NH3例4 我国制碱工业的先驱—侯德榜先生,1939年发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+CO2+NaCl+H2O NH4Cl+NaHCO3(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)温度溶0℃10℃20℃30℃40℃50℃解盐度NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4(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NaCl的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g,则NaHCO3的产率为。
例4 (1)CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;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NaHCO3溶液(其他合理答案均可给分);除去CO2中混合的HCl气体(4)60%有关侯氏制减法的高考试题(2005上海)26.(A )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 4+的浓度,使NH 4Cl 更多地析出 (b ) 使NaHCO 3更多地析出(c ) 使NaHCO 3转化为Na 2CO 3,提高析出的NH 4Cl 纯度(A )(本题共12分)(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)NH 3+CO 2+H 2O +NaCl →NH 4Cl +NaHCO 3↓或NH 3+CO 2+H 2O →NH 4HCO 3 NH 4HCO 3+NaCl →NaHCO 3↓+NH 4Cl (3)CO 2 (4)I 过滤(5)稀硝酸和硝酸银溶液 (6)a c(2005天津)28.(19分)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Na 2CO 3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl 溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH 4HCO 3固体,加料完毕后,继续保温30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2小时,制得Na 2CO 3固体。
0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 NH 4HCO 3 11.9 15.8 21.0 27.0 -① - - - NaHCO 3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 - NH 4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3温度 溶解度 盐①>35℃NH 4HCO 3会有分解 请回答:(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则 ,若低于30℃,则 ;为控制此温度范围,采取的加热方法为 。