纯碱的工业制法
纯碱工业制作方法
纯碱工业制作方法纯碱即苏打(soda),化学式为Na2CO3,是一种重要的化工原料,是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品。
一:布兰制碱法:古代,人们从草木灰中提取碳酸钾,后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠,但量太小。
远不能满足化工生产需求,1791年法国医生路布兰首先获得制碱专利,以食盐为原料制碱,称路布兰制碱法,该法分三布:①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠:2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl;②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠:Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS缺点:;该方法生产时需要高温,硫酸对设备腐蚀严重,CaS废弃物长期堆积臭气四溢,加之成本较高,后被氨碱法代替。
二: 氨碱法即索尔维制碱法,是1862年,比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法,其反应也分三步进行:①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O反应生成的C O2可回收利用,NH4Cl又可与生石灰反应重新生成氨气:2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O缺点:该法实现了连续化生产,食盐利用率得到提高,使纯碱价格大大降低,并且产品质量纯净,故被称纯碱。
三: 候氏制碱法对上述方法做了较大的改进,此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3),而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产,此法的原理是:低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳(CO2)可析出碳酸氢钠(NaHCO3),此时母液中N a+减少而Cl-相对多,此时再加入细盐末,因同离子效应,低温氯化铵(NH4Cl)溶解度突然降低,而食盐(NaCl)的溶解度变化不大,所以氯化铵(NH4Cl)析出而食盐不析出,再用氨饱和后通二氧化碳(CO2),结果往返析出NaHCO3和NH4Cl,其中氨由氮与水中的氢化合制成,CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品,这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来,故候氏制碱法又称联合制碱法。
纯碱工业制法
纯碱工业制法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:纯碱,化学名为碳酸氢钠,也称碳酸钠,是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、肥料、洗涤剂等行业。
纯碱工业制法主要分为两种,一种是氢氧化钠法,另一种是自然碱法。
本文将重点介绍氢氧化钠法制备纯碱的工艺流程及相关知识。
氢氧化钠法制备纯碱的工艺流程包括若干步骤,主要包括矿石选矿、石灰石碳化、氢氧化钠提取、碳酸化及回收利用等。
首先是矿石选矿,通常采用天然碱矿石,如矿石中含有氯化钠、氯化钾、硫酸钠等。
选矿过程中,将含碱物质的矿石从其他杂质中分离出来,以确保最终产品的纯度。
接下来是石灰石碳化,将选矿得到的碱矿石和石灰石研磨混合,并在高温下进行反应,生成氢氧化钠。
这一步骤是制备纯碱的关键环节,影响着产品的质量和产量。
然后是氢氧化钠提取,将碳化生成的氢氧化钠进行提取分离,得到高纯度的氢氧化钠溶液。
在纯碱工业制法中,氢氧化钠是十分重要的中间体,它不仅是制备纯碱的关键原料,也广泛应用于其他化工领域,如造纸、皮革、食品等。
氢氧化钠的生产工艺和技术水平也直接影响着纯碱的制备质量和成本。
除了氢氧化钠法,纯碱的另一种制备方法是自然碱法。
自然碱是指天然产生的碳酸盐矿石,如矿砂、矿泉水等。
自然碱法制备纯碱的工艺流程相对简单,主要是通过碳酸盐矿石的热分解、碱液处理等步骤获得纯碱产品。
与氢氧化钠法相比,自然碱法的纯碱产量较低,且质量也不如氢氧化钠法制备的产品。
纯碱工业制法是一个复杂而重要的化工过程,其工艺流程和技术水平直接影响着产品的质量和生产效率。
随着科技的不断进步和发展,纯碱工业制法也在不断创新和改进,以满足市场需求和提高生产效益。
希望通过本文的介绍,读者可以更加全面地了解纯碱的制备工艺及相关知识,进一步推动纯碱工业的发展和进步。
第二篇示例:纯碱,即氢氧化钠,是一种重要的化工产品,广泛用于制造玻璃、肥料、皂类、造纸、化纤等行业。
纯碱工业制法主要是通过电解食盐溶液,制取氢氧化钠和氯气,再通过碱液处理,得到纯碱产品。
纯碱工业制法实验报告
纯碱工业制法实验报告一、实验目的1. 了解纯碱的工业制法;2. 掌握纯碱的制备方法;3. 熟悉实验室安全操作。
二、实验原理纯碱工业制法采用逆硝化工艺,将天然的碱石经过处理制成纯碱。
碱石中主要成分是碳酸钠,然而其杂质较多。
逆硝化工艺主要分为溶解、结晶和干燥步骤。
三、实验材料与设备1. 碱石;2. 硝酸;3. 滴定管;4. 温度计;5. 烧杯;6. 蒸馏水;7. 烧瓶;8. 华夏净水机;9. 电子天平;10. 恒温水浴。
四、实验步骤1. 将碱石破碎,取适量碱石投入烧瓶中;2. 加入适量硝酸与碱石反应,产生过硝化钠;3. 将反应液倒入烧杯中,加入一定量蒸馏水,充分搅拌溶解;4. 用滴定管取一定量溶液,倒入滴定瓶中;5. 加入酚酞指示剂,并用硝酸标准溶液滴定至溶液由黄变红;6. 记录滴定液的用量;7. 根据滴定液的用量计算溶液中碳酸钠的浓度;8. 将溶液置于恒温水浴中,结晶得到纯碱晶体;9. 进行干燥、称重、贮存等处理;10. 将制成的纯碱样品送至化验室进行质量分析。
五、实验结果与数据分析通过实验可以得到纯碱的质量,根据质量和滴定液的用量可以计算出溶液中碳酸钠的浓度。
实验数据并未涉及纯碱质量分析步骤。
六、实验总结本次实验通过逆硝化工艺制备纯碱,熟悉了实验室的安全操作和纯碱工业制法的基本步骤。
合理地控制实验条件,可获得较纯的碱石,提高制备纯碱的效率。
同时,对实验数据的准确记录和分析也是实验中重要的环节。
七、存在问题与改进意见1. 实验数据收集不全,未涉及纯碱质量分析步骤。
应该更加仔细地记录实验数据;2. 在操作中注意规范化和安全,加强实验室操作技能的培养。
八、参考文献。
工 业 制 纯 碱
工业制纯碱一、氨碱法---索尔维法1862年,比利时化学家索尔维发明。
1、原料:NaCl、石灰石(CaCO3)、C(焦炭)、NH3、H2O2、原理:(1)饱和食盐水先用NH3饱和,再加压通入CO2NH3 + CO2 + H2O === NH4HCO3NH4HCO3 + NaCl=== NaHCO3↓+ NH4Cl 总反应:NaCl + NH3 + CO2 + H2O === NaHCO3↓+ NH4Cl (2)煅烧NaHCO3晶体:2NaHCO3 === Na2CO3 + H2O + CO2↑(3)母液中加入石灰乳,NH3循环使用CaO + H2O === Ca(OH)2(石灰乳)2NH4Cl + Ca(OH)2 === CaCl2 + 2H2O + 2NH3↑3、最终产品:Na2CO3(主)、CaCl2(副)4、优点:(1)原料便宜(指食盐、石灰石);(2)产品纯碱的纯度高;(3)副产品NH3 和CO2都可以回收循环利用。
5、缺点:(1)NaCl利用率低(72%~74%),制碱成本高;(2)副产品CaCl2无用,难以处理氨碱法生产的工艺流程为:二、联合制碱法---侯氏制碱法1924年,中国化学家侯德榜发明1、原料:NaCl、空气、C(焦炭)、H2O2、原理:(1)、(2)步及反应式同索尔维法;(3)滤去NaHCO3晶体后,母液在降温(-5℃)后加入磨细的NaCl粉末(直径0.5mm以下,以降低NH4Cl的溶解度),并充分搅拌,使NH4Cl大量结晶出来,新母液循环使用。
(NH4Cl作氮肥,供应市场)注意:此法是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来制碱厂的CO2、NH3来源于合成氨厂:C + H2CO + H2CO+ H2 2 + H2N2+3H2催化剂高温高压2NH33、最终产品:Na2CO3(主)、NH4Cl(副)4、优点:(1)NaCl的利用率高(95%~98%)(2)成本低,产品纯度高;(3)副产品NH4Cl可作化肥,无副产品CaCl2。
实验1工业纯碱(Na2CO3)的制备及含量测定
实验一工业纯碱(Na2CO3)的制备及含量测定一、实验目的1.掌握利用复分解反应及盐类的不同溶解度制备无机化合物的方法。
2.掌握温控、灼烧、减压过滤及洗涤等操作。
3.进一步巩固酸碱平衡和强酸滴定弱碱的理论及滴定分析操作技能。
二、实验原理1.Na2CO3的制备原理Na2CO3的工业制法是将NH3和CO2通人NaCl溶液中,生成NaHCO3,经过高温灼烧,失去CO2和H2O,生成Na2CO3,反应式为NH3+CO2+H2O+NaCl ══ NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3══ Na2CO3+CO2↑+H2O2.产品纯度分析与总碱度的测定原理常用酸碱滴定法测定其总碱度来检测产品的质量。
以HCl标准溶液作为滴定剂,滴定反应式如下CO2↑+H2O反应生成的H2C03其过饱和的部分分解成CO2逸出,化学计量点时,溶液的pH为3.8~3.9,以甲基橙作指示剂,用HCl标液滴定至橙色(pH≈4.0)为终点。
三、仪器药品仪器:恒温水浴锅循环水真空泵烧杯(250mL)布氏漏斗蒸发皿量筒(100mL)干燥器台天平分析天平容量瓶(250mL)移液管(25mL)锥形瓶(250mL)酸式滴定管药品:NaCl(固)NH4HCO3 (固)0.1mol·L-1 HCl 甲基橙指示剂(1g·L-1)无水Na2C03(AR)四、实验步骤1.Na2CO3的制备(1) NaHCO3中间产物的制备取25mL含25%纯NaCl的溶液于小烧杯中,放在水浴锅上加热,温度控制在30~35℃之间。
同时称取NH4HCO3固体(加以研磨)细粉末10g,在不断搅拌下分几次加入到上述溶液中。
加完NH4HCO3固体后继续充分搅拌并保持在此温度下反应20min左右,静置5min后减压过滤,得到NaHCO3晶体。
用少量水淋洗晶体以除去黏附的铵盐,再尽量抽干母液。
(2)Na2CO3制备将上面制得的中间产物NaHCO3放在蒸发皿中,置于石棉网上加热,同时必须用玻璃棒不停地翻搅,使固体均匀受热并防止结块。
氨碱法制备纯碱实验报告
一、实验目的1. 了解氨碱法制备纯碱的原理及过程;2. 掌握氨碱法制备纯碱的实验操作步骤;3. 熟悉实验仪器的使用方法;4. 分析实验过程中可能出现的问题及解决方法。
二、实验原理氨碱法(索尔维法)是一种制备纯碱(碳酸钠)的工业方法,其主要原理是利用氨与二氧化碳反应生成碳酸氢铵,再经过加热分解得到纯碱。
具体反应方程式如下:2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O + Na2CO3三、实验仪器与试剂1. 实验仪器:烧杯、试管、漏斗、玻璃棒、铁架台、加热装置、滤纸、滤液瓶等;2. 实验试剂:氨水、二氧化碳、饱和食盐水、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钙等。
四、实验步骤1. 准备实验仪器,检查其是否完好;2. 将一定量的饱和食盐水倒入烧杯中;3. 向烧杯中加入适量的氨水,搅拌均匀;4. 将二氧化碳气体通入烧杯中的溶液中,观察溶液颜色变化;5. 当溶液颜色变为深蓝色时,停止通入二氧化碳气体;6. 将烧杯中的溶液过滤,收集滤液;7. 将滤液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;8. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;9. 将沉淀物过滤,收集滤液;10. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;11. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;12. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;13. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;14. 将沉淀物过滤,收集滤液;15. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;16. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;17. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;18. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;19. 将沉淀物过滤,收集滤液;20. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;21. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;22. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;23. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;24. 将沉淀物过滤,收集滤液;25. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;26. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;27. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;28. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;29. 将沉淀物过滤,收集滤液;30. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;31. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;32. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;33. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;34. 将沉淀物过滤,收集滤液;35. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;36. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;37. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;38. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;39. 将沉淀物过滤,收集滤液;40. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;41. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;42. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;43. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;44. 将沉淀物过滤,收集滤液;45. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;46. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;47. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;48. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;49. 将沉淀物过滤,收集滤液;50. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;51. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;52. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;53. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;54. 将沉淀物过滤,收集滤液;55. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;56. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;57. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;58. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;59. 将沉淀物过滤,收集滤液;60. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;61. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;62. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;63. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;64. 将沉淀物过滤,收集滤液;65. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;66. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;67. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;68. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;69. 将沉淀物过滤,收集滤液;70. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;71. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;72. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;73. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;74. 将沉淀物过滤,收集滤液;75. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;76. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;77. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;78. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;79. 将沉淀物过滤,收集滤液;80. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;81. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;82. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;83. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;84. 将沉淀物过滤,收集滤液;85. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;86. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;87. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;88. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;89. 将沉淀物过滤,收集滤液;90. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;91. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;92. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;93. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;94. 将沉淀物过滤,收集滤液;95. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;96. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;97. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;98. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;99. 将沉淀物过滤,收集滤液;100. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;101. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;102. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;103. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;104. 将沉淀物过滤,收集滤液;105. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;106. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;107. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;108. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;109. 将沉淀物过滤,收集滤液;110. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;111. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;112. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;113. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;114. 将沉淀物过滤,收集滤液;115. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;116. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;117. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;118. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;119. 将沉淀物过滤,收集滤液;120. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;121. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;122. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;123. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;124. 将沉淀物过滤,收集滤液;125. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;126. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;127. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;128. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;129. 将沉淀物过滤,收集滤液;130. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;131. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;132. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;133. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;134. 将沉淀物过滤,收集滤液;135. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;136. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;137. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;138. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;139. 将沉淀物过滤,收集滤液;140. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;141. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;142. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;143. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;144. 将沉淀物过滤,收集滤液;145. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;146. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;147. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;148. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;149. 将沉淀物过滤,收集滤液;150. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;151. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;152. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;153. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;154. 将沉淀物过滤,收集滤液;155. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;156. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;157. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;158. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;159. 将沉淀物过滤,收集滤液;160. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;161. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;162. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;163. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;164. 将沉淀物过滤,收集滤液;165. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;166. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;167. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;168. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;169. 将沉淀物过滤,收集滤液;170. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;171. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;172. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;173. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;174. 将沉淀物过滤,收集滤液;175. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;176. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;177. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;178. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;179. 将沉淀物过滤,收集滤液;180. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;181. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;182. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;183. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;184. 将沉淀物过滤,收集滤液;185. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;186. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;187. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;188. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;189. 将沉淀物过滤,收集滤液;190. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;191. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;192. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;193. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;194. 将沉淀物过滤,收集滤液;195. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;196. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;197. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;198. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;199. 将沉淀物过滤,收集滤液;200. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;201. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;202. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;203. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;204. 将沉淀物过滤,收集滤液;205. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;206. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;207. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;208. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;209. 将沉淀物过滤,收集滤液;210. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;211. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;212. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;213. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;214. 将沉淀物过滤,收集滤液;215. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;216. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;217. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;218. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;219. 将沉淀物过滤,收集滤液;220. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;221. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;222. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;223. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;224. 将沉淀物过滤,收集滤液;225. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;226. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;227. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;228. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;229. 将沉淀物过滤,收集滤液;230. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;231. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;232. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;233. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;234. 将沉淀物过滤,收集滤液;235. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;236. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;237. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;238. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;239. 将沉淀物过滤,收集滤液;240. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;241. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;242. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;243. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;244. 将沉淀物过滤,收集滤液;245. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;246. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;247. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;248. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;249. 将沉淀物过滤,收集滤液;250. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;251. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;252. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;253. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;254. 将沉淀物过滤,收集滤液;255. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;256. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;257. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;258. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;259. 将沉淀物过滤,收集滤液;260. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;261. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;262. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;263. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;264. 将沉淀物过滤,收集滤液;265. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;266. 当溶液颜色变为红色时,停止加入氢氧化钠;267. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;268. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;269. 将沉淀物过滤,收集滤液;270. 将滤液加入适量的氢氧化钙,观察溶液颜色变化;271. 当溶液颜色变为绿色时,停止加入氢氧化钙;272. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;273. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;274. 将沉淀物过滤,收集滤液;275. 将滤液加入适量的碳酸氢铵,观察溶液颜色变化;276. 当溶液颜色变为紫色时,停止加入碳酸氢铵;277. 将溶液加热至沸腾,观察溶液中是否有沉淀产生;278. 当溶液中出现沉淀时,停止加热;279. 将沉淀物过滤,收集滤液;280. 将滤液加入适量的氢氧化钠,观察溶液颜色变化;28。
工业纯碱制作工序
工业纯碱制作工序
1.原料准备:将盐湖卤水或海水经过沉淀、过滤等工艺处理后得到纯化的氯化钠,然后用石灰石和氨水等原料进行反应,生成氯化铵。
2. 烧结:将氯化铵加热至高温,将其分解为氨气和氯化氢,再与石灰石反应生成氢氧化钙和氯化铵,随着反应的进行,氢氧化钙逐渐转变为钙氧化物,并与氯化铵反应生成氨气和氯化钙。
3. 碳化:将氨气通过碳化炉中的碳石墨,生成一定浓度的氢氧化钠溶液。
4. 蒸发结晶:将氢氧化钠溶液进行蒸发,使其浓缩,形成结晶。
5. 分离干燥:将结晶物通过离心分离器分离出液体,再经过吸收、洗涤、脱水等工艺处理,最终得到纯度高、含水量较低的工业纯碱。
以上就是工业纯碱制作的主要工艺流程,每一个环节的精细操作和控制都是制作高质量工业纯碱的关键。
- 1 -。
纯碱的工业制法
纯碱的工业制法
纯碱的工业制法主要有氯碱法、天然石碱法和氨法。
1. 氯碱法:氯碱法是目前主要用于纯碱生产的工业制法。
该方法是通过电解食盐水(氯化钠溶液)制取氯气和氢气,然后利用氯气和氢气的反应生成氢氧化钠(苛性钠),随后将苛性钠与二氧化碳反应制取纯碱。
2. 天然石碱法:天然石碱法是通过矿石石碱(纯碱矿石)进行加热和浸出制取纯碱。
首先,将天然石碱进行粉碎,并加热到一定温度,使其中的碳酸钠分解为氧化钠和二氧化碳。
然后,将氧化钠与水进行浸出,得到纯碱溶液。
随后,通过蒸发水分、结晶和干燥等步骤,将纯碱从溶液中提取出来。
3. 氨法:氨法是利用氨和二氧化碳的反应制取纯碱的方法。
首先,将氨气和二氧化碳气体通入硝酸铵溶液中,发生化学反应生成尿素。
接着,对尿素进行加热分解,生成碳酸氢铵。
最后,将碳酸氢铵与钠盐反应,得到纯碱。
需要注意的是,不同的工业制法可能在不同地区或企业中使用,具体的工业制法也可能会因为技术的进步而有所变化。
以上是一般情况下常见的纯碱工业制法的简要介绍。
纯碱工业制法
纯碱工业制法
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。
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。
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。
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和石灰石成分里的碳酸根离子结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子和石灰石的另一成分钙离子却结合成了没有多大用途的氯化钙,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。
NaCl +NH3+H2O +CO2=NaHCO3+NH4Cl 。
2NaHCO3=Na2CO3+H2O +CO2。
纯碱的制作方法
纯碱的制作方法简介纯碱,化学名称为氢氧化钠(NaOH),是一种广泛应用的化学物质。
它是一种白色固体,具有强碱性和腐蚀性。
纯碱通常用于工业生产中的脱脂、腐蚀性清洁剂以及制造肥皂、玻璃、纺织品等。
本文将介绍两种常用的方法来制作纯碱,分别为氯化钠电解法和碳酸钠法。
氯化钠电解法氯化钠电解法是制备纯碱的主要工业方法。
它利用电解氯化钠溶液来产生纯碱。
步骤一:电解槽的准备1.准备电解槽:选择一个耐腐蚀的容器,如玻璃容器或陶瓷容器,作为电解槽。
确保容器的密封性良好。
2.安装阳极和阴极:在电解槽中安装两根电极,一根作为阳极(正极),一根作为阴极(负极)。
常用的阳极材料为铂或铁,阴极材料为铁。
步骤二:制备氯化钠溶液1.准备氯化钠:称量适量的氯化钠固体,并将其溶解在适量的水中,制备氯化钠溶液。
溶解比例一般为1:2(氯化钠:水)。
2.搅拌溶液:使用玻璃棒或磁力搅拌子搅拌溶液,直至氯化钠完全溶解。
步骤三:电解过程1.将制备好的氯化钠溶液倒入电解槽中,确保液面高度覆盖了电极。
2.接通电源:连接正负极到电源上,设定合适的电压和电流。
3.开始电解:通过通电,使溶液中的氯离子(Cl-)在阳极上失去电子,生成氯气(Cl2),而钠离子(Na+)在阴极上得到电子,生成金属钠(Na)。
4.分离纯碱:在电解过程中,阳极产生的氯气与水反应生成次氯酸(HClO),而此次氯酸会与生成的钠离子反应,生成氢氧化钠溶液,即纯碱。
碳酸钠法碳酸钠法是另一种制备纯碱的常用方法。
它通过碳酸钠固体与水反应生成纯碱。
步骤一:制备碳酸钠溶液1.准备碳酸钠:称量适量的碳酸钠固体。
2.水中溶解:将碳酸钠固体加入适量的水中,并使用玻璃棒或磁力搅拌子搅拌,直至溶解。
步骤二:过滤溶液1.将制备好的碳酸钠溶液倒入一个容器中,如烧杯。
2.使用滤纸或过滤漏斗过滤溶液,以去除悬浮物和杂质。
得到的滤液即为纯碱溶液。
步骤三:结晶纯碱1.将纯碱溶液倒入浅盘或浅容器中。
2.将盛放纯碱溶液的容器放置在通风位置,并让其中的水慢慢蒸发。
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。
Байду номын сангаас
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。
中考化学工业流程
中考化学通常会涉及到一些基础的工业流程,例如制盐、制氧气、制硫酸、制碳酸氢钠等。
下面以制碳酸氢钠为例,简单介绍一下其工业流程:
1. 溶解纯碱:将纯碱按一定比例加入蒸馏水中,搅拌至完全溶解。
2. 加入二氧化碳气体:通过管道将二氧化碳气体加入溶解后的纯碱水中,反应生成碳酸纳和水。
3. 进行分离:利用过滤器或离心机将碳酸纳沉淀物与水分离开来。
4. 加入硝酸钠:将硝酸钠按一定比例加入沉淀物中,反应生成碳酸氢钠和硝酸纳。
5. 分离和干燥:利用过滤器或离心机将碳酸氢钠沉淀物与水分离开来,然后将碳酸氢钠沉淀物晾干即可得到成品。
以上就是制碳酸氢钠的基本工业流程。
在实际生产中还需要进行各种控制和调节,以确保产品的质量和产量。
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
2.3两种制碱方法
2.3纯碱制造技术的发展无水碳酸钠,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1861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。
1、盐水精制(加熟石灰、纯碱,除去镁离子、钙离子)2、使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,即盐水氨化。
3、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,氨盐水碳酸化。
NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl4、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,放出的二氧化碳气体可回收循环使用。
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑5、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:原料食盐的利用率只有72%~74%,氯化钙溶液数量大、难处理。
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。
工业制纯碱
(1)往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳: NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3;
NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓+ NH4Cl
(2)过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠:
2NaHCO3
Na2CO3+ CO2↑+ H2O
3.生产工艺:
NH3
CO2
合成氨工厂
①通NH3 ②加NaCl细粒
的盐分等杂质含量要高于氨碱法 ;
表3 近几年三种纯碱生产工艺产能比例变化趋势(%)
年份 氨碱 联碱 天然碱
2005
51.64
42.62
5.78
2006
53.1
40.52
6.36
2007
50.64
42.21
7.15
2008
48.42
45.19
6.39
2009
46.32
48.17
5.51
氨碱法
联碱法
温度 物质
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl NH4Cl
35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
1.生产原料:
氯化钠、氨气、二氧化碳
2.生产原理:
(2)哪些物质相互间会反应? H2O+NH3+CO2 (3)NaCl+NH4HCO3混合液中有哪些离子?
可能会形成哪些物质? Na+,Clˉ,NH4+,HCO3ˉ
NaCl,NH4Cl,NH4HCO3,NaHCO3
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。
纯碱的工业生产方法
CO2 + H2
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
3、氨碱法和联合制碱法比较
化工生产基本原理 优点 缺点
工艺不同料低廉,成本降低, 氨循环利用;产品纯度 高;制造步骤简单
(一)氨碱法生产纯碱(索尔维制碱法)
CaCO3→CO2+CaO
CaO+H2O→Ca(OH)2
NaCl NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3→N产a2品CO3+CO2+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 →2NH3+CaCl2+2H2O
NaCl
副产品
NaCl
优点:
纯碱的工业生产方法
纯碱的用途
玻璃
食品
造纸
制皂 纺织
纯碱的制法
目前纯碱的生产方法有索尔维法 (氨碱法)、联碱法及天然碱法。美 国是世界纯碱生产第一大国,纯碱全 部来自天然碱。亚洲纯碱以合成碱为 主,主要生产国家为中国、印度和日 本。
天然盐湖制碱法 索尔维法(氨碱法) 侯氏制碱法(联合制碱法)
内蒙古鄂尔多斯 合同查汗淖碱湖
原料便宜易得,产品纯度高,氨和部 分二氧化碳可以循环使用,制作步骤简单。
缺点:
副产物氯化钙的处理,食盐的利用率 不高,大约只有70%。
如何进一步提高食盐的利用率,不生成无用 的CaCl2是必须要解决的问题。
1939年,侯德榜改良了索尔维制碱法, 摒弃了氨碱法的缺点,被称为侯德榜制碱法。
侯德榜
制碱方法
⑤纯碱的工业生产无水碳酸钠,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。
1.氨碱法(又称索尔维法)它是比利时工程师索尔维(1838—1922)于1862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。
先使氨气通人饱和食盐水中而形成氨盐水,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:N a C l+N H3+H2O+C O2=N a H C O3↓+N H4C l将经过过滤、洗涤得到的N a H C O3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品即2N a H C O3=N a2C O3+C O2↑+H2O。
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[C a(O H)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。
C a O+H2O=C a(O H)2,2N H4C l+C a(O H)2=C a C l2+2N H3↑+2H2O,其工业生产的简单流程如下图所示。
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;副产品氢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都只利用了一半——食盐成分里的钠离子(N a+)和石灰石成分里的碳酸根离子(C O32-)结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(C l-)和石灰石的另一成分钙离子(C a2+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(C a C l2),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:联合制碱法是我国化学工程专家侯德榜(1890一1974)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。
工业生产纯碱的工艺流程
工业生产纯碱的工艺流程工业生产纯碱的工艺流程主要包括矿石选矿、石灰石煅烧、氨碱法制碳酸氢钠和重整水制碳酸钠四个环节。
首先是矿石选矿环节。
纯碱主要从纯碱石(氯化钠石)中提取得到,一般存在于地下或海底。
在采矿时,需要将纯碱石通过开采、破碎、分级等步骤进行选矿,去除杂质,得到纯碱石的原料。
接下来是石灰石煅烧环节。
纯碱的生产过程中,需要使用石灰来制备石灰石。
石灰石煅烧是将石灰石原料高温加热,使其进行石化反应,将其转化为氧化钙并释放出二氧化碳气体。
这个过程可以通过石灰窑进行,石灰石原料在高温下经过煅烧后,转化为氧化钙。
然后是氨碱法制碳酸氢钠环节。
煅烧后的氧化钙与水反应生成氢氧化钙,再与氨气反应生成碳酸氢钠。
具体工艺中,氧化钙与水反应生成氢氧化钙的过程称为溶解;而氢氧化钙与氨气反应生成碳酸氢钠的过程称为反应。
该环节中需要注意氨气与氢氧化钙反应的条件,如温度、压力、氨气浓度等。
最后是重整水制碳酸钠环节。
经过氨碱法制得的碳酸氢钠需要进一步转化为纯碱。
这一环节主要是将碳酸氢钠溶液经过蒸发浓缩、除杂、混合溶解等步骤,使其中的碳酸氢钠得到还原,最终得到纯碱产品。
整个工艺流程中,每个环节都需要特定的设备和反应条件来保证工艺的顺利进行。
此外,工艺流程中还需要对排放的废水、废气进行处理,确保环境友好。
总之,工业生产纯碱的工艺流程包括矿石选矿、石灰石煅烧、氨碱法制碳酸氢钠和重整水制碳酸钠四个主要环节。
通过这些环节的处理,可以从纯碱石中提取出纯碱产品,并满足市场需求。
工艺流程涉及到多个反应和物质转化过程,需要合理控制条件和设备,以及对环境进行保护,确保工业生产过程的安全、高效和环保。
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课后练习
1.下面关于金属钠的描述中不正确的是 A .钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以单质形式存在
B .钠是电和热的良导体
C .钠钾的合金于室温下呈液态,可作原子反应堆的导热剂
D .将一块钠放置在空气中最终会变成NaOH
2.根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO 3的实验,经过制取氨气、制取NaHCO 3、分离NaHCO 3、干燥NaHCO 3四个步骤,下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A.制取氨气
B. 制取NaHCO 3
C. 分离NaHCO 3
D. 干燥NaHCO 3
3.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A .NaCl(aq)−−−→电解Cl 2(g)Fe(s)−−−→△
FeCl 2(s) B .MgCl 2(aq)
Mg(OH)2煅烧 C .NaHCO 3 Na 2CO 3(s) NaOH(aq)
D .N 2(g)2H (g)−−−−−−→高温高压、催化剂
NH 3(g)2CO (g)
aq)−−−−→N aCl (Na 2CO 3(s) 4.下列关于Na 2CO 3和NaHCO 3的性质的比较中,不正确的是 A .热稳定性Na 2CO 3>NaHCO 3
B .常温下在水中的溶解度Na 2CO 3>NaHCO 3
C .与稀盐酸反应的剧烈程度Na 2CO 3>NaHCO 3
D .等质量的固体与足量盐酸反应放出CO 2的质量Na 2CO 3<NaHCO 3
5.元素X 、Y 、Z 、W 均为短周期元素,且原子序数依次增大。
已知Y 原子最外层电子数占核外电子总数的3/4,W -、Z +、X +的离子半径逐渐减小,化合物XW 常温下为气体,Z 是本周期中除稀有气体元素外,原子半径最大的元素。
据此回答下列问题:
(1)W 在元素周期表中的位置___________________,实验室制取W 单质的离子方程式是____________________________________________________________;
(2)A 、B 均由上述四种元素中的三种组成的强电解质,A 是一种强碱,B 是某种家用消毒液的有效成分,则A 、B 的化学式分别为___________、____________;
(3)C 是由Y 和Z 两种元素组成的一种化合物,其中Y 和Z 的原子个数比为1∶1,则C 的电子式是____________。
1. D
2.C
3.BC
4.C
5.第三周期、ⅦA族MnO2+ 4H++ 2Cl- 加热
Mn2++ 2H2O+ Cl2↑NaOH NaClO。