侯式制碱法原理与简单流程

精锐教育学科教师辅导讲义

授课主题

侯式制碱法原理和简单流程

教学目的

侯氏制碱法在上海咼考中占有比较特殊的地位，

出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法

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，学生在温度的控制和母液的 处理上出现的错误几率较大。

教学内容

内容回顾

1. 【2013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

2. 【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，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。

完成下列填空：

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，最后析出NHHCO 晶体。

3. 【2010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： 1 ）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。 A

B

2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：

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，其原因是

。

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

离子的具体方法是：

。

5 ）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子方程式为：

滤液D 加石灰水前先要加热，原因是 ___________________________________________________________

6 ）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果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 （ 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：

学员编号: 学员姓名:

辅导科目：化学

课时数：3 学

科教师：

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 +的浓度，使NHCI 更多地析出 (b)使NaHCO g 多地析出 (c)使NaHCO 转化为Na t CO ,提高析出的 NHCI 纯度

答案：1 .A

2. (NH 4)2CO 3

3. 1) Ca(OH)2或CaO Na z CO 2)溶解 过滤 蒸发 过滤 3 )有晶体析出(或出现浑浊)

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

) NH 4 + OH T NH 3 f + H t O

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，减少

碳酸氢根的量，从而减少氢氧根的消耗，使铵根完全转化为氨气放出，同时产生碳酸钙的含量也相应的减少

)

4. ( 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 + CO + H t O + NaCl T NHCI + NaHCO M

或 NH + CO + H 2C T NH 4HCO NH 4HCO+ NaC T NaHCO M + NHCI (3)

CO

(4) I 过滤 (5)稀硝酸和硝酸银溶液 (6) a c

知识精讲

【知识梳理】

实验背景：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。 、实验原理

食盐水

N@CO

(1) ⑵ ⑶

⑷

(提取副产

，副产品的一种用途为

上述生产纯碱的方法称

沉淀池中发生的化学反应方程式是 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

(NaHCO s )

84(m i m 2)

31ml

化学反应原理是:

（）体现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。如合成氨厂的废料CO,可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的Cl-，可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥。降低了成本，提高了综合经济效益。

二、化工生产的基本原理

（1）充分利用原料一一体现物料平衡思想。例如：合成氨生产、纯碱生产中都有原料_____________ 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原料气的转化率。

（2）充分利用能量一一体现能量守恒思想。例如：若存在放热步骤，可通过列管式器利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，要设计出充分利用燃料和充分利用能量的工艺。

（3）保护环境一一体现绿色化学思想：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

的原子利用率尽量达到。

答案：循环空气热交换百分之百

【例题精讲】

例1.联碱法（候氏制碱法）和氨碱法的生产流程简要表示如下图：

（1）沉淀池中发生反应的化学方程式为______________________________ 。

（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________________ 。

（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原因是________________ 。氨碱法总反应过程可用化学方程式表示为____________________________ 。

（4）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 .通入氨气能增大NH+的浓度，使氯化铵更多析出

c. 加入食盐细粉能提高Na+的浓度，使NaHCO吉晶析出

d. 通入氨气能使NaHCO专化为Ns t CG，提高析出的NHCI纯度

（5）联碱法中，每当通入NH 44.8L （已折合成标准状况下）时可以得到纯碱100.0g，则NH的利用率为_________________ ;相比于氨碱法，氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了_______ （填上述流程中的编号）。指出联碱法的

另一项优点_____________________ 。

（6）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达

式：原子利用率（% = _________________________________ 。

例2.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N Q CQ的主要步骤是：

将配制好的饱和NaCI溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30—35C，搅拌下分批加入研细

的NH4HCO固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO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，得Na2CO固体。

四种盐在不同温度下的溶解度（g/i00g水）表