侯式制碱法原理与简单流程图

学员编号: 年级:⾼三课时数:3学员姓名: 辅导科⽬：化学学科教师:授课主题侯式制碱法原理与简单流程教学⽬得

侯⽒制碱法在上海⾼考中占有⽐较特殊得地位,出现得⼏率较⼤；常考得知识点就是侯⽒制碱法得原理、温度得选择、母液得成分、处理及与氨碱法得优劣⽐较,学⽣在温度得控制与母液得处理上出现得错误⼏率较⼤。教学内容

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得优点就是( ) Ａ。原料利⽤率⾼ B.设备少Ｃ。循环利⽤得物质多Ｄ.原料易得

２。【20１2年上海⾼考⼋】碳酸氢铵就是⼀种重要得铵盐.实验室中，将⼆氧化碳通⼊氨⽔可制得碳酸氢铵,⽤碳酸氢铵与氯化钠可制得纯碱。完成下列填空:

41。⼆氧化碳通⼊氨⽔得过程中，先有＿_＿_＿___晶体（填写化学式)析出,然后晶体溶解,最后析出NH4HCO3晶体。3．【2010年上海⾼考２7】⼯业⽣产纯碱得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得化学式。A Ｂ

2）实验室提纯粗盐得实验操作依次为：取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘⼲.

3)⼯业⽣产纯碱⼯艺流程中,碳酸化时产⽣得现象就是．碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因就是。4）碳酸化后过滤,滤液D最主要得成分就是 (填写化学式）,检验这⼀成分得阴离⼦得具体⽅法就是: 。

５)氨碱法流程中氨就是循环使⽤得,为此，滤液D加⼊⽯灰⽔产⽣氨.加⽯灰⽔后所发⽣得反应得离⼦⽅程式为: 滤液Ｄ加⽯灰⽔前先要加热，原因就是 .

６)产品纯碱中含有碳酸氢钠．如果⽤加热分解得⽅法测定纯碱中碳酸氢钠得质量分数，纯碱中碳酸氢钠得质量分数可表⽰为:(注明您得表达式中所⽤得有关符号得含义）内容回顾

总反应为: 将经过滤、洗涤得到得N ａＨC Ｏ3微⼩晶体再加热，制得纯碱产品: 答案:化学反应原理: 32243NH CO H O NHHCO ++→

4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和 总反应 : 32234()NaCl NH CO H O NaHCO NH Cl +++→↓+饱和323222NaHCO Na CO CO H O ?→+↑+

⼆、氨碱法（⼜称索尔维法) １。原料：

⾷盐（氯化钠)、⽯灰⽯（经煅烧⽣成⽣⽯灰与⼆氧化碳）、氨⽓ 2。步骤：

先把氨⽓通⼊饱与⾷盐⽔中⽽成氨盐⽔,32243NH CO H O NH HCO ++→

再通⼊⼆氧化碳⽣成溶解度较⼩得碳酸氢钠沉淀与氯化铵溶液,4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和

将经过滤、洗涤得到得ＮaH ＣO 3微⼩晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。323222NaHCO Na CO CO H O ?

→+↑+(放出得⼆氧化碳⽓体可回收循环使⽤)

含有氯化铵得滤液与⽯灰乳[Ｃa(OH)2]混合加热,所放出得氨⽓可回收循环使⽤。 CaO+H 2O → Ca(OH)2,2ＮＨ4Cl ＋Ｃa （OH ）２ → Ca Ｃｌ2＋2N Ｈ3↑＋2H 2O 其⼯业流程图为：

其⼯业⽣产得简单流程如图所⽰:

3.氨碱法得优点就是：

（１）原料(⾷盐与⽯灰⽯)便宜; (２)产品纯碱得纯度⾼；

（３)副产品氨与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. 4.氨碱法得缺点就是：（1)产⽣⼤量⽆⽤得副产品C ａCl 2

(２）ＮaCl 利⽤率只有７0％，约有３０％得NaC ｌ留在母液中。 (３ )设备多,耗能⼤。三、联合制碱法(⼜称侯⽒制碱法) １。原料：

⾷盐、氨⽓与⼆氧化碳——合成氨⼚⽤⽔煤⽓制取氢⽓时得废⽓。22+C H O CO H +→⾼温（g ） 222+CO H O CO H +

→⾼温

（g ） 2．步骤:

联合制碱法包括两个过程:

第⼀个过程与氨碱法相同：将氨通⼊饱与⾷盐⽔⽽成氨盐⽔,再通⼊⼆氧化碳⽣成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得ＮaHCO 3微⼩晶体,再煅烧制得纯碱产品,其滤液就是含有氯化铵与氯化钠得溶液。 第⼆个过程就是从含有氯化铵与氯化钠得滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。

由于氯化铵在常温下得溶解度⽐氯化钠要⼤，低温时得溶解度则⽐氯化钠⼩，⽽且氯化铵在氯化钠得浓溶液⾥得溶解度要⽐在⽔⾥得溶解度⼩得多.所以在低温条件下,向滤液中加⼊细粉状得氯化钠,并通⼊氨⽓,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤与⼲燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得得滤液，已基本上被氯化钠饱与,可回收循环使⽤。其⼯业⽣产得简单流程如图所⽰:

此法优点:保留了氨碱法得优点,消除了它得缺点,使⾷盐得利⽤率提⾼到９6％;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨⼚联合，使合成氨得原料⽓ＣＯ转化成ＣO2,⾰除了CaCO3制ＣO2这⼀⼯序。【讨论】

1、索尔维采取了哪些措施来提⾼氨得利⽤率？(1）(２）(3)

答案:(1)先制得氨化得饱与⾷盐⽔,再与CＯ2反应(２)使CO２与氨化得饱与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氨⽓

２、“侯⽒制碱法”与“索尔维制碱法”得主要不同在母液得处理上。

“侯⽒制碱法”采取了怎样得⽅式对母液进⾏处理?从化学原理上分析采取这些处理措施得原因。(1）向母液中加⾷盐细粒

【思考】向向母液中加⾷盐细粒得⽬得就是什么？答案：降低氯化铵在氯化钠中得溶解度,便于氯化铵得析出(2)向母液中通氨⽓

【思考】向母液中通氨⽓得作⽤有哪些？①②

答案:①增加

NH 得浓度，有利于NH4Cl析出

4

②使NａHCO3转化为Ｎa２CＯ3,提⾼析出ＮH4Cｌ得纯度。(3)降温⾄5 ℃左右3、侯⽒制碱法得现实意义

(1)符合现在提倡得“绿⾊化学得要求：

提⾼了原料（NaCl)得利⽤率，不产⽣⽆⽤得ＣaCl２。（2）体现了⼤规模联合⽣产得优越性:

利⽤⼀个⼚得废料,作为另⼀个⼚得主要原料。如合成氨⼚得废料ＣＯ2,可以作为碱⼚得主要原料；碱⼚⽆⽤得Cｌ—,可以代替价格⽐较昂贵得硫酸⽤来固定氨,制成氮肥。降低了成本，提⾼了综合经济效益．⼆、化⼯⽣产得基本原理

（１）充分利⽤原料--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得⼯艺；接触法制硫酸、氨氧化制中都利⽤廉价得来提⾼原料⽓得转化率。

(2)充分利⽤能量--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得热量对需要加热

(2)成本较低;可同时制得氮肥;容易控制碱度（或其它合理答案)

1.12年,⽐利时⼈索尔维以ＮaCl、ＣO2、Ｈ２O、NＨ３为原料⽣产Ｎa2ＣO3,叫索尔维法。其主要步骤就是:（1)在N Ｈ3饱与得NａCｌ溶液中通⼊CO２制得ＮaHCO３;（2)再将NaHCO３焙烧制得纯碱,CＯ2循环使⽤;(3)在析出⼩苏打得母液中加⼊⽣⽯灰,NH3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”法得技术封锁,并加以改进，⽤NａCｌ固体代替⽣⽯灰,加⼊母液使NH4Cl晶体析出,⽣产出纯碱与氯化铵。这便就是举世闻名得“侯⽒制碱法＂。试回答：（1）在氨饱与ＮａCl溶液中通⼊CＯ2得两步反应⽅程式为。(2）不能在NaCl溶液中通⼊ＣO２制NaHＣＯ３得原因。(３）析出⼩苏打得母液中加⼊⽣⽯灰得反应⽅程式就是 .(4）“侯⽒制碱法”与“索尔维法”相⽐其优点就是。

2。１2年⽐利时⼈索尔维以NａCｌ、ＣO２、NH3、H2O为原料制得了纯净得Na2CＯ3,该法⼜称氨碱法,其主要⽣产流程如下：

(1）从理论上瞧,循环⽣产就是否需要再补充NＨ３? 。

(2）从绿⾊化学原料得充分利⽤得⾓度瞧，该⽅法有⼆个明显得缺陷就是:a ;b .

我国化学家侯德榜改⾰国外得纯碱⽣产⼯艺,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:该法就是将合成氨⼯⼚⽣产得NH３及副产品CO２,再与饱与⾷盐⽔反应……。该法与氨碱法不同之处有⼆点:(3）①。②。

（4)从理论上瞧,每再⽣产1ｍol Ｎa2ＣO3，再补充得物质及其物质得量分别就是 .

3.1９42年,我国化⼯专家侯德榜以ＮaＣl、ＮH３、CO２等为原料先制得ＮaHCＯ３,进⽽⽣产出纯碱，她得“侯⽒制碱法”为世界制碱⼯业做出了突出贡献.有关反应得化学⽅程式如下:NH３+CO2＋H２Ｏ→NＨ4HＣO３ ;

NH4HCO3+NaCl→ＮaHCO３↓＋NＨ４Cｌ；2ＮaHCO3 ?

→Na2CO3+CＯ２↑＋H２O课后作业

（1）“侯⽒制碱法\"把合成氨与纯碱两种产品联合⽣产,请写出⼯业合成氨得化学反应⽅程式 ;已知合成氨为放热反应,若从勒夏特列原理来分析，合成氨应选择得温度与压强就是 (选填字母).a．⾼温ｂ。低温 c.常温 d.⾼压 e.低压 f。常压

（2)碳酸氢铵与饱与⾷盐⽔反应，能析出碳酸氢钠晶体得原因就是。ａ。碳酸氢钠难溶于⽔ b。碳酸氢钠受热易分解

c。碳酸氢钠得溶解度相对较⼩,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，同学们按各⾃设计得⽅案进⾏实验。

第⼀位同学:将⼆氧化碳⽓体通⼊含氨得饱与⾷盐⽔中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所⽰(图中夹持、固定⽤得仪器未画出）。请回答:

①写出甲中发⽣反应得离⼦⽅程式。②⼄装置中得试剂就是 .

③实验结束后,分离出NaHＣO3晶体得操作就是（填分离操作得名称)。

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得程度,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中得试剂为（选填字母）。ｅ。碱⽯灰 f。浓硫酸ｇ.⽆⽔氯化钙

(４）请您再写出⼀种实验室制取少量碳酸氢钠得⽅法（⽤简要得⽂字与相关得化学反应⽅程式来描述）: 。答案:

１。(1)ＮH３＋H2O+ＣＯ2 →NＨ4HCO3 NＨ４ＨCO3+NａＣl →ＮH４Cｌ＋ＮaHCO3↓(2)H2CO３酸性⽐盐酸弱，CO2与ＮaCｌ不反应(3)2ＮＨ4Cl＋CaO→CaCl２+Ｈ2O+2ＮH3↑

(４）使ＮH４Cl析出,可做氮肥，不⽣成ＣaCｌ2,原料ＮａCl充分利⽤。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与NH4Ｃｌ后含NａCl得溶液循环使⽤。（4)补充2ｍｏl NaＣｌ;2mｏl NH3;1 mol CO23。

N2 + 3H22NH3(1） b、ｄ（2）c

答案：(1)C（2）硫酸钙; Ｃａ2+,Mg２+，SO42-;Ｂr—(3)B