侯氏制碱法(共6页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上侯氏制碱法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

2、，所以这里有沉淀符号，这也正是这个方法的便捷之处）即：NaCl(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

3、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：通入氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到较纯净的NH4Cl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；不通氨气，冷却后，加入NaCl

4、，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到NH4Cl晶体（产物），滤液为饱和食盐 水，可直接回到第一步循环利用。原理：低温时，氯化铵的溶解度低于氯化钠的溶解度，而由于之前加入氯化钠（氨气）使得氯离子（铵根 离子）浓度提高，所以再根据勒夏特列原理，氯化铵将最先析出。侯氏制碱法不足之处侯氏联合制碱法也存在不足。较氨碱法而言，它的用氨量较大，在有些情况下不适用。例1 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

5、： 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）。（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 。【答案】：（1）不需要（2）a氯化钠未能充分利用； b产生CaCl2废弃物（3）将NH4Cl作为一种化工产品，不再生产NH3循环使用； 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2 我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法

6、”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。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：NH3CO2H2O=NH4HCO3；NH4HCO3NaCl=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。【探究实例】 .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_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.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)。回答下列有关问题：乙装置中的试剂是_；丁装置中稀硫酸的作

7、用是_；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。实验时，须先从_管通入_气体，再从_管中通入_气体。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】.(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，丁的作用是吸收多余的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)实验时必须制取含氨

8、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气体与溶液的接触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。(3)此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠的方法：用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；往烧碱溶液中通入过量CO2；往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。【答案】.c.(1)饱和碳酸氢钠溶液吸收未反应的NH3过滤(2)aNH3bCO2增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率(3)往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等)例3 我国制碱

9、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 解盐 度01020304050NaCl35.735.836.036.336.637.0NaHCO36.98.19.611.112.714.5NH4Cl29.433.

10、337.241.445.850.4参照表中数据，请分析B装置中使用冰水的目的是_。（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 。（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（其它合理答案均可给分）；除去C

11、O2中混合的HCl气体 （4）60%4、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NH4的浓度，使NH4Cl更多地析出（b） 使NaHCO3更多地析出（c） 使

12、NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度（1）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其它合理答案均给分）（2）NH3CO2H2ONaClNH4ClNaHCO3或NH3CO2H2ONH4HCO3 NH4HCO3NaClNaHCO3NH4Cl（3）CO2 （4）I 过滤 （5）稀硝酸和硝酸银溶液 （6）a c5.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Na2CO3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3035，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，

13、抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表温度溶解度盐0102030405060100NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.335NH4HCO3会有分解请回答：（1）反应温度控制在3035，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 。（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是 。静置后只析

14、出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）。（3）过滤所得的母液中含有 （以化学式表示），需加入 ，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。（4）测试纯碱产品中NaHCO3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12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CO32HHCO3反应的终点），所用HCl溶液体积为V1 mL，再加12滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式

15、：NaHCO3（） 【答案】（1）NH4HCO3分解 反应速率降低 水浴加热（2）使反应充分进行 NaHCO3的溶解度最小 NaCl NH4Cl NH4HCO3（3）NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 HCl （4）6、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，碳酸化时产生的现像是 。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

16、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）6.在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业生产碘酸钾的流程如下：请回答下列问题：(1)已知反应室发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请写出该反应的化学方程式： _。(2)反应室需加热煮沸，其目的是：加快反应速率，使反

17、应物充分反应：_，有利于反应向正方向进行。(3)已知几种物质的溶解度见下表：KClKH(IO3)2KClO3溶解度g/100 g水(25 )20.80.87.5溶解度g/100 g水(80 )37.112.416.2由上表数据分析可知，操作的名称为_。(4)在反应室中加入KOH调节溶液的pH10，其目的是_(用离子方程式表示)。(5)某同学欲测定成品中碘酸钾的含量，设计了如下实验：准确称取1 g样品，加适量蒸馏水使其完全溶解；用稀硫酸酸化上述所得溶液，加入过量KI溶液，充分搅拌；以淀粉为指示剂，逐滴加入2.0 molL1的Na2S2O3溶液，当蓝色刚好褪去时，消耗Na2S2O3溶液12.00 mL，则成品中KIO3的质量分数为_(已知：KIO35KI3H2SO4=3K2SO43I23H2O，I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6)。【答案】(1)6I211KClO33H2O=6KH(IO3)25KCl3Cl2(2)除去反应生成的Cl2(3)冷却结晶、过滤(4)OHH=H2O(5)85.6%专心-专注-专业