侯氏制碱法的原理及应用 - 带答案.docxVIP

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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CO2(由CaCO3煅烧而得),因NaHCO3溶解度较小,故有下列反应发生: NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl 将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO3: ?2NaHCO3????Na2CO3+CO2↑+H2O 母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨,以便循环使用: ?2NH4Cl+Ca(OH)2????CaCl2+2NH3↑+2H2O 此法优点:原料经济,能连续生产,CO2和NH3能回收使用. 缺点:大量CaCl2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. 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%;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。 例1 1892年,比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为原料生产Na2CO3,叫索尔维法.其主要步骤是:(1)在NH3饱和的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)在析出小苏打的母液中加入生石灰,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”法的技术封锁,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CO2的两步反应方程式为 。 (2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3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:CO2在水中发生反应:CO2+H2O H2CO3 H+HCO3,因为碳酸是弱酸,所以HCO3在水溶液中 NH3?H2O NH4+OH,所得到的少量 ??- + ??浓度很小;但是在通入氨气后,氨气在水溶液中也发生反应:NH3+H2O - + OH和前一反应中的H结合生成极弱的电解质H2O,从而使得两个反应都向右进行,可以使溶液中HCO3的浓度变大,由于NaHCO3溶解度较小,所以可析出NaHCO3晶体,母液中为NH4Cl,加入生石灰可生成NH3和CaCl2,改用NaCl,利用NH4Cl溶解度小的原理可析出NH4Cl做肥料,析出NH4Cl的母液循环使用,原料充分利用,NH3循环使用,不生成CaCl2. 答案:(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。 1 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,

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