侯氏制碱法的原理及应用带答案.docx

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1、侯氏制碱法的原理及应用小结：工业制纯碱的方法：1 .气破法(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COK由CaCO煨烧而得)，因AaHCOs溶解度较小，故有卜.列反应发生：NIIs+C0iH20=NHtHC0,NaC1.+NH1HCOt=NaHCQ1.I+NH1C1.将析出的NaHCO,晶体煨烧，即得Na2C0:2NaHC0,NaEO3+C0+H2O母液中的NHC1.加利石灰可回收织，以便循环运用：2NH4C1.+Ca(OH)2CaC1.1+2NH,t+2H)此法优点：原料经济，能连续生产，C0：和NHs能回收运用.缺点：大量CaCk用途不大，NaC1.利用率只有70

2、也约有30%的YaC1.留在母液中。2 .联合制碱法(侯氏制碱法)依据NHQ在常温时的溶解度比NaC1.大，而在低温下却比NaC1.溶解度小的原理，在278K283K(5CI(TC)时，向母液中加入食盐细粉，而使NH1C1.单独结晶析出供做氮肥.此法优点：保留了氮碱法的优点，消退了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NHQ1.可做氮肥；可及合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO?,革除了CaCo*JC0.这一工序。例11892年，比利时人索尔维以NaC1.、CO八皿)、NHs为原料生产Na2CO3,叫索尔维法.其主要步骤是：(1)在NIh饱和的NaC1.溶液中通入C0：制得NaHCO3

3、;(2)再将NaHCO,焙烧制得纯碱，C0.循环运用；(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰，NH,循环运用.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NaC1.固体代替生石灰，加入母液使NH1晶体析出，生产出纯碱和氯化钺.这便是著名遐迩的“侯氏制碱法”.试回答：在氨饱和NaC1.溶液中通入C(的两步反应方程式为o(2)不能在NaC1.溶液中通入CO2制NaI1.COs的缘由.；,析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是o“侯氏制喊法”及“索尔维法”相比其优点是O例1解析：CO,在水中发生反应：CO+H。-+HCO因为碳酸是弱酸，所以HCOf在水溶液中

4、浓度很小：但是在通入然气后，氨气在水溶液中也发生反应:NH,+HQ-N1.hHO=NH；+OH，所得到的少量OH-和前一反应中的H结合生成极弱的电解质Ho从而使得两个反应都向右进行，可以使溶液中HC(V的浓度变大，由于NaHe。溶解度较小，所以可析出NaHC。,晶体，母液中为NHC1,加入生石灰可生成NIh和CaCk,改用NaC1.利用NHQ溶解度小的原理可析出NHa做肥料，析出NHC1.的母液循环运用，原料充分利用，NR循环运用，不生成CaC1.2.答案：(1)NHj+I1.0+C02=NHiHC0,N1.IIICOj+NaC1.=N1.I4C1.+Na1.ICQ1.I(2)HQ)酸性比盐酸

5、弱，CO：及Nae1.不反应(3)2NH1.C1.+CaO=CaC1.+HX)+2NHjf(4)使NHQ析出，可做氮肥，不生成CaCI2,原料NaC1.充分利用。例21892年比利时人索尔维以NaC1.、CO2、NIIj.I1.O为原料制得了纯净的Na该法乂称氨碱法，其主要生产流程如下：1)从理论上看，循环生产是否须要再补充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;bo我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,创建了侯德榜制碱法又叫联碱法，生产流程可简要表示如卜丁该法是将合成氨工厂生产的及副产品CO,再及饱和食盐水反应o该法及教碱法不同之处有二点：(3)0(

6、4)从理论上看，每再生产Imo1.Na0“再补充的物质及其物质的量分别是例2(1)不须要b.产生CaCh废弃物(2)a.氯化钠未能充分利用:（3）将NHC1.作为一种化工产品，不再生产NH,循环运用：对分别出NaHeO,和NH1C1.后含NaC1.的溶液循环运用。（4）补充2mo1.NaCh2mo1.NH3:1mo1.COi例31942年，我国化工专家侯德榜以aC1.NH八C0：,等为原料先制得NaHCO.,进而生产出纯碱，他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反应的化学方程式如下：NH1+C02+H2O-NHtHCQ1；NHHCO,+NaC1.Na1.ICO1I+NHtC1.：

7、2NaHC（）t=Na1CO,+C（t+H0（1）“侯氏利碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产，请写出工业合成氨的化学反应方程式：已知合成氨为放热反应，若从勒夏特列原理来分析，合成氨应选择的温度和压强是（选填字母）。a.高温b.低温c.常温d.高压e.低压f.常压（2）碳酸氢钱及饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的缘由是Oa.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，所以在溶液中首先结晶析出（3）某探究活动小组依据上述制碱原理，欲制备碳酸氢钠，同学们按各自设计的方案进行试验。第一位同学：将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，试验装置如下图所示（图中夹持、固

8、定用的仪器未画出）。请回答：写出甲中发生反应的离子方程式。乙装置中的试剂是。试验结束后，分别出NaHeoJ晶体的操作是（填分别操作的名称）。其次位同学：用图中戊装置进行试验（其它装置未画出）。为提高二氧化碳在此反应溶液中被汲取的程度，试验时，须先从a管通入气体，再从b管中通入气体。装置C中的试剂为（选填字母）。e.碱石灰f.浓硫酸g.无水氯化钙（4）请你再写出一种试验室制取少量碳酸氢钠的方法（用简要的文字和述):例3(1)相关的化学林化剂NZ+3Hy=三r2NH反应方程式b、d（2） c（3）第一位同学：CaCOs+2H,=Ca1+H2O+CO21饱和碳酸氢钠溶液过滤其次位同学：N（氨）CO1

9、（二氧化碳）g4）向烧碱溶液中通入过量CO1：NaOH+CO3NaHCO1;或向饱和Na2CQ1溶液中通入过量CO2：NaKO-CO-HQ2NaHC0s等，其它合理方法均可。例4我国制碱工业的先驱一侯德榜先生，1939年独创了著名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如卜.化学方程式表示：NH1+C02+NaC1.+H20NH,C1.+NaHCO1（晶体），依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如卜试验装置,其中B装置中的试管内是溶有级和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和。（1）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）卜表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据（8烬8水

10、）盐度O4CIO1C20,C30,C40,C50,CNaC1.35.735.836.036.336.637.0NaHCa6.98.19.611.112.714.5NH1C1.29.433.337.241.445.850.4参照表中数据，请分析B装置中运用冰水的目的是（3）该校学生在检查完此套装置气密性后进行试验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导老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）若该校学生进行试验时，所用饱和食盐水中含NaC1.的质量为5.85g,试验后得至U干燥的NaHC0,晶体的质量为5.04g,WJNaIICOs的产率为。例4（1）CaC01+2I=Ca三

11、+C011+HO汲取从B装置中的试管内逸出的氨气，削减对环境的污染（2）温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出（3） A及B：饱和NaHeO3溶液（其他合理答案均可给分）；除去CO?中混合的HC1.气体（4） 60%有关侯氏制减法的高考试题（2019上海）26.（八）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O（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是O（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一（5）为检验产品碳

12、酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加O(6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有三(a) 增大NHj的浓度，使NHQ1.更多地析出(b) 使NaHCoJ更多地析出(c) 使MaHCOJ转化为N&C0，提高析出的NH1C1.纯度(AA(本题共12分)(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,+Cj0+NaC1.-NH1C1.+NaHCO31或NH1+CO,+H,0NH1.HCOiNHsHC03+NaC1.NaHCO3I+NHtC1. 3)CO2 4)I过渡35CMnICOJ会有分解请回答：（1）反应温度限制在则则

13、方是是后毕完料加3035C,超因为若高于35C,若低于304C,:为限制礴度范围,实行的加热接着保温30分钟，H的酢置后只析出NaHCO-晶体的缘由。用蒸储水洗涤NaHCO,晶体的取样、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3碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其缘由是。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详细方法是：。5）氨碱法流程中氨是循环运用的，为此，源液I）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，缘由是-6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。假如用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分

14、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）（2019上海）27.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NaC1.溶液循环运用，同时可回收NH1。（4）测试纯碱产品中NaHCQ,含量的方法是：精确称取纯碱样品Wg,放入锥形瓶中加蒸馀水溶解，加12滴酚曲指示剂，用物质的量浓度为c（mo1.）的HC1.溶液滴定至溶液由红色到无色（指示C0+H+=HCOs反应的终点），所用HCI溶液体积为VW1.,再加12滴甲基橙指示剂,接着用HC1.溶液滴定至溶液由黄变橙，所用I1.C1.溶液总体积为V2m1.o写出纯碱样品中NaHC0,质量分数的计算式：NaHCO：,（%）=（DNHMC。,分解反应速率降低水浴加热2）使反应充分进行NaHCo,的溶解度最小NaC1.NH1C1.NH1HCO,（3）Na1.ICO1NaC1.NHtC1.NIIJICOsIIC1.dvj1.）21.（4）-1.*34100%W（2019上海）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（沉淀剂来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。AB2）试验室提纯粗盐的试验操作依次为: