侯氏制堿法的原理及應(yīng)用

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1、侯氏制堿法的原理及應(yīng)用小結(jié)：工業(yè)制純堿的方法：1．氨堿法(索爾維制堿法)向飽和食鹽水中通入足量氨氣至飽和，然后在加壓下通入CO2(由CaCO3煅燒而得)，因NaHCO3溶解度較小，故反應(yīng)有：NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3NaCl＋NH4HCO3＝NaHCO3↓＋NH4Cl將析出的NaHCO3晶體煅燒，即得Na2CO3：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循環(huán)使用2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O此法優(yōu)點(diǎn)：原料經(jīng)濟(jì)，能連續(xù)生產(chǎn)，CO2和NH3能回收使用．缺點(diǎn)：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只

2、有70%，約有30%的NaCl留在母液中。2．聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法)根據(jù)NH4Cl在常溫時(shí)的溶解度比NaCl大，而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理，在278K～283K(5℃～10℃)時(shí)，向母液中加入食鹽細(xì)粉，而使NH4Cl單獨(dú)結(jié)晶析出供做氮肥．此法優(yōu)點(diǎn)：保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2，革除了CaCO3制CO2這一工序。例11892年，比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、H2O、NH3為原料生產(chǎn)Na2CO3,叫索爾維法．其主要步驟是：(1)在NH3飽和的NaCl溶液中通入C

3、O2制得NaHCO3；(2)再將NaHCO3焙燒制得純堿，CO2循環(huán)使用；(3)在析出小蘇打的母液中加入生石灰，NH3循環(huán)使用．1940年，我國著名化工專家侯德榜先生，沖破了“索爾維”法的技術(shù)封鎖，并加以改進(jìn)，用NaCl固體代替生石灰，加入母液使NH4Cl晶體析出，生產(chǎn)出純堿和氯化銨．這便是舉世聞名的“侯氏制堿法”．試回答：(1)在氨飽和NaCl溶液中通入CO2的兩步反應(yīng)方程式為。(2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因。(3)析出小蘇打的母液中加入生石灰的反應(yīng)方程式是。(4)“侯氏制堿法”與“索爾維法”相比其優(yōu)點(diǎn)是。例21892年比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO

4、2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3，該法又稱氨堿法，其主要生產(chǎn)流程如下：（1）從理論上看，循環(huán)生產(chǎn)是否需要再補(bǔ)充NH3？。（2）從綠色化學(xué)原料的充分利用的角度看，該方法有二個(gè)明顯的缺陷是：a；b。5我國化學(xué)家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，創(chuàng)造了侯德榜制堿法又叫聯(lián)堿法，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：該法是將合成氨工廠生產(chǎn)的NH3及副產(chǎn)品CO2，再與飽和食鹽水反應(yīng)……。該法與氨堿法不同之處有二點(diǎn)：（3）①　　　　　　　　　　　　　　。②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?！　　。?）從理論上看，每再生產(chǎn)1molNa2CO3，再補(bǔ)充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是。例31942

5、年，我國化工專家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿，他的“侯氏制堿法”為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：NH3＋CO2＋H2ONH4HCO3；NH4HCO3＋NaClNaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O（1）“侯氏制堿法”把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，請寫出工業(yè)合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式；已知合成氨為放熱反應(yīng)，若從勒夏特列原理來分析，合成氨應(yīng)選擇的溫度和壓強(qiáng)是（選填字母）。a．高溫b．低溫c．常溫d．高壓e．低壓f．常壓（2）碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是。a．

6、碳酸氫鈉難溶于水b．碳酸氫鈉受熱易分解c．碳酸氫鈉的溶解度相對較小，所以在溶液中首先結(jié)晶析出（3）某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理，欲制備碳酸氫鈉，同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第一位同學(xué)：將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）。請回答：①寫出甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。②乙裝置中的試劑是。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分離出NaHCO3晶體的操作是（填分離操作的名稱）。第二位同學(xué)：用圖中戊裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（其它裝置未畫出）。①為提高二氧化碳在此反應(yīng)溶液中被吸收的程度，實(shí)驗(yàn)時(shí)，須先從a管通入5氣體，再從b管中通入氣體。②裝置c中的試劑為（

7、選填字母）。e．堿石灰f．濃硫酸g．無水氯化鈣（4）請你再寫出一種實(shí)驗(yàn)室制取少量碳酸氫鈉的方法（用簡要的文字和相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式來描述）：。例4我國制堿工業(yè)的先驅(qū)—侯德榜先生，1939年發(fā)明了著名的侯氏制堿法，其核心反應(yīng)原理可用如下化學(xué)方程式表示：NH3+CO2+NaCl+H2ONH4Cl+NaHCO3（晶體）,依據(jù)此原理，欲制得碳酸氫鈉晶體，某校學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置，其中B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達(dá)到飽和。（1）A裝置中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________