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《侯氏制堿法的原理及應(yīng)用-帶答案.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
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，故有下列反應(yīng)發(fā)生：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：原料經(jīng)濟，能連續(xù)生產(chǎn)，CO2和N
2、H3能回收使用．缺點：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有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，向母液中加入食鹽細粉，而使NH4Cl單獨結(jié)晶析出供做氮肥．此法優(yōu)點：保留了氨堿法的優(yōu)點，消除了它的缺點，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，比利時人索爾維以NaCl
3、、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CO2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，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CO
4、2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)點是。例1解析：CO2在水中發(fā)生反應(yīng)：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO，因為碳酸是弱酸，所以HCO在水溶液中濃度很??；但是在通入氨氣后，氨氣在水溶液中也發(fā)生反應(yīng)：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，所得到的少量OH－和前一反應(yīng)中的H＋結(jié)合生成極弱的電解質(zhì)H2O，從而使得兩個反應(yīng)都向右進行，可以使溶液中HCO的濃度變大，由于NaHCO3溶解度較小，所以可析出NaHCO3晶體，母液中為NH4Cl，加入生石灰
5、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NH47Cl的母液循環(huán)使用，原料充分利用，NH3循環(huán)使用，不生成CaCl2．答案：(1)NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3NH4HCO3＋NaCl＝NH4Cl＋NaHCO3↓(2)H2CO3酸性比鹽酸弱，CO2與NaCl不反應(yīng)(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。例21892年比利時人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了
6、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)是否需要再補充NH3？。（2）從綠色化學原料的充分利用的角度看，該方法有二個明顯的缺陷是：a；b。我國化學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：（3）① 。② ?！ 。?）從理論上看，每再生
7、產(chǎn)1molNa2CO3，再補充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是。例2（1）不需要 （2）a．氯化鈉未能充分利用；b．產(chǎn)生CaCl2廢棄物（3）①將NH4Cl作為一種化工產(chǎn)品，不再生產(chǎn)NH3循環(huán)使用；②對分離出NaHCO3和NH4Cl后含NaCl的溶液循環(huán)使用。（4）補充2molNaCl；2molNH3；1molCO27例31942年，我國化工專家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進而生產(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。有關(guān)反應(yīng)的化學方程式如下：NH3＋CO2＋H2ONH4HCO3；
8、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)選擇的溫度和壓強是（選填字母）。a．高溫
