侯氏制堿法的原理及應(yīng)用

本文格式為Word版，下載可任意編輯——[侯氏制堿法的原理及應(yīng)用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，故有以下回響發(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NH3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，向母液中參與食鹽細(xì)粉，而使NH4Cl單獨結(jié)晶析出供做氮肥．此法優(yōu)點：留存了氨堿法的優(yōu)點，消釋了它的缺點，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、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參與生石灰，NH3循環(huán)使用．1940年，我國出名化工專家侯德榜先生，沖破了“索爾維”法的技術(shù)封鎖，并加以提升，用NaCl固體代替生石灰，參與母液使NH4Cl晶體析出，生產(chǎn)出純堿和氯化銨．這便是舉世有名的“侯氏制堿法”．試回復(fù)：

(1)在氨飽和NaCl溶液中通入CO2的兩步回響方程式為。

(2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的理由。

(3)析出小蘇打的母液中參與生石灰的回響方程式是。

(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)生回響：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO，由于碳酸是弱酸，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)生回響：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，所得到的少量OH－和前一回響中的H＋結(jié)合生成極弱的電解質(zhì)H2O，從而使得兩個回響都向右舉行，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，參與生石灰可生成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不回響(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為原料制得了純真的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(xué)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(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，再與飽和食鹽水回響……。該法與氨堿法不同之處有二點：

（3）①。

②。

（4）從理論上看，每再生產(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對分開出NaHCO3和NH4Cl后含NaCl的溶液循環(huán)使用。

（4）補充2molNaCl；

2molNH3；

1molCO2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(jìn)而生產(chǎn)出純堿，他的“侯氏制堿法”為世界制堿工業(yè)做出了突出付出。有關(guān)回響的化學(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)回響方程式；

已知合成氨為放熱回響，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回響，能析出碳酸氫鈉晶體的理由是。

a．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)計的方案舉行測驗。

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，測驗裝置如下圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）。

請回復(fù)：

①寫出甲中發(fā)生回響的離子方程式。

②乙裝置中的試劑是。

③測驗終止后，分開出NaHCO3晶體的操作是（填分開操作的名稱）。

其次位同學(xué)：用圖中戊裝置舉行測驗（其它裝置未畫出）。

①為提高二氧化碳在此回響溶液中被吸收的程度，測驗時，須先從a管通入氣體，再從b管中通入氣體。

②裝置c中的試劑為（選填字母）。

e．堿石灰f．濃硫酸g．無水氯化鈣（4）請你再寫出一種測驗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)回響方程式來描述）：

。

N2+3H22NH3例3（1）b、d（2）c（3）第一位同學(xué)：①CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑②飽和碳酸氫鈉溶液③過濾其次位同學(xué)：①NH3（氨）CO2（二氧化碳）②g（4）向燒堿溶液中通入過量CO2：NaOH+CO2NaHCO3；

或向飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2：

Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3等，其它合理方法均可。

例4我國制堿工業(yè)的先驅(qū)—侯德榜先生，1939年研發(fā)了出名的侯氏制堿法，其核心回響原理可用如下化學(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)計了如下測驗裝置，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)成飽和。

（1）A裝置中所發(fā)生回響的離子方程式為________________________。

C裝置中稀硫酸的作用為___________________________________________。

（2）下表中所列出的是相關(guān)物質(zhì)在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)（g/100g水）溫度溶解鹽度0℃10℃20℃30℃40℃50℃NaCl35.735.836.036.336.637.0NaHCO36.98.19.611.112.714.5NH4Cl29.433.337.241.445.850.4參照表中數(shù)據(jù)，請分析B裝置中使用冰水的目的是______________________。

（3）該校學(xué)生在檢查完此套裝置氣密性后舉行測驗，結(jié)果沒有得到碳酸氫鈉晶體，指導(dǎo)教師指出應(yīng)在_____________裝置之間（填寫字母）連接一個盛有___________的洗氣裝置，其作用是_____________________________________。

（4）若該校學(xué)生舉行測驗時，所用飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85g，測驗后得到枯燥的NaHCO3晶體的質(zhì)量為5.04g，那么NaHCO3的產(chǎn)率為。

例4（1）CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；

吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出的氨氣，裁減對環(huán)境的污染（2）溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出（3）A與B；

飽和NaHCO3溶液（其它合理答案均可給分）；

除去CO2中混合的HCl氣體（4）60%有關(guān)侯氏制減法的高考試題（2022上海）26．（A）我國化學(xué)侯德榜（右圖）改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：

（1）上述生產(chǎn)純堿的方法稱，副產(chǎn)品的一種用途為。

（2）沉淀池中發(fā)生的化學(xué)回響方程式是。

（3）寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式。

（4）使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計了（填上述流程中的編號）的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是（5）為檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加。

（6）向母液中通氨氣，參與細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有。

（a）增大NH4＋的濃度