2023年高中化學新教材同步必修第一冊微專題四純堿的生產歷史與侯氏制堿法

一、路布蘭制堿法1791年法國醫(yī)生路布蘭首先取得專利，以食鹽為原料，制得了純堿，稱為路布蘭制堿法。制取原理與步驟先使氯化鈉與硫酸反響，生成硫酸鈉：2 4 2 2NaCHSONaSO＋2HC2 4 2 然后用焦炭復原硫酸鈉得硫化鈉：2 4 NaSO4CNa＋4C2 4 3最終利用硫化鈉與石灰石的反響生產碳酸鈉：Na2S＋CaCO3===Na2CO＋CaS。3制取方法評價路布蘭制取純堿，主要生產過程在固相中進展，難以連續(xù)生產，又需硫酸作原料，設備腐蝕嚴峻，產品質量不純，原料利用不充分，價格較貴，所以在2020年月被淘汰。二、索爾維制堿法1861(氯化鈉)、石灰石(經煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿。制取原理與步驟在飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳，析出碳酸氫鈉：NaCl＋NH

＋CO＋HO===NaHCO↓＋NHCl。3 2 2 3 4過濾、洗滌、煅燒碳酸氫鈉晶體，得到純堿產品：3 2 3 2 2NaHCO===NaCO＋CO↑HO3 2 3 2 反響產生的二氧化碳循環(huán)使用。氯化銨濾液與石灰乳混合加熱：2NHC＋Ca(OH)CaCl＋2NH2H，反響產生的氨氣循環(huán)使用。4 2 2 3 2制取方法評價氨堿法(索爾維制堿法)的優(yōu)點是：原料(食鹽和石灰石)廉價；產品純堿的純度高；副產品氨和首先是原料食鹽的利用率低，其次是產生大量的廢渣氯化鈣。三、侯氏制堿法1943合起來，同時生產純堿和氯化銨兩種產品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化碳，二氧化碳為合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣。制取原理與步驟侯氏制堿法，低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再參與細鹽末，因氯離子存在及低溫條件使氯化銨溶解度突然降低，而食鹽的溶解度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨飽和后通二氧化碳，結果相繼析出NaHCO3和NH4Cl，該法生產的純堿質量優(yōu)良，純白如雪。制取方法評價侯氏制堿法與氨堿法相比較，其優(yōu)點是食鹽的利用率大大提高，用等量的食鹽可生產更多的純堿，同時得到氮肥氯化銨，不再產生廢渣氯化鈣，削減了對環(huán)境的污染，并且大大降低了純堿和氮肥的本錢，充分表達了大規(guī)模聯(lián)合生產的優(yōu)越性。

＋NH＋HO===NaHCO↓＋NH

Cl”是著名的“侯氏制堿法”的重要反響。2 3 2 3 4下面是4位同學對該反響涉及的有關學問發(fā)表的局部見解。其中不正確的選項是( )答案C42 3 解析侯氏制堿法的實質就是利用NaHCO3溶解度比其他物質小的原理則A說法正確；析出晶體后的溶液確定為該物質的飽和溶液則C說法錯誤純堿是NaCO的俗名而NaHCO的俗名是小蘇打，則B說法正確；NHCl是一種可用作氮肥的副產品，D說法正確。2．以以下圖是侯氏制堿法在試驗室進展模擬試驗的生產流程示意圖，則以下表達正確的選項是( 42 3 A．A氣體是CO2，B氣體是NH3B．第Ⅲ步得到的晶體是Na2CO3·10H2OC．侯氏制堿法的工藝過程中應用了物質溶解度的差異D．第Ⅳ步操作的主要過程有溶解、蒸發(fā)、結晶答案C解析侯氏制堿法中應先在飽和食鹽水中通入NH3再通入CO2CO2在飽和食鹽水中的溶解度很小，先通入NH3

使食鹽水顯堿性，能夠吸取大量CO2

氣體，產生高濃度的HCO－，3才能析出NaHCO33

晶體。酸氫鈉固體：NaCl＋NH＋CO＋HO===NaHCO↓＋NHCl。據(jù)此，我國精彩的化學家侯德3 2 2 3 4榜設計出了生產純堿的方法：飽和NaCl3NaHCONaCO，②通CO 3 2 32這種方法被人們稱為侯氏制堿法。試答復以下問題：寫出由碳酸氫鈉固體制碳酸鈉的化學方程式：。假設碳酸鈉固體中混有碳酸氫鈉固體，應如何除去？ 寫出方法)；假設碳酸氫鈉溶液中混有碳酸鈉溶液應如何除去？ 寫出化學方程式)。答案(1)2NaHCONaCO＋HOCO↑3 2 3 2 232(2)加熱Na2CO＋H32

O＋CO

===2NaHCO↓23解析(1)NaHCO 固體受熱簡潔分解生成 NaCO，反響的化學方程式為 2NaHCO23

====3 2 3 32Na2CO3＋H2O＋CO↑。(2)NaHCO3固體受熱簡潔分解生成Na2CO3，Na2CO3固體中混有NaHCO3NaHCO3溶液中混有Na2CO3中通入過量二氧化碳氣體。2侯氏制堿法的步驟如以以下圖：試答復以下問題：假設上述的懸濁液是碳酸氫鈉和氯化銨的混合液則Ⅰ和Ⅱ的總反響方程式為 。由這一反響可知氯化鈉比碳酸氫鈉的溶解度 。Ⅲ的操作叫 。Ⅳ的操作叫答案(1)NaCl＋NH＋CO＋HO===NaHCO↓＋NH

。Cl 大(2)過濾(3)灼燒3 2 2 3 433解析(1)從生成物是NaHCO3和NH4Cl兩種物質不難寫出Ⅰ、Ⅱ的總反響方程式：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO↓＋NH4Cl。明顯溶解度：NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的飽和溶液中才會析出 NaHCO。(2)把不溶晶體與液體分別的方法稱為過濾。 (3)Ⅳ的操作是對NaHCO3進展加熱，使其分解，同時使揮發(fā)性物質氣化而除去，該操作為灼燒。5．“索爾維制堿法”工藝流程如以下圖，請答復以下問題：33向飽和氯化鈉溶液中先通入 效果更好反響制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化學方程式為 。2 3 索爾維制堿法除了得到純堿外還會產生一種廢渣 侯氏制堿法在此工藝上改進，不再使用碳酸鈣制備CO，而是在制備NH的過程中制得CO，則侯氏制堿法在得到純堿的同時還制得了 ，此物質在農業(yè)上的用途是 2 3 答案(1)NH3 NaCl＋NH＋CO＋HO===NaHCO↓＋NHCl3 2 2 3 4(2)CaCl2 NH4Cl 作氮肥解析(1)由于氨氣極易溶于水，所以向飽和NaCl溶液中先通入氨氣，效果更好。反響制得3NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化學方程式為NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO↓＋NH4Cl。3(2)依據(jù)原子守恒可知反響后還有氯化鈣生成。依據(jù)方程式NaClNH3CO2＋3H2O===NaHCO↓＋NH4Cl可知侯氏制堿法在得到純堿的同時還制得氯化銨。銨鹽在農業(yè)上3可作氮肥。6．純堿是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產。起初，人們從鹽堿地和鹽湖中獲得純堿，但遠遠不能滿足工業(yè)進展的需要，純堿的化學式為 。性氣味的氣體，其分子構造示意圖為，該氣體遇空氣中的水蒸氣易形成酸霧，腐蝕金屬1791年，“路布蘭制堿法”取得專利。該方法以硫酸、氯化鈉、木炭、白堊石(主要成分為碳酸鈣)為原料，但在2020性氣味的氣體，其分子構造示意圖為，該氣體遇空氣中的水蒸氣易形成酸霧，腐蝕金屬設備該酸霧腐蝕金屬鐵的化學方程式為 。(3)1861年，“索爾維制堿法”問世該方法是在用氯化鈉溶液吸取兩種工業(yè)廢氣時意外覺察的，反響后生成碳酸氫鈉和氯化銨(NH4Cl)，再加熱碳酸氫鈉即可制得純堿氯化鈉溶液吸取的兩種氣體為 (填字母)。A．Cl2C．SO2

B．NH3D．CO2(4)“侯氏制堿法”由我國化學工程專家侯德榜先生于1943年創(chuàng)立，是“索爾維制堿法”的改進，大大提高了原料的利用率，至今仍為全世界廣泛承受。用如以下圖裝置可以模擬“加熱碳酸氫鈉制得純堿”的過程。當觀看到B中消滅渾濁時停頓加熱A中發(fā)生反響的化學方程式 將A試管冷卻至室溫，向其中參與稀鹽酸，充分反響后測得溶液的pH＝5，則該溶液中含有的溶質為 。答案(1)NaCO (2)F＋2HCl===FeCl＋H↑(3)BD (4)2NaHCO===NaCO＋H＋2 3 2 2 3 2 3 22CO↑HCl和NaCl2解析(1)純堿的化學式為Na2CO3。依據(jù)濃鹽酸有揮發(fā)性，揮發(fā)出一種無色、有