1侯氏制碱法其化学方程式可以归纳为以下三步反应。(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(首先通入氨气,然后再通入二氧化碳)(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(NaHCO3溶解度最小,所以析出。)加热(3)2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3热稳定性很差,受热容易分解)且利用NH4Cl的溶解度,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体和难电离的物质生成。他要制纯碱(Na2CO3),就利用NaHCO3在溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO3,再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。分析一下整个过程原料是NH3和CO2以及食盐水发生的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl进入沉淀池以后,得到NaHCO3进入煅烧炉,煅烧后得到Na2CO3和CO2,CO2进入循环II,所以X是CO2,沉淀池中的母液为食盐水、NH3、Na2CO3和NH4Cl的混合物所以可以再次进入沉淀池,其中食盐水是循环利用的NH4Cl通过食盐细粉的同离子效应而析出了得到了铵肥,由于NH3被消耗了,所以需要再次补充氨气所以侯氏制碱法中循环利用的是CO2和食盐水好处是产生纯碱的同时,产生了铵肥,同时氯化钠的利用率比较高索氏制碱法分析一下整个流程:原料也是NH3、NH3和食盐水发生的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4ClCO2是由CaCO3煅烧得到的,产物同时还有CaO在母液中含有的成分为NaCl、NH3、Na2CO3还有CaCl2等其中排除液W包含CaCl2和NaClCaO和母液中的NH4Cl结合又生成了NH3可以循环利用,即Y为NH3主要区别:索维尔制碱法===原料利用率低,有CaCl2副产物,几乎无用和侯氏制碱法--原料利用率高,副产物NH4Cl,肥料2例11892年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3,该法又称氨碱法,其主要生产流程如下:(1)从理论上看,循环生产是否需要再补充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;b。我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,创造了侯德榜制碱法又叫联碱法,生产流程可简要表示如下:该法是将合成氨工厂生产的NH3及副产品CO2,再与饱和食盐水反应……。该法与氨碱法不同之处有二点:(3)①。②。(4)从理论上看,每再生产1molNa2CO3,再补充的物质及其物质的量分别是。(1)不需要(2)a.氯化钠未能充分利用;b.产生CaCl2废弃物(3)①将NH4Cl作为一种化工产品,不再生产NH3循环使用;②对分离出NaHCO3和NH4Cl后含NaCl的溶液循环使用。(4)补充2molNaCl;2molNH3;1molCO2例2我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O。【探究实例】Ⅰ.原理分析3碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是________.a.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,在溶液中首先结晶析出Ⅱ.实验探究(1)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,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。回答下列有关问题:①乙装置中的试剂是____________;②丁装置中稀硫酸的作用是____________;③实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。①实验时,须先从______________管通入________________气体,再从________________管中通入________________气体。②有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置,理由是________________________________________________________________________。(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析Ⅱ.(1)甲装置是CO2的发生装置,由于盐酸易挥发,故生成的CO2气体中会含有HCl气体,乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体,所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,丙是制备碳酸氢钠的发生装置,丁的作用是吸收多余的NH3,防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。(2)实验时必须制取含氨的饱和NaCl溶液,然后使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水,CO2在水中的溶解度不大,故先从a导管通入NH3,后从b导管通入CO2。己装置中有多孔球泡,增大CO2气体与溶液的接触面积,提高了CO2在溶液中的吸收率。(3)此题是开放性试题,制备少量碳酸氢钠的方法:①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应;②往烧碱溶液中通入过量CO2;③往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。答案Ⅰ.cⅡ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液②吸收未反应的NH3③过滤(2)①aNH3bCO2②增大CO2气体与溶液接触的面积,提高CO2在溶液中的吸收率(3)往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等)4例3我国制碱工业的先驱—侯德榜先生,1939年发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+CO2+NaCl+H2ONH4Cl+NaHCO3(晶体),依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。(1)A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)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100g水)温度溶解盐度0℃10℃20℃30℃40℃50℃NaCl35.735.836.036.336.637.0NaHCO36.98.19.611.112.714.5NH4Cl29.433.337.241.445.850.4参照表中数据,请分析B装置中使用冰水的目的是______________________。(3)该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出应在_____________装置之间(填写字母)连接一个盛有___________的洗气装置,其作用是_____________________________________。(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g,则NaHCO3的产率为。(1)CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染(2)温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出(3)A与B;饱和NaHCO3溶液(其它合理答案均可给分);除去CO2中混合的HCl气体(4)60%4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。5(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是。(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(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加。(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。(a)增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出(b)使NaHCO3更多地析出(c)使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度(1)联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等(其它合理答案均给分)(2)NH3+CO2+H2O+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O→NH4HCO3NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl(3)CO2(4)I过滤(5)稀硝酸和硝酸银溶液(6)ac5.根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0-①---NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4-NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3①>35℃NH4HCO3会有分解请回答:(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则,若低于30℃,则;为控制此温度范围,采取的加热方法为。(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质(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NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品Wg,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点),所用HCl溶液体积为V1mL,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=温度溶解度盐6(1)NH4HCO3分解反应速率降低水浴加热(2)使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小NaClNH4ClNH4HCO3(3)NaHCO3NaClNH4ClNH4HCO3HCl(4)%1001000)(12WMvvc5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A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式。AB2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现像是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是。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具体方法是:。5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D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,原因是。6)产品纯碱