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1、工业制碱法专题(1)氨碱法(2)联合制碱法1.1892 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。（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。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）（4）从理论上看，每再生产1mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是。2.1892 年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为
2、原料生产Na2CO3,叫索尔维法其主要步骤是：(1)在NH3饱和的 NaCl 溶液中通入CO2制得 NaHCO3；(2)再将 NaHCO3焙烧制得纯碱，CO2循环使用；(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰，NH3循环使用 1940 年，我国著名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维”法的技术封锁，并加以改进，用NaCl 固体代替生石灰，加入母液使NH4Cl 晶体析出，生产出纯碱和氯化铵这便是举世闻名的“侯氏制碱法”试回答：(1)在氨饱和NaCl 溶液中通入CO2的两步反应方程式为(2)不能在 NaCl 溶液中通入CO2制 NaHCO3的原因(3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是(4)“侯
3、氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是3.1940 年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反应的化学方程式如下：NH3CO2H2O NH4HCO3；NH4HCO3NaCl NaHCO3 NH4Cl；2NaHCO3 Na2CO3CO2 H2O（1）“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产，请写出工业合成氨的化学反应方程式；已知合成氨为放热反应，若从勒夏特列原理来分析，合成氨应选择的温度和压强是（选填字母）。a高温b低温c常温d高压e低压f常压（2）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶
4、体的原因是。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -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，所以在溶液中首先结晶析出（3）某探究活动小组根据上述制碱原理，欲制备碳酸氢钠，同学们按各自设计的方案进行实验。第一位同学：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）。请回答：写出甲中发生反应的离子方程式。乙装置中的试剂是。实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是（填分离操作的名称）。第二位同学：用图中戊装置进行实验（其它装置未画出）。为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度，实验时，须先
5、从a 管通入气体，再从 b 管中通入气体。装置 c中的试剂为（选填字母）。e 碱石灰f浓硫酸g无水氯化钙（4）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法（用简要的文字和相关的化学反应方程式来描述）：自测 (2010 上海27）工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：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。A B 2）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，碳酸化时产生的现象是。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
6、方法是：。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -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）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）课后巩固练习1.(2007 年海南 29)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式
7、：_(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：_ _。(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中 CO2的来源有何不同？_(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)=_。2.（2005 上海 26）（A）我国化学侯德榜（下图）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。（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，主要是设计了的循环（填上述流程中的编号）.从沉
8、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更多地析出名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -（c）使 NaHCO3转化为 Na2CO3，提高析出的NH4Cl 纯度3 我国制碱工业的先驱侯德榜先生，1940 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+H2O=NH4Cl+NaHCO3（晶体）,依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校
9、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（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01020304050NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 NaHCO36.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 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
10、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。4.（2005 天津 28）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，加料完毕名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -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
11、，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35NH4HCO3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
12、样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加12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CO32HHCO3反应的终点），所用 HCl 溶液体积为V1 mL，再加 12 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V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3（）讲 页 答 案1.（1）不需要（2）a氯化钠未能充分利用；b产生 CaCl2废弃物（3）将 NH4Cl 作为一种化工产品，不再生产NH3循环使用；对分离出 NaHCO3和 NH4Cl 后含 NaCl 的溶液循环使用。（4）补充 2m
13、ol NaCl；2mol NH3；1 mol CO2 2.(1)NH3 H2OCO2NH4HCO3 NH4HCO3NaCl NH4ClNaHCO3(2)H2CO3酸性比盐酸弱，CO2与 NaCl 不反应(3)2NH4ClCaO CaCl2H2O2NH3(4)使 NH4Cl 析出，可做氮肥，不生成CaCl2，原料 NaCl 充分利用。3.（1）b、d（2）c（3）第一位同学：CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2 饱和碳酸氢钠溶液 过滤第二位同学：NH3（氨）CO2（二氧化碳）g（4）向烧碱溶液中通入过量CO2：NaOH+CO2NaHCO3；或向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2：Na2C
14、O3CO2H2O 2NaHCO3 等，其它合理方法均可。4.1)CaO Na2CO3 2)溶解过滤蒸发过滤3）有晶体析出或出现浑浊。0102030405060100NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 NH4HCO311.9 15.8 21.0 27.0 NaHCO36.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3 温度溶解度盐催化剂高温高压N2+3H22NH3名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -碳酸钠
15、的溶解度比碳酸氢钠大4）NH4Cl 取样，滴加足量的硝酸酸化后，再加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明含有有阴离子氯离子。5）略加热，降低了氨气的溶解性，使溶液中碳酸氢根不易转化为碳酸根，从而防止碳酸钙的生成。6）略巩固练习答案1(1)2NH4ClCa(OH)22NH3 CaCl22H2O。(2)NH3CO2H2ONaCl(饱和)=NaHCO3 NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3CO2 H2O；(3)“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气。(4)由于总反应可看作是：2NH32NaCl CO2H2O=Na2CO32NH4Cl，所以：原子利用率(%)=反
16、应物总质量目标产物总质量100%=O)(H)(CO)(NH(NaCl)Cl)(NH)CO(Na223432mmmmmm100%；2.（1）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其他合理答案均给分）（2）NH3CO2 H2ONaCl NH4ClNaHCO3或 NH3CO2H2ONH4HCO3NH4HCO3NaCl NaHCO3 NH4Cl（3）CO2（4）I 过滤(5)稀硝酸和硝酸银溶液（6）a c 3.（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（其他合理答案均可给分）；除去 CO2中混合的HCl 气体（4）60%4.（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NaCl NH4Cl NH4HCO3（3）NaHCO3NaCl NH4Cl NH4HCO3HCl（4）%1001000)(12WMvvc名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -
