侯氏制碱法的原理及应用带答案

1 侯氏制碱法的原理及应用 小结：工业制纯碱的方法： 1 ．氨碱法(索尔维制碱法) 向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加压下通入CO2(由CaCO3 煅烧而得)，因NaHCO3溶解度较小，故有下列反应发生： NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3＝NaHCO3↓ ＋NH4Cl 将析出的NaHCO3 晶体煅烧，即得Na2CO3： 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O 母液中的NH4Cl 加消石灰可回收氨，以便循环使用： 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 此法优点：原料经济，能连续生产，CO2 和NH3 能回收使用． 缺点：大量CaCl2 用途不大，NaCl 利用率只有70%，约有30%的NaCl 留在母液中。 2 ．联合制碱法(侯氏制碱法) 根据NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大，而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理，在278K～283K(5℃～10℃)时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥． 此法优点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到 96%；NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成 CO2，革除了 CaCO3 制CO2 这一工序。 例 1 1892 年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3 为原料生产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)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是 。 例 1 解析：CO2 在水中发生反应：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO 3 ，因为碳酸是弱酸，所以HCO 3 在水溶液中浓度很小；但是在通入氨气后，氨气在水溶液中也发生反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH 4 ＋OH－，所得到的少量OH－和前一反应中的H＋结合生成极弱的电解质 H2O，从而使得两个反应都向右进行，可以使溶液中HCO 3 的浓度变大，由于 NaHCO3溶解度较小，所以可析出NaHCO3 晶体，母液中为 NH4Cl，加入生石灰可生成 NH3 和CaCl2，改用NaCl，利用NH4Cl...