2022年侯氏制碱法的原理及应用dxr(整理总结版本带答案).docx

精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -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 2 〔由 3 煅烧而得 〕，因 3 溶解度较小，故反应有： 3＋ 2＋H 2O＝ 43 ＋ 43＝3↓＋ 4将析出的 3 晶体煅烧，即得 23： 23 23＋ 2↑＋ H 2O母液中的 4 加消石灰可回收氨，以便循环使用 24＋ 〔〕2 2＋ 23 ↑＋ 2H 2O此法优点：原料经济，能连续生产， 2 和 3 能回收使用．缺点：大量 2 用途不大，利用率只有 70%，约有 30% 的留在母液中；2．联合制碱法 〔侯氏制碱法 〕依据 4 在常温时的溶解度比大，而在低温下却比溶解度小的原理，在 278K～ 283K〔5 ℃～ 10℃ 〕时，向母液中加入食盐细粉，而使 4 单独结晶析出供做氮肥．此法优点：保留了氨碱法的优点，排除了它的缺点，使食盐的利用率提高到 96% ； 4 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气转化成 2，革除了 3 制 2 这一工序；例 1 1892 年，比利时人索尔维以、 2、H2 O、 3 为原料生产 23,叫索尔维法．其主要步骤是： 〔1〕 在 3 饱和的溶液中通入 2 制得 3； 〔2〕再将 3 焙烧制得纯碱， 2 循环使用； 〔3〕在析出小苏打的母液 中加入生石灰， 3 循环使用． 1940 年， 我国闻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，用固体代替生石灰，加入母液使 4 晶体析出，生产出纯碱和氯化铵．这便是文明遐迩的 “侯氏制碱法 ”．试回答：〔1〕 在氨饱和溶液中通入 2 的两步反应方程式为 ；〔2〕 不能在溶液中通入 2 制 3 的缘由 ；〔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 2 1892 年比利时人索尔维以、 2、3、H2O 为原料制得了纯洁的 23，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 3？ ；（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，制造了侯德榜制碱法又叫联碱法，生产流程可简1 / 5精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -要表示如下：该法是将合成氨工厂生产的二点：3 及副产品 2，再与饱和食盐水反应；该法与氨碱法不同之处有（3）①；②；（4）从理论上看，每再生产1 23，再补充的物质及其物质的量分别是；例 3 1942 年，我国化工专家侯德榜以、 3、2 等为原料先制得 3，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奉献；有关反应的化学方程式如下：3＋ 2＋ H 2O 43 ； 43＋ 3↓＋ 4 ；23 23＋ 2↑＋ 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，如从勒夏特列原理来分析，合成氨应挑选的温度和压强是 （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，能析出碳酸氢钠晶体的缘由是 ； 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，所以在溶液中第一结晶析出（3）某探究活动小组依据上述制碱原理， 欲制备碳酸氢钠， 同学们按各自设计的方案进行试验；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， 试验装置如下图所示 （图中夹持、固定用的仪器未画出） ；请回答：①写出甲中发生反应的离子方程式 ；②乙装置中的试剂是 ；③试验终止后，分别出 3 晶体的操作是 （填分别操作的名称） ；其次位同学：用图中戊装置进行试验（其它装置未画出） ；①为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸取的程度，试验时，须先从 a 管通入 气体，再2 / 5精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -从 b 管中通入 气体；②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）请你再写出一种试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）： ；例 4 我国制碱工业的先驱—侯德榜先生， 1939 年创造了闻名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如下化学方程式表示： 322O 43（晶体） ,依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校同学设计了如下试验装置，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（ 100g 水）温度度0℃10℃20℃30℃40℃50℃35.735.836.036.336.637.06.98.19.611.112.714.529.433.337.241.445.850.4溶解盐34参照表中数据，请分析 B 装置中使用冰水的目的是；（ 3）该校同学在检查完此套装置气密性后进行试验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导老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）如该校同学进行试验时，所用饱和食盐水中含的质量为 5.85g，试验后得到干燥的 3晶体的质量为 5.04g，就 3 的产率为 ；5 、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：3 / 5精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -（ 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（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 4 的浓度，使 4 更多地析出（ b） 使 3 更多地析出（c） 使 3 转化为 23，提高析出的 4 纯度7．工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成以下填空：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 B2）试验室提纯粗盐的试验操作依次为：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，其缘由是 ；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详细方法是： ；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，缘由是 ；6）产品纯碱中含有碳酸氢钠； 假如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）＋－－ ＋例 1 解析： 2 在水中发生反应： 2＋ H2 23 H ＋ 3 ，由于碳酸是弱酸，所以 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： 3＋H 2 3·H2 4 ＋ ，所得到的少量 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 3 的浓度变大，由于 3 溶解度较小，所以可析出 3 晶体，母液中为 4 ，加入生石灰 可生成 3 和 2，改用，利用 4 溶解度小的原理可析出 4 做肥料，析出 4 的母液循环使用， 原料充分利用， 3 循环使用，不生成 2．4 / 5精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -答案： 〔1〕3＋ H2O＋ 2＝ 43 43＋＝ 4＋ 3↓〔2〕H 23 酸性比盐酸弱， 2 与不反应 〔3〕24＋＝ 2＋H 2O＋ 23↑〔4〕 使 4 析出，可做氮肥，不生成 2，原料充分利用；例 2 （ 1）不需要 （ 2） a．氯化钠未能充分利用； b．产生 2 废弃物（3）①将 4 作为一种化工产品，不再生产 3 循环使用；② 对分别出 3 和 4 后含的溶液循环使用；（4）补充 2 ； 2 3； 1 2例 3（1）（2） c催化剂N2 + 3H 2 23高温高压b、d（3）第一位同学：① 3 + 2 = 2+ + H 2O + 2↑ ② 饱和碳酸氢钠溶液 ③ 过滤其次位同学：① 3（氨） 2 （二氧化碳） ② g（4）向烧碱溶液中通入过量 2 ： + 2 3 ；或向饱和 23 溶液中通入过量 2 ： 23＋ 2＋ H 2O 23等，其它合理方法均可；24 （ 1） 3+2 2↑2O；吸取从 B 装置中的试管内逸出的氨气削减对环境的污染（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 3 溶液；除去 2 中混合的气体 （4） 60%5、（ 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） 3＋ 2＋ H2O＋→ 4＋ 3↓或 3＋ 2＋H 2O→ 43 43＋→ 3↓＋ 4（3） 2 （ 4） I 过滤 （ 5）稀硝酸和硝酸银溶液 （ 6） a c 7．5 / 5。