一.硫酸
1.制取二氧化硫（沸腾炉）
燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫
S+O2═点燃═SO2
4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3
2.接触氧化为三氧化硫（接触室）
2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应）
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）
4.加水（吸收塔）
H2S2O7+H2O═2H2SO4
主要方程式4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
环境污染so2的废气排放导致酸雨
注意事项：在接触氧化阶段，SO2在一定温度（400～500℃）和催化剂存在的条件下，被空气中的O2氧化为SO3。由于在常压下SO2转化为
SO3的转化率已经很高，而且催化剂要求较高的反应温度，所
以一般不采用高压、低温的反应条件。
在三氧化硫的吸收阶段，反应的本质是SO3与H2O化合生成
H2SO4。但由于用H2O吸收SO3会形成不利于吸收的酸雾，
所以工业上用98.3％的硫酸来吸收SO3，然后再稀释成所需浓
度的硫酸。
在制硫酸是，矿石需要粉碎：空气足量：沸腾炉出来的SO2需
经过除尘、洗涤、干燥等：接触式在工作过程中，利用热交换
器原理。
尾气处理：一般采用氨水吸收法。
二.硝酸
原理主要方程式
氨氧化法制硝酸,
工业制法原料:NH3 ,水,空气.
主要反应为：4NH3 + 5O2 =催化剂+强热= 4NO + 6H2O [氧化炉中]；反应条件：800度高温，催化剂铂铑合金作用下）
2NO + O2 = 2NO2 [冷却器中]；
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔]；
4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 [吸收塔]。
三盐酸
原理主要方程
工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合，
然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。
H2+Cl2=2HCl（反应条件：点燃）
然后用水吸收
在合成塔内完成
环境污染
在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应
四纯碱制法
原理主要方程式
侯氏制碱法又名联合制碱法
（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
（3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑
即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2
五烧碱制法
原理主要方程式
（1）过滤海水
（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤
Ca2++2OH-==== Ca(OH)2↓（Ca(OH)2微溶，可出现浑浊现象）
Mg2++2OH-==== Mg(OH)2↓
（3）利用反渗透膜法生产技术出去盐水中的SO4 2-
（4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤
Ca2++ CO32-==== CaCO3↓
Ba2++ CO32-==== BaCO3↓
（5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子
2H+ +CO32-==== CO2↑ + H2O
（6）加热驱除二氧化碳
（7）送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子（8）电解
2NaCl + 2H2O ==电解== H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
纯碱俗名苏打、石碱、碳酸钠、洗涤碱，化学式为Na2CO3。纯碱是重要的化工原料，广泛用于玻璃、日用化学、化工、搪瓷、造纸、医药、纺织、印染、制革等工业部门以及人们的日常生活，在国民经济中占有重要地位。 制碱工业中通过氨盐水吸收二氧化碳可得到得碳酸氢钠（俗称小苏打），再送煅烧工序，得到的即为轻质纯碱（轻灰）。轻质纯碱溶于水中，达到饱和后结晶生成一水碱，再经煅烧就成为重质纯碱（重灰）。轻重灰最明显的区别是重度堆密度不同，即相同体积重量不一样，轻灰≥500公斤/立方，重灰≥900公斤/立方。轻灰多用于食品，冶炼及玻璃制造，用的最多的是日化洗涤用品。重灰多用于浮法玻璃等高档玻璃的制造。 目前纯碱的生产方法有氨碱法、联碱法、天然碱法、芒硝制碱法、霞石制碱法等，其中最重要、国内最常用的是氨碱法和联碱法。 （一）氨碱法 在很早以前，人们就开始使用天然碱湖中的碱以及海草灰中的碱供洗涤和制造玻璃之用，到18世纪末，随着生产力的发展，天然碱的产量已远不能满足玻璃、肥皂、皮革等工业需要，因此人工制碱的问题就被提出来了。1861年，比利时人索尔维原是一名工人，在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作，发现用食盐水吸收氨和二氧化碳时可以得到碳酸氢钠，于是获得用海盐和石灰石为原料制取纯碱的专利，这种方法也就被称之为“索尔维制碱法”。因为在生产过程中需用氨作为媒介，故又称为“氨碱法”。氨碱法主要工艺流程如下：
饱和食盐水氨盐 水沉淀NaHCO3沉淀NH4Cl NaCl CO2（循环使用） Na2CO3产品通NH3过滤洗涤通CO2 Ca(OH)2煅烧NH3（循环使用） 废液CaCl2，NaCl Δ 石灰石CaCO3 CO2 CaO 煅烧 石灰乳 Ca(OH)2 氨碱法制碱工艺的原理如下： NH4Cl NaHCO3H2O CO2NH3NaCl +↓→+++ ↑+→CO2CaO CaCO3，H2O 2CaCl NH32CaO NH4Cl 2++↑→+ H2O CO2CO32Na NaHCO32+↑+→ 但是氨碱法存在着比较严重的缺点，即其对原料NaCl 的利用率低，且大量氯化物以废液形式排弃，不但原料无法完全利用，而且严重污染环境。 （二）联碱法 20世纪初期，德国人Schreib 提出将氨碱法碳酸化母液中所含的氯化铵直接制成固体作为产品出售。1931年德国人Gland 和Lupmann 获得初步结果。1938年我国永利化学工业公司在侯德榜博士领导下从事这项研究，历经数年，获得成功，命名为“候氏制碱法”，因为与氨厂联合，以氨厂的NH3和CO2同时生产纯碱和氯化铵两种产品，故又称“联碱法”。又因在生产过程中NaHCO3母液用于制NH4Cl ，NH4Cl 母液又用于制NaHCO3，过程循环进行，故又称为“循环制碱法”。联碱法制碱工艺副产的氯化铵简称“氯铵”，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥
侯氏制碱法与索尔维制碱法（也叫做氨碱法与联碱法）的比较 一、氨碱法（又称索尔维法） 以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3 ＝Na2CO3＋H2O＋CO2含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 二、联合制碱法（又称侯氏制碱法） 将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳—合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，
联合制碱法（又称侯氏制碱法） 它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。其工业生产的简单流程如图所示。 联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。
高三化学—— 化工生产专题 松江区教师进修学院附属立达中学夏登峰 [教学背景] 【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容，包括氯碱工业、联合制碱工业等。 【意义】化工生产与理论实际关系密切，教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产，学生已有一定的知识储备，对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础，同时巩固了已有知识。 【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学，应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示，提高学生的感性认识和理论联系实际的能力，激发学生的兴趣和求知欲，落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系，发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法，运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进，根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动，从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想，感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。 一．[教学目标] 知识与技能 1、氯碱工业原理（B） 2、索氏制碱法原理(A) 3、候氏制碱法和简单流程，并与索氏制碱法作对比(B) 4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A) 过程与方法 1、用对比的方法，分析索氏制碱法和候氏制碱法，感受化学原理应用于实际化工生产的方法；产生学习兴趣，懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系（A） 2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路，探讨氯碱工业发展的前景（A） 2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神（A） 情感态度价值观 1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系，树立“绿色化学”思想，增强民族自豪感（A） 2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点，形成合理利用资源、保护环境，确立可持续发展的观念，增强社会责任感（A） 教学重点和难点 重点：氯碱工业原理、候氏制碱法原理 难点：①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点
侯氏联合制碱法 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀。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。 化学原理 总反应方程式： NaCl + CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl（可作氮肥） 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) (在反应中NaHCO3沉淀，所以这里有沉淀符号，这也正是这个方法的便捷之处） 即：①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加） =NH4Cl+NaHCO3↓ （NaHCO3能溶于水，但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，所以碳酸氢钠以沉淀析出） （先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性(用无色酚酞溶液检验)，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。） 2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 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(氮肥不可与碱性物质混用，但可用草木灰检验其纯度)[2]；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，减少可能造成的环境污染。 两个循环： 一：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) 二：向母液中加入食盐细粉，从而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。 第二个循环的具体操作： ①通入氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到较纯净的NH4Cl晶体（产物），滤液为饱和食盐水（含有氨气分子），经处理后方可回到第一步循环利用； ②不通氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到NH4Cl 晶体（产物），滤液为饱和食盐水，可直接回到第一步循环利用。
【纯碱工业】 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法） 氨碱法：先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3???→ 煅烧Na 2CO3＋H2O＋CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的NH3可回收循环使用。CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。 但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的Na＋和石灰石成分里的CO32 －结合成了Na 2CO3，可是食盐的另一成分Cl －和石灰石的另一成分Ca2＋却结合成了没有多大用途的CaCl 2，因此如何处理CaCl2成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着CaCl2溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 联合制碱法（又称侯氏制碱法）：它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其化学反应原理是：C＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2） 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。
广东南方制碱有限公司生产工艺流程简介 一、南碱公司概况广东南方制碱有限公司分为厂区和矿区，厂区位于广州市东部黄埔区南岗，北接广深公路和高速公路，南濒东江，水陆交通便利，占地面积17.22 万平方米，该地区是广东省规划的 经济技术发展区，目前已具规模，有多个世界著名企业在此投资建厂，仅玻璃行业就有八条生产线投入运行。矿区位于广州市北郊龙归镇，占地面积 3.75 万平方米，通过46 公里的输卤管道与厂区连接。公司自有盐矿、4个500吨级泊位码头、热电装置和完善的基础设施。 南碱公司纯碱工程是广州市“八五”计划重点建设项目之一，设计生产规模为年产纯碱15 万吨、芒硝 5.6 万吨，概算总投资7.84 亿元人民币，是华南地区唯一的大、中型化工原材料生产企业，全国十大纯碱生产企业之一，现为广州市国际信托投资公司（广州国际集团有限公司）直属企业。纯碱装置于91 年 1 月开工建设，94 年 2 月一次投料试车成功，97 年生产纯碱20 万吨，达到设计生产能力，97年9 月正式竣工验收。硝盐矿区位于西郊白云区龙归镇，矿产丰富，具有每年开采160 万立方米卤水的能力。 南碱公司纯碱生产采用氨碱法工艺，引进比利时索尔维公司具有世界先进水平的工艺技术和部分国外先进的单机设备及检测仪表，综合了国内制碱行业的先进技术；自备热电站、能源运用合理，曾被广州外经贸委评为“先进技术企业”。 南碱公司产品有轻质纯碱、重质纯碱、食品纯碱和付产品芒硝。公司在广东省内已建立拥有两百多家厂商的销售网络，并在努力开拓国外销售市场。 经过十余年的不断改造和调整，南碱公司目前纯碱生产装置能力已达30 万吨／年，芒硝 8 万吨/年。公司现有职工1028 余人，各类专业技术人员170 人，拥有固定资产7.6 亿元，连续多年盈利。2006年销售收入 3.2 亿元，实现利税3000万元，企业发展面临较好的内、外部环境。 二、南碱工艺选择 2 ．1 南碱工艺路线确定的原则和依据目前我国纯碱生产主要采用氨碱法和联碱法两种生产工艺，少量以天然碱为原料加工制作。氨碱法因不需要配套合成氨装置，纯碱产品质量优异而备受欢迎，目前国内大规模的纯碱生产装置仍以氨碱法为主。 氨碱法与联合制碱法相互比较 ⑴氨碱法生产纯碱以合成氨作为中间媒介始终在系统中循环利用，联合制碱法是将中间产物氯化铵作为产品分离出来。 ⑵氨碱法是传统的生产工艺，已有百余年的历史，工艺成熟可靠，产品质量优异，远远优于联碱法产品质量。 ⑶氨碱法产品品种专一，中间媒介合成氨是严格控制指标，由于全系统处于常温常压状态，工艺过程控
07年海南卷） 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CaCl 2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl 2的化学方方程式_______。 （2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： ； （3）CO 2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO 2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（%）= 。 答案： （1）2NH 4Cl +(OH)2 CaCl 2 +2NH 3↑+2H 2O （2）NH 3 +H 2O +CO 2 +NaCl ＝NaHCO 3↓+ NH 4Cl 2NaHCO 3Na 2CO 3 +CO 2↑+H 2O （3）前者的CO 2 来自合成氨厂，后者的CO 2 来自煅烧石灰石。 （4）×100％＝100％ 解析： （1） 氨碱法中为回收氨而使石灰乳与副产物氯化铵反应，从而产生大量CaCl 2废渣。2NH 4Cl + Ca(OH)2=CaCl 2+2H 2O+2NH 3↑ （2）联合制碱法的主要化学反应为：NaCl(饱和)+CO 2+NH 3+H 2O=NaHCO 3↓+NH 4Cl 2NaHCO 3 Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ （3）氨碱法的CO 2来源于石灰石的煅烧，“联合制碱法”的CO 2来源于合成氨工业的废气。 （4）联合制碱法原子利用率的表达式：
从原子利用率的表达式可以看出“联合制碱法”使原料得到充分利用，优于氨碱法。联合制碱法的创始人侯德榜早在上世纪初就具有绿色化学的思想观念就更值得我们学习。目前制碱工业采用“氨碱法”工艺的 变为有用的产品，如用它生产“溶雪剂”、“干燥剂”等产品。该题按照绿色化学的原则就应努力将CaCl 2 既考查了教材中的核心知识又考查了对不同生产工艺进行分析比较的能力，而且融合了化学工业最新的发展理念。
新疆轻工职业技术学院 毕 业 论 文 论文题目：离子膜制碱工艺 系部：化学工程系 班级：三高08化工班 学生：俞晋龙 指导老师：张明峰
目录 前言 (3) 一离子交换膜法制碱的优势及前景 1.1离子交换膜法制碱的优势 (4) 1.2离子交换膜法制碱的前景 (5) 二离子交换膜法制碱的性能和种类 2.1离子交换膜法制碱的性能 (6) 2.2离子交换膜的类型 (7) 三离子交换膜法制碱的基本原理 3.1电解原理 (8) 3.2离子交换膜 (8) 四离子交换膜法制碱的工艺条件的选择及操作控制 4.1盐水质量 (9) 4.2阴极液中的氢氧化钠的浓度 (9) 4.3阳极液中氯化钠浓度 (9) 4.4盐水中加盐酸 (9) 4.5盐水与纯水-淡碱液的供应 (10) 4.6气体压强 (10) 4.7操作温度 (10) 五离子交换膜法制碱工艺流程及主要设备 5.1工艺流程 (11) 5.2离子交换膜电解槽 (12) 六小结 (13) 七参考文献 (14) 八致谢 (15)
摘要：简单介绍了离子交换膜法制碱工艺的优势及前景，通过对隔膜法、汞法、离子膜法的比较得到，离子膜法制烧碱较传统的隔膜法，水银法具有很大优势。另外彻底根治了石棉、水银对环境的污染。因此，离子膜法制烧碱是氯碱工业发展的方向。离子膜法制碱的基本原理是：电解原理。它的工艺条件主要取决与：盐水的质量、氢氧化纳的浓度、氯化钠浓度、盐水与纯水-淡碱液的供应等。工艺流程分为四部分：一次盐水精制、二次盐水精制、电解槽、烧碱蒸发装置。关键词：离子膜、电解、烧碱、电解槽 前言 氯碱工业产品主要有烧碱、氢气、氯气及下游产品，品种超过900多种，广泛应用于轻工、化工、纺织、农业、建材、电力、电子、国防、冶金等各个部门，是我国经济发展与人民生活不可缺少的重要基本化工原料。 离子膜法生产氯碱优点是可节电1/3，成品浓度高，基建占地少，无污染，经济效益好，所产氯碱质量好，成本低，产品性能大大优于隔膜烧碱，能满足轻纺、化纤、造纸、冶金等行业对高质量碱的要求及发展。我国通过引进、消化、吸收和创新，加速了离子膜制碱技术的国产化，目前，技术已取得了突破性进展，具备了从设计施工、开车的全套技术能力，国产复极式离子膜电解槽性能已接近国外先进水平。世界烧碱消费结构中，化学工业所占比例最大，为39%，其次为造纸，占16%。我国烧碱消费以轻工、化工、纺织工业为主，三大行业每年的消费量约占75%。1998年我国烧碱消费量为500万吨，预计2010年将750万吨。目前，世界烧碱生产能力5420万吨，产量4340万吨。我国烧碱生产能力达到680万吨，产量530万吨，居世界第二位。 离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。 离子膜制碱法有许多优点，现在以被关泛应用，很有发展前景。 一、离子交换膜法制碱的优势及前景 1.1 离子交换膜法制碱的优势 离子膜法食盐溶液电解工艺之所以占上风,就其规模而言,大到日产近(3.0
开创制碱工业的新纪元——侯德榜发明联合制碱法 在化学工业中，纯碱是一种重要的化工原料，它的化学名称又叫“碳酸钠”，是一种白色的粉末。别小看它，它的用途可大呢！制造肥皂、玻璃、纸张时要用它；纺纱织布时要用它；炼铁、炼钢过程中也少不了它。用它还可以制造出好多好多的化工产品哩！它诞生在化工厂里，是用联合制碱法生产出来的。这个方法由中国化学工业的先驱侯德榜首创，所以也叫“侯氏制碱法”。那末侯德榜是在怎样情况下研究制碱法，又是怎样创立侯氏制碱法的呢？ 事情得从17世纪说起，当时人们在生产玻璃、纸张、肥皂等时已经知道要用纯碱，但那时的碱是从草木灰和盐湖水中提取的，人们还不知道可以从工厂中生产出来。后来法国一位医师路布兰用了4年时间，在1791年首创了一种纯碱制造法，从此纯碱能源源不断地人工厂中生产出来，满足了当时工业生产的需要。可惜这一方法并不完善，还存在着许多缺点，如生产过程中温度很高、工人劳动强度很大、煤用得很多、产品质量也不高等，因此很多人都想改进它。 1862年，比利时有一位化学家叫苏尔维，他提出了一种以食盐、石灰石、氨为主要原料的制碱方法，这方法叫“氨碱法”或“苏尔维制碱法”。由于这个方法产量高、质量优、成本低、能连续生产，所以很快就替代了路布兰的方法。但这个方法都被制造商严格控制住，一点也不让它泄露出来，被他人知道。 20世纪初，当时的中国工业生产也需要纯碱，但自己不会生产，只能依靠进口。第一次世界大战时，纯碱产量大大减少，加上交通受阻，英国一家制造纯碱的公司乘机抬高碱价，甚至不供货给中国，致使中国以碱为原料的工厂只得倒闭、关门。 当时有一位在美国留学的中国学生侯德榜，他学飞很刻苦，成绩优异，在美国学习化学工程已有8年，1921年取得了博士学位，发他听说外车资本家如此卡中国人的脖子时，连肺都要气炸了，他发誓学成回国，以自己已学到的知识报效祖国，振兴中国的民族工业。 1921年10月侯德榜回国了，他任永利碱业公司总工程师，任务是要创建中国第一家制碱工厂。当时要生产出碱，只能按苏尔维制碱法生产。原理说说很简单，可真正要制造出来可就难了。由于技术封锁，侯德榜只能靠自己不断研究、试验、摸索。经过好长时间的努力，终于设计好了流程，安装好了设备，接著就开始试生不。谁知一开始就碰到困难。一天，刚试车不久，高高的蒸氨塔突然晃功得很厉害，并且发出巨响。大家害怕极了，侯德榜见了马上喊停车。一检查，原来所有的管道都被白色的沉淀物堵住了。怎么办？开始他拿大铁钎捅，累得满头大汗，但也无济于事。后来，他想出加干碱的办法，才使沉淀物慢慢掉了下来，终于转危为安。类似这样的故障还有很多很多，每次都被他一一排除掉了。 经过几年的努力，1924年8月13日，中国第一家制碱厂正式投产了。那天工人们早早地来到车间，都想亲眼目睹中国第一批纯碱的诞生。几小时后，不知谁喊了一声：“出来了！”大家眼睛一齐朝出碱口望去。咦？怎么出来的是红白
精锐教育学科教师辅导讲义 授课主题 侯式制碱法原理和简单流程 教学目的 侯氏制碱法在上海咼考中占有比较特殊的地位， 出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法 的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液的 处理上出现的错误几率较大。 教学内容 内容回顾 1. 【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（ ） A.原料利用率高 B .设备少 C ?循环利用的物质多 D ?原料易得 2. 【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢 铵和氯 化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41 .二氧化碳通入氨水的过程中， 先有 _________ 晶体（填写化学式）析出，然后晶体溶解，最后析出NHHCO 晶体。 3. 【2010年上海高考27】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。 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） 4. 【2005年上海高考五26 （ A ）】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： 学员编号: 学员姓名: 辅导科目：化学 课时数：3 学 科教师：
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。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。 化学原理 侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 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。注：纯碱就是碳酸钠 国外研究情况（1862年至一战前） 碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 1838—1922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。 侯氏制碱法的产生和发展 1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新建一个永利川西化工厂。制碱的主要原料是食盐，也就是氯化钠，而四川的盐都是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就高了。另外，索尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高，也就是说有30%的食盐要白白地浪费掉，这样成本就更高了，所以侯德榜决定不用索尔维制碱法，而另辟新路。他首先分析了索尔维制碱法的缺点，发现主要在于原料中各有一半的比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙，这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成分变废为宝呢？他想呀想，设计了好多方案，但是—一都被推翻了。后来他终于想到，能否把索尔维制碱法和合成氨法结合起来，也就是说，制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提供，滤液
1 《联合制碱工业》教学设计 上海市回民中学 李君 一、教材分析和学情分析 1、教材分析 本节课主要参考上科版高三年级拓展型课程《化学》（试用本）第五章第三节——化工生产。本节内容包括三个方面：氯碱工业、联合制碱工业和化工生产的一些基本原理。学习本章之前，学生已经完成了中学化学理论部分的学习，以及非金属元素及其化合物的性质，即将要进行化学实验的学习。而这一知识点的学习恰好可以检验同学们能否将学过的理论知识运用到实际生产当中。 2、学情分析 从学生的知识储备、学习特征和困难预测三方面做了学情分析： （1）知识储备：在理论部分学习了化学平衡移动原理和离子互换反应，在元素及其化合物的学习中学习了碳酸钠和碳酸氢钠的性质。 （2）学习特征：高三学生具有一定的分析、归纳、推理的能力。
（3）困难预测：较少接触工业流程图，在对信息进行分析、归纳、推理时存在一定的困难，需要教师做好铺垫工作二、教学目标与重、难点 1三维教学目标 在详细的教材分析和学情分析后，我制定了本节课的教学目标： 知识与技能 （1）理解侯氏制碱法的原理，掌握侯氏法与索氏法的差异。（2）理解化工生产的一些基本原理。 过程与方法 （1）通过有关工业生产讨论的过程，增强理论联系实际、应用化学原理分析、解决化学问题的能力。 （2）初步学会利用图表、数据等信息解决问题的方法。 情感态度与价值观 （1）通过侯氏法与索氏法的比较，加强学生接受科学家不屈不饶的创新精神、爱国主义精神的教育。 （2）在讨论实际生产的过程中，感受原料充分利用的思想。 2、教学重点与难点 中学化学教学中，学生接触的化工生产并不少，比如硝酸工业、硫酸工业、合成氨、氯碱工业等等，但只有纯碱工业详尽地介绍了其发展史并且侯氏制碱法 2
侯德榜制碱法工艺原理 【情景】 侯德榜制碱法工艺流程如下： 1、将氯化钠溶于水制成饱和氯化钠溶液。 2、先通入NH3达饱和 3、再通入CO2至饱和 4、过滤，得到碳酸氢钠固体. 5、加热固体，得纯碱. 6、滤液，主要是氯化铵。让其和碳酸钙分解生成的CaO(溶于水生成Ca(OH)2)反应重新放出NH3，循环使用。 或在初始滤液中继续加固体NaCl还可以得到碳酸氢钠固体； 或在初始滤液中通氨气得到氯化铵。
【讨论】 1、Na HCO3(s) = Na+(aq) + HCO3-(aq)——这是一个“沉淀”溶解平衡。为了得到NaHCO3，只要Na+和HCO3-浓度足够高即可。因为我们需要饱和氯化钠溶液，这样Na+浓度最大。当然使用饱和NaOH溶液更好，因为可以得到的Na+可以更高，但工业成本太大，不现实。 2、先通氨气后通二氧化碳显然为了得到最大浓度的HCO3-。 假如先通二氧化碳，再通氨气，由于二氧化碳的溶解度很小，最后得到的HCO3-浓度很小，况且假如通入的氨气过量，则得到的HCO3-浓度更小，无法使NaHCO3(s) = Na+(aq) + HCO3-(aq)平衡往左移动，工业目的无法达到。 相反，先通氨气再通过量的二氧化碳，则看保证都得到碳酸氢铵。 在通二氧化碳一段时间以后，继续再通氨气，理论上可以得到的碳酸氢铵浓度更大，得到的HCO3-浓度更高，则越溶液得到NaHCO3(s)。 3、分离碳酸氢钠固体显然使用过滤的方法，因为这是一个难溶于水和水溶液之间的混合物的分离。 4、在初始滤液中继续加固体Na Cl，显然是为了提高Na+浓度，使得Na HCO3(s)继续i析出；在初始滤液中通氨气得到氯化铵的道理也一样。 5、摩尔盐的制备原理和碳酸氢钠制备的道理也一样。 6、“沉淀”溶解平衡不仅仅局限在难溶物质，只是可溶或者易溶物质的Ksp 更大而已。 （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注！）
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精锐教育学科教师辅导讲义 学员编号：年级：高三课时数：3 学员姓名：辅导科目：化学学科教师： 授课主题侯式制碱法原理和简单流程 教学目的 侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱 法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母 液的处理上出现的错误几率较大。 教学内容 1．【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（）A．原料利用率高 B．设备少 C．循环利用的物质多 D．原料易得 2．【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。 3．【2010年上海高考27】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。 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。 内容回顾
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） 4．【2005年上海高考五26（A ）】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 。 (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NH 4+的浓度，使NH 4Cl 更多地析出 (b) 使NaHCO 3更多地析出 (c) 使NaHCO 3转化为Na 2CO 3，提高析出的NH 4Cl 纯度 答案：1．Ａ ２．423()NH CO ３．1）Ca(OH)2 或CaO Na 2CO 3 2)溶解 过滤 蒸发 过滤 3）有晶体析出（或出现浑浊） 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 4）NH 4Cl 取样，加硝酸酸化，再加硝酸银，有白色沉淀产生，该阴离子是氯离子 CO 2 Na 2CO 3 X 食盐水 循环II 循环I 母液 (提取副产品) 煅烧炉 合成氨厂 沉淀池 NH 3 NH 3
侯氏制碱法与索尔维制碱法的比较 一、索尔维制碱法（氨碱法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明的纯碱制法。他以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。优点：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 二、联合制碱法（又称侯氏制碱法）它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。与氨碱法比较，最大的优点使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。
精锐教育学科教师教导讲义 令狐采学 学员编号：年级：高三课时数：3 学员姓名：教导科目：化学学科教师： 授课主题侯式制碱法原理和简单流程 教学目的 侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的位置，呈现的几率较年夜；常考的知识点是侯氏制碱 法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液 的处理上呈现的毛病几率较年夜。 教学内容 1．【上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（） A．原料利用率高B．设备少 C．循环利用的物质多D．原料易得 2．【上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。 3．【上海高考27】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。 A B 2）实验室提纯粗盐的实验操纵依次为： 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办法是：。 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。加石灰水后所产生的反响的离子方程式为：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。如果用加热分化的办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暗示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 4．【上海高考五26（A）】我国化学侯德榜（右图）变革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要暗示如下：内容回顾
学员编号：年级：高三课时数：3 学员姓名：辅导科目：化学学科教师： 授课主题侯式制碱法原理和简单流程 教学目的侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液的处理上出现的错误几率较大。 教学内容 1．【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（） A．原料利用率高 B．设备少 C．循环利用的物质多 D．原料易得 2．【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。3．【2010年上海高考27】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。 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：内容回顾
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） 4．【2005年上海高考五26（A ）】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 。 (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NH 4+ 的浓度，使NH 4Cl 更多地析出 (b) 使NaHCO 3更多地析出 (c) 使NaHCO 3转化为Na 2CO 3，提高析出的NH 4Cl 纯度 答案：1．Ａ ２．423()NH CO ３．1）Ca(OH)2 或CaO Na 2CO 3 2)溶解 过滤 蒸发 过滤 3）有晶体析出（或出现浑浊） 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 4）NH 4Cl 取样，加硝酸酸化，再加硝酸银，有白色沉淀产生，该阴离子是氯离子 5）NH 4+ + OH - → NH 3 ↑＋H 2O 防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀(解析：加热时，使碳酸氢根水解程度增大，释放出二氧化碳，减少碳酸氢根的量，从而减少氢氧根的消耗，使铵根完全转化为氨气放出，同时产生碳酸钙的含量也相应的减少) 6）312()1 84() 31NaHCO m m m ω-= 4．（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）NH 3＋CO 2＋H 2O ＋NaCl →NH 4Cl ＋NaHCO 3↓ 或NH 3＋CO 2＋H 2O →NH 4HCO 3 NH 4HCO 3＋NaCl →NaHCO 3↓＋NH 4Cl （3）CO 2 （4）I 过滤 （5）稀硝酸和硝酸银溶液 （6）a c 知识精讲 CO 2 Na 2CO 3 X 食盐水 循环II 循环I 母液 (提取副产品) 煅烧炉 合成氨厂 沉淀池 NH 3 NH 3