高二化学实验探究候氏制碱法的实验原理
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高中化学--侯式制碱法work Information Technology Company.2020YEAR侯式制碱法原理和简单流程【知识梳理】实验背景:无水碳酸钠,俗名纯碱、苏打。
它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料,还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。
它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
一、实验原理 化学反应原理是:总反应为:将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体再加热,制得纯碱产品: 答案:化学反应原理: 32243NH CO H O NH HCO ++→4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和 总反应 : 32234()NaCl NH CO H O NaHCO NH Cl +++→↓+饱和323222NaHCO Na CO CO H O ∆−−→+↑+二、氨碱法(又称索尔维法) 1.原料:食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气 2.步骤:先把氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,32243NH CO H O NH HCO ++→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,4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。
323222NaHCO Na CO CO H O ∆−−→+↑+(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 +H 2O → Ca(OH)2,2NH 4Cl +Ca(OH)2 → CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O其工业流程图为:知识精讲其工业生产的简单流程如图所示:3.氨碱法的优点是:(1)原料(食盐和石灰石)便宜; (2)产品纯碱的纯度高;(3)副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用; (4)制造步骤简单,适合于大规模生产。
侯氏制碱法概述侯氏制碱法是一种重要的化学工艺,用于生产纯度较高的碱性物质,特别是碳酸钠。
该工艺以其高效、低成本和环保的特点而受到广泛关注和应用。
本文将介绍侯氏制碱法的原理、工艺步骤和应用领域。
原理侯氏制碱法是基于碳酸氢钠(重碳酸钠)和氢氧化钠(纯碱)之间的化学反应。
该反应式如下:2 NaHCO3 + Ca(OH)2 → 2 NaOH + CaCO3 + H2O碳酸氢钠和氢氧化钙在适当的温度和压力条件下反应生成氢氧化钠、碳酸钙和水。
通过适当的分离和纯化步骤,可以得到纯度较高的碱性物质。
工艺步骤侯氏制碱法包括以下主要步骤:1.原料准备:碳酸氢钠和氢氧化钙是主要的原料,需要事先进行准备和处理。
2.反应装置:将溶剂和原料放入反应装置,通常是一种连续流动的反应器。
3.反应条件:控制适当的温度、压力和反应时间,以促使反应的进行。
4.分离和纯化:通过蒸馏、结晶、过滤等操作,将产物中的杂质分离出来,得到纯度较高的碱性物质。
5.产品收集和储存:将得到的碱性物质收集起来,并进行适当的包装和储存。
应用领域侯氏制碱法广泛应用于以下领域:1.玻璃制造:氢氧化钠是制作玻璃的重要原料之一,侯氏制碱法可以生产出高纯度的氢氧化钠,适用于玻璃行业的需求。
2.清洁剂制造:碱性物质常用于制作清洁剂,如洗衣粉、洗洁精等。
侯氏制碱法可提供具有较高纯度的碱性物质,提高清洁剂的质量。
3.化学合成:碱性物质在有机合成中起着重要的催化和中和作用。
侯氏制碱法可以生产出高纯度的碱性物质,适用于化学合成领域的需求。
4.食品加工:碱性物质在食品加工中有多种应用,如面包的发酵剂、调整食品pH值等。
侯氏制碱法可以生产出适用于食品加工的纯度较高的碱性物质。
总结侯氏制碱法是一种高效、低成本和环保的化学工艺,用于生产纯度较高的碱性物质,特别是碳酸钠。
通过控制适当的反应条件和进行分离纯化操作,可以得到适用于不同领域需求的碱性物质。
侯氏制碱法在玻璃制造、清洁剂制造、化学合成和食品加工等领域广泛应用。
侯氏制碱法的化学方程式原理
侯氏制碱法化学方程式是:
NaCl (饱和)+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑,条件为加热。
制碱法是以食盐、氨、二氧化碳作为原料,利用这些原料之间在一定条件下发生的化学反应生成纯碱的办法,最有代表性的有氨碱法和联合制碱法。
比利时人索尔维发明了以食盐、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)。
氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜,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。
侯氏制碱法,是氨碱法和合成氨两种工艺的联合,所以也叫联合制碱法。
这种方法提高了生产率,打破了外国垄断,提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本。
为世界制碱工业作出了突出贡献,在学术界获得了相当高的评价。
侯氏制碱法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。
在侯氏制碱法中,先通氨气的目的是为了使水碱化,增大二氧化碳在水中的溶解度,这样可以提高原材料利用率。
侯氏制碱法在利用碳酸氢铵与氯化钠形成碳酸氢钠沉淀时,需要控制一定的温度。
碳酸氢钠在水中的溶解度随着温度的降低而减少,而较高的温度有利于碳酸氢钠晶体的生长。
侯德榜制碱法的原理和步骤侯德榜制碱法是20世纪初中国化学家侯德榜根据部分国外资料,通过不断的实践和改进所发明的一种制碱的方法。
它是利用天然岩石来制备氢氧化钠(即碱液)的一种化学方法。
下面将从原理和步骤两方面详细介绍侯德榜制碱法。
原理:1.选矿:将天然岩石中所含的矿石分选,获取含碳酸钠和氯化钠较高的矿石。
2.粉碎:将选好的矿石破碎成较小的颗粒,以便后续的化学反应。
3.酸化:将粉碎好的矿石加入反应器中,加入足够的稀硫酸,与碳酸钠反应生成硫酸钠和二氧化碳气体。
4.气化:将酸化后得到的硫酸钠在高温下进行气化反应,生成硫酸催化钠和二氧化硫气体。
5.吸收:将气化产生的二氧化硫气体通过一定的装置,与氢氧化钠反应生成硫代硫酸钠和水,并同时释放出有颜色的阳光状火花。
6.过滤:将反应后得到的溶液进行过滤,除去其中的杂质。
7.蒸发:将过滤得到的溶液加热蒸发,使溶液中的水分逐渐蒸发,浓缩得到高浓度的碱液。
步骤:1.选矿:选取天然岩石中所含矿石,将含碳酸钠和氯化钠较高的矿石分选出来。
2.粉碎:将选好的矿石破碎成较小的颗粒,以便后续的化学反应。
3.酸化:将粉碎好的矿石加入反应器中,加入足够的稀硫酸,与碳酸钠反应生成硫酸钠和二氧化碳气体。
4.气化:将酸化后得到的硫酸钠在高温下进行气化反应,生成硫酸催化钠和二氧化硫气体。
5.吸收:将气化产生的二氧化硫气体通过一定的装置,与氢氧化钠反应生成硫代硫酸钠和水,并同时释放出有颜色的阳光状火花。
6.过滤:将反应后得到的溶液进行过滤,除去其中的杂质。
7.蒸发:将过滤得到的溶液加热蒸发,使溶液中的水分逐渐蒸发,浓缩得到高浓度的碱液。
侯德榜制碱法虽然在实践中曾经很成功,但是该法存在一定的局限性和不足之处。
首先,该法需要大量的工序和设备设施,生产过程较为复杂,生产成本较高。
其次,该法需要大量的稀硫酸和氢氧化钠,对环境造成一定的污染。
此外,该法在制备碱液时产生的二氧化硫气体对人体有一定的危害作用,且火花现象也有一定的安全隐患。
候氏制碱法原理范文候氏制碱法,也称为碱作用法,是一种制取氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)的经典工业方法。
这一法在碱性溶液中使用石灰石(CaCO3)作为原料,通过加热和加压的过程来分解产生出碳酸钙和氢氧化钙的反应,然后通过高温分解将碳酸钙分解为碳酸钡和二氧化碳。
最后再将碳酸钡与水反应生成氢氧化钡,接着通过反应生成氢氧化钠。
1.石灰石的分解:石灰石(CaCO3)在高温和高压的环境下分解为碳酸钡(BaCO3)和二氧化碳(CO2)。
CaCO3→CaO+CO22.碳酸钡与水的反应:碳酸钡与水反应生成氢氧化钡(Ba(OH)2)。
BaCO3+H2O→Ba(OH)2+CO23.氢氧化钡的反应:氢氧化钡与钠盐反应生成沉淀,然后将其过滤。
Ba(OH)2+2NaCl→2NaOH+BaCl24.滤液提纯:将上一步得到的基础性液体过滤,得到较为纯净的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
BaCl2+Na2CO3→BaCO3↓+2NaClBaCO3+NaOH→Na2CO3↓+Ba(OH)25.氢氧化钠或氢氧化钾的析出:通过对基础性液体中的成分进行改变,使得氢氧化钠或氢氧化钾析出。
NaOH+CO2→NaHCO3↓NaHCO3+NaOH→2Na2CO3↓+H2O经过上述步骤,可以制取出高纯度的氢氧化钠或氢氧化钾。
1.原料广泛:该方法以石灰石为原料,而且石灰石是一种非常丰富的资源,在全球范围内都有较为广泛的分布,因此原材料供应相对充足。
2.成本低廉:相对于其他方法,候氏制碱法的原料成本低廉。
石灰石价格相对较低,并且在制碱过程中产生的二氧化碳等废物可以用于其他化工过程,实现了资源的有效利用,减少了生产成本。
3.可控性强:通过控制反应温度、压力、配料的比例等参数,可以对制碱反应的进程进行精确的控制,从而获得较高的产率和纯度。
4.环保可持续:候氏制碱法相较于其他传统制碱方法,如氯碱法等,产生的废物较少,对环境影响较小。
同时,通过对反应过程的改进,可以实现二氧化碳的回收和利用,减少对大气的排放。