侯氏制碱法与索尔维制碱法
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索尔维法和侯氏制碱法的比较无水碳酸钠,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、氨碱法(又称索尔维法)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其工业生产的简单流程如图所示。
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)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。
微项目探秘索尔维制碱法和侯氏制碱法单元复习·必杀20题1.(2020·全国高二课时练习)下列关于索尔维制碱法的描述正确的是( )A.使用的原料只有食盐、CO2B.在饱和食盐水中应先通入CO2再通入过量的NH3C.析出NaHCO3后的母液中已无NaCl,只有NH4ClD.索尔维制碱法的缺点是食盐的利用率只有72%~74%,生成的CaCl2难处理2.(2020·海口市灵山中学高一期中)提出联合制碱法(侯氏制碱法)的中国化工专家是( )A.路布兰B.索尔维C.侯徳榜D.徐光宪3.(2020·上海市建平中学高三月考)下列化工生产中未使用催化剂的是( )A.索尔维制碱法B.合成氨C.乙烯水化D.SO2转化为 SO34.(2019·全国高二课时练习)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5.(2020·上海高三)某纯碱工业的生产流程如图,判断错误的是A.该流程是索尔维法制碱B.X是NaClC.Y是Na2CO3D.Z是NH4Cl6.(2020·山东高一期中)以下发明或发现属于化学史上中国对世界做出重大贡献的是( )①烧制陶瓷②提出氧化学说③指南针④火药⑤人工合成结晶牛胰岛素⑥合成有机高分子材料⑦索尔维制碱A.①③⑤B.④⑥⑦C.①④⑤D.③④⑤7.(2019·全国高二课时练习)如图所示是实验室模拟索尔维制碱法的流程示意图:下列叙述错误的是( )A.气体A 是NH 3,气体B 是CO 2B.把第Ⅲ步得到的晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制得发酵粉C.纯碱可广泛用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶8.(2019·上海高三)工业制纯碱的化学史上,侯德榜使用而索尔维法没有使用的反应原理的化学方程式是( )A.CO 2+NaCl+NH 3+H 2O→NaHCO 3↓+NH 4ClB.2NaHCO 3−−−→煅烧Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ C.CaO+2NH 4Cl→CaCl 2+2NH 3↑+H 2OD.NaHCO 3+NH 3+NaCl→Na 2CO 3+NH 4Cl↓9.(2020·全国高二课时练习)索尔维制碱法以NaCl 、CO 2、NH 3、H 2O 为原料制Na 2CO 3,该法又称氨碱法,其主要工艺流程如图:下列有关说法不正确的是( )A.从理论上看,循环生产时不需要再补充NH 3B.从绿色化学的角度看,该方法有两个明显的缺点:氯化钠未能充分利用、产生CaCl 2废弃物C.该方法将NH 4Cl 作为一种化工产品,不再生产NH 3来循环使用D.从理论上看,每生产1 mol Na 2CO 3,需再补充2 mol NaCl 和1 mol CO 210.(2019·上海高三)对比索维尔制碱法,侯德榜制碱法中没有的化学反应是A.2NH 4Cl+CaO→CaCl 2+2NH 3↑+H 2OB.NH 3+CO 2+H 2O→NH 4HCO 3C.NaCl+NH 4HCO 4→NaHCO 3+NH 4ClD.2NaHCO 3−−−→煅烧Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ 11.(2015·海南高二学业考试)提出联合制碱法的科学家是A.卢布兰B.索尔维C.侯德榜D.哈伯12.(2020·广东高二学业考试)下列物质不是索尔维制碱法的原料的是( )A.石灰石B.食盐C.碳酸钠D.水13.(2020·全国高一单元测试)图片中的科学家在化学上的贡献是( )A.编制了元素周期表B.改进了索尔维制碱法C.研究得出物质是由分子和原子构成的D.在定量分析的基础上得出质量守恒定律14.(2018·上海高二竞赛)如图是1861年索尔维发明的制碱法中物质转化关系图,其中Ⅰ~Ⅳ代表四个主要化学反应,a~i代表除H2O以外不同的物质。
索尔维制碱法与侯氏制碱法无水碳酸钠,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、氨碱法(又称索尔维法)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其工业生产的简单流程如图所示。
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)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。
微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用[核心素养发展目标] 1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系,学会分析溶液中的微粒和平衡,理解平衡之间的相互影响,能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。
2.通过了解工业制碱的原理,体会化学原理的巧妙应用,了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。
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、实验原理书写下列化学方程式:(1)化学反应原理是:_________________________________________。
(2)总反应为:_______________________________________________。
(3)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 (1)NH 3+CO 2+H 2O===NH 4HCO 3NaCl(饱和)+NH 4HCO 3===NaHCO 3↓+NH 4Cl(2)NaCl(饱和)+NH 3+CO 2+H 2O===NaHCO 3↓+NH 4Cl(3)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O二、氨碱法(又称索尔维制碱法)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:(1)先把氨气通入饱和食盐水中生成氨盐水,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。
NH 3+CO 2+H 2O===NH 4HCO 3、NaCl(饱和)+NH 4HCO 3===NaHCO 3↓+NH 4Cl 。
(2)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。
氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法2008-10-13 15:17索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)郭永斌发表于 2006-8-10 19:15:28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、氨碱法(又称索尔维法)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)它是我国化学工程专家侯德榜(1890~1974)于1943年创立的。
索尔维法和侯氏制碱法的比较无水碳酸钠,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、氨碱法(又称索尔维法)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N aHCO3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其工业生产的简单流程如图所示。
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。
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,
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
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。
由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。
母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来,作为化工产品或化肥。
食盐溶液又可以循环使用。
这个新工艺使食盐利
用率从70%提高到96
氨工业与制碱工业组合在一起,利用了生产氨时的副产品CO2,革除了用石灰石分解来生产,简化了生产设备。
此外,联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙,而用可作化肥的氯化铵来回收,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。
侯氏原理是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
也就是所说的复分解反应应有沉淀,气体和难电离的物质生成。
他要制纯碱(Na2CO3),就利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO3。
再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子,铵根离子,氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。
所不同的是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O,而侯氏法在整个制取过程中,NH4Cl直接做
为纯碱的副产品----肥料。