第3章 实验探究 侯氏制碱法的实验原理
- 格式:ppt
- 大小:250.00 KB
- 文档页数:6
侯氏制碱法原理化学方程式
侯氏制碱法是一种工业生产中常用的制碱方法,其主要原理是氯化铵与氢氧化钠反应生成氯化钠和氨气。
在这个过程中,氢氧化钠起到底物的碱性质,氯化铵则提供氯离子和铵离子,而氨气则被释放出来。
下面将详细介绍侯氏制碱法的原理,并给出相应的化学方程式。
在侯氏制碱法中,首先将氯化铵固体与氢氧化钠溶液混合,反应生成氯化钠和氨气。
侯氏反应的化学方程式如下所示:
NH4Cl+NaOH→NaCl+NH3+H2O
在这个反应中,氢氧化钠(NaOH)是强碱,而氯化铵(NH4Cl)是弱酸盐。
当它们被混合在一起时,氮氢化物(NH3)气体会从溶液中逸出。
1.首先将氢氧化钠溶液与氯化铵固体混合,反应生成氯化钠和氨气。
2.氨气会从溶液中升腾出来,并通过冷却和纯化步骤进行处理。
3.清除氨气后,剩余的溶液中含有氯化钠。
4.最后,通过蒸发和结晶,可以从溶液中提取出纯度较高的氯化钠晶体。
1.原料成本低。
氯化铵是一种非常廉价的原料,在大量生产氯化钠时非常经济。
2.制造过程相对简单。
侯氏制碱法不需要复杂的设备和工艺流程,生产效率高。
3.产物纯度高。
通过蒸发和结晶等简单的处理步骤可以获得高纯度的氯化钠。
4.侯氏制碱法的废气中主要是氨气,不会产生有害的气体排放。
总之,侯氏制碱法是一种常用的制碱方法,其原理是氯化铵与氢氧化钠反应生成氯化钠和氨气。
这种方法具有成本低、生产效率高和产物纯度高等优点,因此在各种工业领域中得到了广泛的应用。
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: 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 将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体再加热,制得纯碱产品: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: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。
4.氨碱法的缺点是:(1)产生大量无用的副产品CaCl 2(2)NaCl 利用率只有70%,约有30%的NaCl 留在母液中。
(3)设备多,耗能大。
CO 2Na 2CO 3X 食盐水循环II循环I 母液NH 4Cl煅烧炉 合成氨厂 沉淀池NH 3NH 3 食盐细粉Z冷却至10℃以下,过滤联碱法(候氏制碱法)生产流程示意图CO 2Na 2CO 3X 食盐水,NH 3母液煅烧炉煅烧沉淀池CaOY排出液W循环II循环I氨碱法生产流程示意图石灰石三、联合制碱法(又称侯氏制碱法) 1.原料:食盐、氨气和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。
写出侯氏制碱法的主要原理
侯氏制碱法是一种用于生产氢氧化钠(NaOH)的工业化生产方法。
其主要原理是通过电解氯化钠(NaCl)溶液,将其中的氯离子(Cl-)在阳极上氧化生成氯气(Cl2),同时在阴极上还原水分子(H2O)生成氢气(H2)和氢氧化钠(NaOH)。
具体来说,侯氏制碱法的主要原理如下:
1. 电解槽,侯氏制碱法使用一种被称为"池"的电解槽,其中有两个电极,一个是阳极,一个是阴极。
电解槽中注入氯化钠溶液,通常浓度为10-15%。
2. 阳极反应,在阳极上,氯化钠溶液中的氯离子(Cl-)被氧化成氯气(Cl2)。
这是由于在电解过程中,阳极上的氯离子会失去电子,从而形成氯气。
2Cl→ Cl2 + 2e-。
3. 阴极反应,在阴极上,水分子(H2O)被还原成氢气(H2)和氢氧化钠(NaOH)。
这是因为阴极上的水分子接受了来自电子的
电荷,发生了还原反应。
2H2O + 2e→ H2 + 2OH-。
4. 氯气收集和处理,生成的氯气会被收集起来,并经过进一步的处理和利用。
氯气是一种重要的化工原料,可用于生产氯化物、消毒剂等。
5. 氢氧化钠产物,在电解槽中,生成的氢氧化钠(NaOH)会溶解在电解槽中的水中,形成氢氧化钠溶液。
这个溶液可以通过蒸发和结晶等方法进行纯化和浓缩,最终得到固体氢氧化钠。
总结起来,侯氏制碱法利用电解氯化钠溶液,通过阳极上的氧化反应产生氯气,同时在阴极上的还原反应生成氢气和氢氧化钠。
这种方法可以实现氢氧化钠的大规模工业化生产。
侯氏制碱法原理方程式
侯氏制碱法是一种生产制碱的方法,利用氯气和氢氧化钙反应产生氯化钙并释放出氢氧化钠的方法。
它的原理可以使用如下方程式表示:
2NaOH + Ca(OH)2 + 2Cl2 → CaCl2 + 2H2O + 2NaCl
在这个方程式中,氯气(Cl2)与氢氧化钙(Ca(OH)2)反应生成氯化钙(CaCl2),同时释放出氢氧化钠(NaOH)和氯化钠(NaCl)。
这个反应是一个氧化还原反应,可以通过使用氯气中的氧进行氧化钙的过程来释放出氢氧化钠。
这种方法通过在饱和氯化钙溶液中加入氢氧化钙来维持反应的进行,并且通过冷却和过滤来分离出产生的氯化钙。
这样可以获得高纯度的氢氧化钠。
侯氏制碱法是一种有效的制碱方法,在工业和实验室中被广泛应用。
它的原理基于氯气和氢氧化钙之间的化学反应,可以通过控制反应条件和材料的使用来获得高纯度的氢氧化钠。
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CO 2(由CaCO 3煅烧而得),因NaHCO 3溶解度较小,故有下列反应发生: NH 3+CO 2+H 2O =NH 4HCO 3 NaCl +NH 4HCO 3=NaHCO 3↓+NH 4Cl 将析出的NaHCO 3晶体煅烧,即得Na 2CO 3:2NaHCO 3∆====Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O母液中的NH 4Cl 加消石灰可回收氨,以便循环使用:2NH 4Cl +Ca(OH)2∆====CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O此法优点:原料经济,能连续生产,CO 2和NH 3能回收使用.缺点:大量CaCl 2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NH 4Cl 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NH 4Cl 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%;NH 4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO 转化成CO 2,革除了CaCO 3制CO 2这一工序。
例1 1892年,比利时人索尔维以NaCl 、CO 2、H 2O 、NH 3为原料生产Na 2CO 3,叫索尔维法.其主要步骤是:(1)在NH 3饱和的NaCl 溶液中通入CO 2制得NaHCO 3;(2)再将NaHCO 3焙烧制得纯碱,CO 2循环使用;(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰,NH 3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NH 4Cl 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CO 2的两步反应方程式为 。
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。