课题3 纯碱的生产
●掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。
●了解联合制碱法的原理。
●了解氨碱法和联合制碱法的优缺点及侯德榜对氨碱法所做的改进。
〔知识梳理〕
1．氨碱法生产纯碱的原料是、。
2．氨碱法的生产过程为
①在精制的饱和食盐水中通入氨气，
②将二氧化碳通入氨的饱和食盐水中，写出反应的化学方程式
；
③过滤出碳酸氢钠后，煅烧得到纯碱。写出反应的化学方程式。3．在食盐精制过程中，加入熟石灰和纯碱，以除去食盐水的、（填离子符号），写出反应的离子方程式、。
4．氨碱法中在过滤出碳酸氢钠后的母液中，加石灰乳，以回收氨气进行循环利用。写出反应的化学方程式。
5．氨碱法生产纯碱的主要优点：①；②；
③；④。
6．侯氏制碱法的原料是、、；产品是、。7．我国著名的化工专家侯德榜对氨碱法做了怎样的改进？这种改进有什么意义？
〔方法导引〕
氨碱法——工业制备纯碱的方法
工业上是先在冷却的条件下将氨气通入饱和的食盐水，制得氨化盐水，再在加压条件下通入CO2，得到NaHCO3晶体，最后将滤出的NaHCO3经焙烧得到纯碱。氨气极易溶于水，先溶在食盐中，可在碱性条件下吸收更多CO2。
NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3
NH4HCO3＋NaCl＝2NaHCO3↓＋NH4Cl〔用C a(O H)2回收氨〕
△
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O（CO2可回收利用）
我国著名化学化工专家侯德榜发明了侯氏制碱法，对氨碱法加以改进。他将析出NaHCO3的母液选在5℃～10℃加入食盐粉末，使不易结晶的NH4Cl结晶出来，这不仅使原料NaCl得到充分利用，又获得大量的化肥，也使氨碱法中用C a(O H)2回收氨时所产生的大量用途不大的C a Cl2的难题得以解决。侯德榜为制碱做出了卓越的贡献，是值得我们骄傲和敬佩的。
在加压通入CO2时温度选在200C～260C左右，因为此时NaHCO3的溶解度最小。
例题1]在饱和Na2CO3溶液中通入CO2会有晶体析出。向饱和NaCl溶液中通入CO2并不发生化学反应，若在饱和NaCl溶液中先通入NH3后，再通入CO2则会有晶体析出。简述其原因，并写出相应的化学方程式。
解析]本题要求学生具有相当的分析能力，思维也要求相当灵活，由于
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
106g 18g 168g
一方面，通入CO2时消耗了水，另一方面，生成NaHCO3质量比消耗的Na2CO3质量大，且Na2CO3的溶解度比NaHCO3还大，因此往Na2CO3饱和溶液中通入CO2会有晶体析出。
答案]由于Na2CO3转化为成NaHCO3导致溶质质量增大，反应中消耗了部分水，减少了溶剂，相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，故向Na2CO3饱和溶液中通入CO2可以析出NaHCO3晶体。Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3↓；在饱和NaCl溶液中通入NH3后，由于NH3＋H2O NH3·H2O NH4
＋＋OH－，再通入CO
2，
CO2＋H2O H2CO3 H＋＋HCO3－，因H＋和OH－结合成水，使上述两种平衡都向右移动，c(HCO3
－)增大，而溶液中Na＋的浓度也很大，就使溶解度小的NaHCO
3成为晶体而析出。NaCl＋NH3＋H2O ＋CO2＝2NaHCO3↓＋NH4Cl
例题2]在饱和食盐水中先通入氨气进行氨化，再通入二氧化碳，可制得小苏打。在析出小苏打晶体滤掉的母液中加入生石灰，可将氨气回收利用。小苏打在2500C下焙烧可得纯碱，分解所得二氧化碳也可以回收利用。以上所述称为索尔维制碱法。
⑴饱和食盐水先氨化，再通CO2的原因是
；反应的化学方程式是。
⑵在析出小苏打的母液中加入生石灰以回收氨气的化学方程式是。
⑶我国著名化学家侯德榜在析出小苏打的母液里在一定条件下加入NaCl粉末，使母液中的NH4Cl结晶析出，可生产化肥NH4Cl。在析出NH4Cl的母液中再通入氨气氨化，又可通CO2制取小苏打。创立了举世闻名的“侯氏制碱法”。简答侯氏制碱法的主要优点。
。
解析]在食盐溶液中通入氨得到NaCl 与氨水的混合溶液，此时NaCl 和NH 3的浓度均达到很浓的程度，再通入CO 2，则氨水大量吸收CO 2生成浓度更大的NH 4HCO 3溶液。这时发生NH 4HCO 3与NaCl 的反应，因NaHCO 3此时溶解度比NH 4Cl 、NH 4HCO 3、NaCl 都小而结晶析出。反之先通入CO 2则CO 2以1﹕1溶于水，再通氨气，得不到浓NH 4HCO 3溶液，而不能析出NaHCO 3晶体，不能滤出NaHCO 3去加热制Na 2CO 3。按反应：
2NaHCO 3
Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ，有一半的CO 2可以回收利用。上述母液中加CaO 后生成C a (O H )2与NH 4Cl 反应生成NH 3得以全部（理论上）回收利用。但反应生成的CaCl 2无多大用途，成为废渣难于处理。侯氏制碱法可多得到一种产品NH 4Cl ，将NaCl 中Cl －
也充分利用，且无废料CaCl 2，并少用原料CaO 。
答案]⑴ 使溶液中NH 4HCO 3形成浓溶液，便于与NaCl 生成小苏打。
NH 3＋H 2O ＋CO 2＝NH 4HCO 3 NH 4HCO 3＋NaCl ＝NH 4Cl ＋NaHCO 3↓（浓溶液中）
⑵ 2NH 4Cl ＋CaO CaCl 2＋NH 3↑＋H 2O ⑶ ①使NaCl 中的Cl －
也以利用，②减少了原料CaO ，不再生产废渣CaCl 2，增加了新产品氯化铵，既免于废渣CaCl 2对环境的污染，又使各原料得到充分利用。
〔基础训练〕
1．下列科学家中，为我国化学工业做出重大贡献的是（ ）。
A ．邓稼先
B ．李四光
C ．华罗庚
D ．侯德榜
2．下列物质的名称和化学式、俗名一致的是（ ）。
A ．氯化钠（NaCl 、食盐）
B ．氢氧化钠（NaOH 、纯碱）
C ．碳酸钠（Na 2CO 3、小苏打）
D ．碳酸氢钠（NaHCO 3、苏打）
3．在蔬菜生长过程中，常喷洒农药防治病虫害。据有关专家介绍，有碱性溶液或清水浸泡，可使残留在蔬菜上有农药的毒性降低。因此，买来的蔬菜在食用前最好用稀碱水或清水浸泡一段时间。浸泡蔬菜时可加入适量（ ）。
A ．纯碱
B ．白酒
C ．白糖
D ．食醋
4．除去混在碳酸钠中的少量碳酸氢钠的方法是（ ）。
A ．加热
B ．加NaOH 溶液
C ．加盐酸
D ．加CaCl 2溶液
5．工业上常用氨碱法制取碳酸钠，但却不能用氨碱法制取碳酸钾，这是因为在溶液中（ ）。
A ．KHCO 3溶解度较大
B ．KHCO 3溶解度较小
C ．K 2CO 3溶解度较大
D ．K 2CO 3溶解度
△
△
