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侯氏制碱法
NH3与H2O和CO2反应生成一分子的NH4HCO3,这是第一步。第二步是:NH4HCO3与NaCl反应生成一分子的NH4Cl和NaHCO3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。
侯氏制碱法化学原理
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↑
侯氏制碱法优点
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%;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。
原理:低温时,氯化铵的溶解度低于氯化钠的溶解度,而由于之前加入氯化钠(氨气)使得氯离子(铵根离子)浓度提高,所以再根据勒夏特列原理,氯化铵将最先析出。
侯氏制碱法不足之处
侯氏联合制碱法也存在不足。较氨碱法而言,它的用氨量较大,在有些情况下不适用。
例11892年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3,该法又称氨碱法,其主要生产流程如下:

(1)从理论上看,循环生产是否需要再补充NH3?。
(2)从绿色化学原料的充分利用的角度看,该方法有二个明显的缺陷是:
a;b。
我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,创造了侯德榜制碱法又叫联碱法,生产流程可简要表示如下:

该法是将合成氨工厂生产的NH3及副产品CO2,再与饱和食盐水反应……。该法与氨碱法不同之处有二点:
(3)①。
②。
(4)从理论上看,每再生产1molNa2CO3,再补充的物质及其物质的量分别是。
【答案】:
(1)不需要
(2)a.氯化钠未能充分利用;b.产生CaCl2废弃物
(3)①将NH4Cl作为一种化工产品,不再生产NH3循环使用;
②对分离出NaHCO3和NH4Cl后含NaCl的溶液循环使用。
(4)补充2molNaCl;2molNH3;1molCO2
例2我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。
【探究实例】
Ⅰ.原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是________.
a.碳酸氢钠难溶于水b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,在溶液中首先结晶析出
Ⅱ.实验探究
(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。

回答下列有关问题:
①乙装置中的试剂是____________;
②丁装置中稀硫酸的作用是____________;
③实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。
(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。
①实验时,须先从______________管通入________________气体,再从_
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