《2022-2023学年高一化学同步课时核心考点讲与练(人教2019必修第一册)》课时12 工业制碱—索尔维制碱法和侯氏制碱法(精讲)
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第一节 钠及其化合物
课时 12 工业制碱—索尔维制碱法和侯氏制碱法
【目标导航】
1.了解工业制碱的两种原理。
3.:通过对于侯氏制碱法的分析,增强社会责任。
3.通过对工业制碱原理的学习,能理解掌握化学知识在社会生活中的重要作用。
一、索尔维制碱法
氨碱法(又称索尔维法),是比利时工程师苏尔维(1838~1922)于1892 年发明的纯碱制法。索尔维以食
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。其工业生产的简单流程如图
所示:
二、侯氏制碱法
侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于 1943 年创立的,其工业生产的简单流程表
示如下:
其中需要注意:
(1)先在冷却的条件下将氨气通入到饱和食盐水中,再通入 CO2。
(2)主要反应原理:NH3+H2O+CO2+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(X
即为 CO2,可以循环利用)。
(3)循环Ⅰ的设计使原料氯化钠的利用率从 70%提高到 90%以上。
(4)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用:增大 NH 的浓度,使
NH4Cl 更多地析出、使 NaHCO3转化为 Na2CO3,提高析出的 NH4Cl 纯度。
考点一 索尔维制碱法
【例 1】碳酸钠的用途很广,可用做冶金、纺织、漂染等工业的基本原料.请根据题意回答下列问题:
Ⅰ.世界最早工业生产碳酸钠的方法是路布兰 法.其流程如下:
(1)流程 I的另一产物是 ______ ,流程Ⅱ的反应分步进行:
a.Na2SO4+4C Na2S+4CO↑;
b.Na2S与石灰石发生复分解反应,总反应方程式可表示为 ______ .
Ⅱ.1862 年,比利时人索尔维 á 用氨碱法生产碳酸钠.反应原理如下:
时一些物质在水中的溶解度
NaCl NH4Cl NaHCO3NH4HCO3NaHCO3
(2)氨碱法生成纯碱的原料是 ______ ,可循环利用的物质有 ______ .
(3)饱和 NaCl 溶液通 NH3和CO2能生成 NaHCO3的原因有: ______ .
【答案】(1)HCl Na2SO4+4C+CaCO3 Na2CO3+CaS+4CO↑
(2)食盐、石灰石、NH3 CaO、CO2、NH4Cl、NH3
(3)反应体系中 NaHCO3溶解度最小,反应消耗水,NaHCO3相对分子质量最大
【解析】Ⅰ.路布兰法是利用食盐晶体和浓硫酸在高温下反应生成硫酸钠和氯化氢,再利用 C与石灰
石和硫酸钠高温加热生成碳酸钠; (1)流程Ⅰ利用高沸点酸制挥发性酸原理,氯化钠与浓硫酸混合加热,
生成硫酸钠和氯化氢;Na2SO4+4C Na2S+4CO↑;b.Na2S与石灰石发生复分解反应的化学方程式
为Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS,将两方程式相加即可得到总反应式 Na2SO4+4C+CaCO3
Na2CO3+CaS+4CO↑.
Ⅱ.索尔维用氨碱法生产碳酸钠,反应原理为利用氨化饱和的 NaCl 与CO2反应得到 NaHCO3,将碳酸
氢钠分解即可得到纯碱碳酸钠; (2)索尔维用食盐、水、氨气和 CO2反应制备碳酸氢钠,其中可利用石灰
石(CaCO3)分解得到 CO2;碳酸氢钠分解纯碱,同时得到 CO2,另外副产品氯化铵晶体分解能生成氨气,两
种气体均可循环利用,根据转化线路石灰石(CaCO3)分解得到氧化钙和 CO2,生成的氯化铵可以与氢氧化钙
反应,CaO、NH4Cl 也可循环使用;(3)因相同温度下,碳酸氢钠的溶解度明显小于碳酸钠,则饱和 NaCl 溶
液通 NH3和CO2只能生成 NaHCO3;同时反应消耗水,利于析出晶体碳酸氢钠。
【对点训练 1】1861 年比利时人索尔维以食盐、石灰石和氨为原料制得了碳酸钠,这种方法叫做氨碱
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