第二章 微专题四 纯碱的生产历史与侯氏制碱法（word）-2019-2020学年高中新教材化学第一册【步步高】学案导学与随堂笔记（人教版）

一、路布兰制碱法 1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。 1．制取原理与步骤 (1)先使氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠： 2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl↑。 (2)然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠： Na2SO4＋4CNa2S＋4CO↑。 (3)最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠： Na2S＋CaCO3===Na2CO3＋CaS。 2．制取方法评价 路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。 二、索尔维制碱法 1861年比利时工程师索尔维发明的纯碱制法，是以食盐(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。 1．制取原理与步骤 (1)在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，析出碳酸氢钠： NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (2)过滤、洗涤、煅烧碳酸氢钠晶体，得到纯碱产品： 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O， 反应产生的二氧化碳循环使用。 (3)氯化铵滤液与石灰乳混合加热： 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反应产生的氨气循环使用。 2．制取方法评价 氨碱法(索尔维制碱法)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：首先是原料食盐的利用率低，其次是产生大量的废渣氯化钙。 三、侯氏制碱法 1943年我国化学工程专家侯德榜发明创建了联合制碱法，即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，二氧化碳为合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。 1．制取原理与步骤 侯氏制碱法，低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因氯离子存在及低温条件使氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果相继析出NaHCO3和NH4Cl，该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。 2．制取方法评价 侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，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。 [来源:学科网ZXXK] 1．“NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是(　　) 答案　C 解析　侯氏制碱法的实质就是利用NaHCO3溶解度比其他物质小的原理，则A说法正确；析出晶体后的溶液一定为该物质的饱和溶液，则C说法错误；纯碱是Na2CO3的俗名，而NaHCO3的俗名是小苏打，则B说法正确；NH4Cl是一种可用作氮肥的副产品，D说法正确。 2．下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是(　　) A．A气体是CO2，B气体是NH3 B．第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2O C．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 D．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶 答案　C 解析　侯氏制碱法中应先在饱和食盐水中通入NH3再通入CO2。因为CO2在饱和食盐水中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO，才能析出NaHCO3晶体。 3．已知碳酸氢钠的溶解度较小。在饱和的氨和氯化钠的混合溶液中通入二氧化碳，可析出碳酸氢钠固体：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。据此，我国杰出的化学家侯德榜设计出了生产纯碱的方法： 饱和NaCl溶液NaHCO3Na2CO3， 这种方法被人们称为侯氏制碱法。 试回答下列问题： (1)写出由碳酸氢钠固体制碳酸钠的化学方程式：______________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)如果碳酸钠固体中混有碳酸氢钠固体，应如何除去？ ____________________________________________________________________(写出方法)； 如果碳酸氢钠溶液中混有碳酸钠溶液，应如何除去？___________________________________ _________