第3章 微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版双选）

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 微项目揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法 一化学平衡思想的创造性应用 一、揭秘“索尔维法” 1,索尔维（氨碱法）制碱法的主要过程 (①)盐水氨化：在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水。 (2)氨盐水碳酸化：NaC1+NH3+CO2十+H2O-NaHCO3↓+NH4CI △ (3)碳酸氢钠的转化：2 NaHCO3Na2CO3十Co2↑+H2O (④)氨的循环：将氯化铵加石灰乳加热，回收氨循环利用。 2NH Cl+Ca(OH)2 2NH3 +CaCl+2H2O 2.工艺流程 CaC0,高温c0t+Ca0 cd0+H,0一Ca(0Hmz (原料) NaCl NH3+CO2+H2O-NaHCO3+NH4Cl (原料D) 2NaHCO,-ANaCO,+CO.+H2O (产品) 2NHCl+Ca(OH)2-A2NHst+CaClz+2H2O 」（副产品） 3.优缺点 (1)优点：原料便宜易得，产品纯度高，氨气和部分二氧化碳可以循环使用，步骤简单。 (2)缺点：食盐利用率低；产生了当时认为无用的氯化钙。 D问题探究 《K 1.NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理解释原因。 提示：可溶性物质的溶解也存在限度，当相应离子浓度过大时，可溶性物质也会析出， 这类似于沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大cNa+)、c(HCO一3)，使平衡Na+(aq)十HCO-3 (aq=NaHCO,(s)的Q<K,平衡右移，产生沉淀。 2.为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？ 提示：CO2在水中的溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量的HCO-3;NH3易溶于 水，且能使H2CO3一H++HCO-3平衡右移，使HCO-3的浓度增大。 3.在索尔维法中有哪些物质可以循环利用？ 提示：反应2 NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑产生的CO2气体及NH,Cl与石灰乳产生 的氨气，可以循环使用。 归纳总结 《 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (1)氨碱法制纯碱时，应先向饱和食盐水中通氨气，后通二氧化碳气体。因为氨气在饱和 食盐水中的溶解度很大，二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。 (2)氨的作用：氨跟水发生反应使溶液显碱性：NH3+H2O一NH3H2O=NH+4十OH一， OH-与H+反应生成H2O而减小了H+的浓度，从而使CO2十H2O一H2CO3一HCO一3+H +的平衡状态向右移动，增大了二氧化碳的溶解量和HCO一3的浓度，因此a+可以与大量 的HCO一3结合生成NaHCO3沉淀。 典题应用 引经据典素养达成 1.氨碱法也称索尔维制碱法，根据氨碱法的原理，首先配制氨化饱和食盐水，即向饱和 食盐水中通入氨气（体积比1：1）并充分搅拌；再将二氧化碳通入氨化饱和食盐水中，控制一 定的温度，直至有碳酸氢钠析出。 请回答下列问题： ()用离子方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生NH+4、HCO一3的原理 (2)向饱和食盐水中通入氨气和通入二氧化碳的先后顺序是先通氨气后通二氧化碳。是否 可以先通二氧化碳后通氨气？为什么？ (3)写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式： 解析： 在通常状况下，氨气在水中的溶解度近700体积，二氧化碳在水中的溶解度仅 约1体积。所以应先向饱和食盐水中通入NH3,然后再通CO2,这样会使溶液里HCO一3的 浓度增大。 答案：(1)NH3十H2O=NH3H2O=NH+4+OH;CO2十H2OH2CO3=HC0-3 十H+ (2)不可以。在常温下，氨气在饱和食盐水中的溶解度很大，二氧化碳在饱和食盐水中的 溶解度较小。若先通二氧化碳后通氨气，溶液里只能产生很小浓度的HCO一3，不利于生成 NaHCO3沉淀 (3)NaCl++NHHCO3=NaHCO3+NHCI 二、解读“侯氏制碱法” 1.侯氏制碱法（联合制碱法）的生产过程 ①盐水氨化；②氨盐水碳酸化；③制N2CO,回收COz(与索尔维法相同)；④循环制NH4Cl1: 析出NaHCO3后的母液中吸收NH3,降温加食盐，析出NHCI,滤出NH,CI后再经氨化、碳 酸化制碱。 2.工艺流程 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 (原料I,来自合成氨) NH3 CO2 NaCl+NH,+CO2+H0一NaHCO+NH4Cl(副产品) (原料Ⅱ) 2NaHCO,A-Na2CO3+COz++H2O 3.优点 (I)生产过程中所需NH和CO2由合成氨厂提供。 (2)从滤出NaHCO3的母液中可回收NH4Cl。 (3)NaC1的利用率提高到98%以上。 D问题探究 《 1.侯氏制碱法又称联合制碱法，其中的“联合”是联合了哪两个工业？ 提示：该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起，利用了生产氨时的副产品CO2、NH ,在整个制取过程中，NHC1直接作为纯碱的副产品一化肥。 2.侯氏制碱法的工艺流程中有两个吸氨过程，两者的目的相同吗？ 提示：不同，第一次吸氨的目的是增大二氧化碳的溶解度；第二次吸氨的目的是增加 铵根离子浓度，从而使母液中的氯化铵析出，同时增强溶液的碱性，使碳酸氢钠转化成溶解 度更大的碳酸钠。 3.侯氏制碱法为了从母液中回收氯化铵采取了哪些措施？ 提示：为了析出氯化铵，采取了三个措施：向母液中通入氨气、降温降低氯化铵的溶 解度、加入氯化钠。 归纳总结 《 饱和NaCI溶液和NHHCO3溶液混合产生沉淀的原因：NaCI溶于水电离出Na+、CI, NHHCO3溶于水电离出NH+4、HCO-3。在溶液中Na+、CI-、NH+4、HCO一3有四种 组合方式：NaCl、NH,C1、NaHCO,、NHHCO3,其中NaCl、NH,Cl和NH.HCO3的溶解度 较大，而NaHCO3的溶解度较小，所以NaHCO3优先结晶析出。 典题应用 引经据典素养达成 2.中国化工专家侯德榜的侯氏制碱法为世界制碱工业作出了突出贡献。他以NaC1、NH3 、CO2等为原料制得NaHCO3,进而生产出纯碱，有关反应的化学方程式为： NH+CO2+H2O-NH HCO NH HCO3+NaCl-NaHCO34+NHCI 2NaHCO3 Na2CO3+CO2 t+H2O (①)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 (填字母)。 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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，所以在溶液中首先结晶析出 (2)某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的 方法实验。 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）： A6mol·L-1盐酸 酸 a 含氨的饱和食盐水 丙 试回答下列有关问题： (I)乙装置中的试剂是 (Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是 ()实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是 (填分离操作的名称)。 ②另一位同学用下图中戊装置（其他装置未画出）进行实验： 无水氯化钙 饱和食盐水 -冷却水 放大了的多孔球泡 戊 己 (I)实验时，须先从 管通入 气体，再从 管中通入 气 体。 (Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，原因是 (3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： 解析：(1)在溶液中溶解度最小的物质最先析出(2)①除去CO2中的HCI用饱和NaHCO3 溶液；H2SO4吸收挥发出来的NH3;NaHCO3以固体形式析出，应采用过滤操作。②侯氏制 碱法应向饱和NaCl溶液中先通NH3后通CO2,因为NH3溶解度大，可吸收更多CO2,生成 较多NaHCO3固体；NH3极易溶于水，易发生倒吸，所以从a管进入；己为多孔球泡，可增 大接触面积。(3)可利用以下反应原理制备NaHCO3:NaOH+CO2一NaHCO3,Na2CO3+CO2 +H2O—2 NaHCO3。 答案：(1)c 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (2)①(I)饱和碳酸氢钠溶液（Ⅱ）吸收未反应的NH3(答“防止倒吸”或“吸收CO2”不 可以) (过滤②(I)aNH3bCO2 (Ⅱ)增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率 (3)往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和N2CO,溶液中通入过量CO2等，其他合理方法 均可) 随堂演练对点落实 1.下列说法不正确的是( A联合制碱法和氨碱法的化学反应原理中都有下列化学反应： NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO34+NHCI 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 B联合制碱法生产中有氨的循环利用工艺 C.氨碱法生产中有氨的循环利用工艺 D.联合制碱法和氨碱法都有一定的局限性 B[“氨碱法”将NH,Cl和Ca(OD2再反应，使NH3循环利用；“联合制碱法”是制得 纯碱和副产品氯化铵。] 2,1892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，其主要生产流程如图： Ca(OH2,△ H20+NH3 +CaCl2 NaCl及其 他物质的 饱和食盐花分离母液NHCI+溶液 NaHc0ANac0+C0+HO套 下列有关说法不正确的是() A从理论上看，循环生产时不需要再补充NH B.从绿色化学原料充分利用的角度看，该方法有两个明显的缺陷是：氣化钠未能充分利 用和产生CaCl2废弃物 C.氨碱法生产过程中将NH4CI作为一种化工产品，不再生产NH3来循环使用 D.从理论上看，每再生产1 mol Na2CO3,再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl 和1 mol CO2 C[工业制碱的原理涉及反应：NaCI+NH3+CO2+H2O一NaHCO3+NH4Cl, 2 NaHCO.3Na2CO3十CO2↑+H2O。索尔维法用生成的氯化铵制备氨气，将氯化铵进行了循 环利用，所以从理论上讲，是不需要补充氨的。但是在生产过程中，NCI母液被弃去，氯化 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 铵制备氨气生成了无用的氣化钙，这两点是索尔维法的缺陷。根据反应关系式及原子守恒， 从理论上看每生产1 mol Na2CO3,需再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1mol C02。] 3.反应NaCl+CO2+NH3+H2O一NaHCO3↓+NH,CI是氨碱法的重要化学反应，以下 是对该反应涉及的有关知识的部分见解，其中不正确的是() A.该条件下NaHCO3的溶解度较小 B.NaHCO3不是纯碱 C,析出固体后的溶液为NaHCO3的不饱和溶液 D.析出固体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液 C[该条件下NaHCO3的溶解度不大，因此析出NaHCO3,析出后应为NaHCO3的饱和 溶液。] 4.1791年，法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐、浓硫酸、石灰石、煤为原料 制碱，该方法分三步： ①用NaCl与H2SO4反应制Na2SO4: 2NaCl++H,SO Na,SO+2HCI t ②用焦炭还原Na2SO4制Na2S: 煅烧 Na2SO+4C Na2S+4CO 1 ③用硫化钠与石灰石反应制Na2CO,3: 煅烧 Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS 下列说法正确的是() A.②③两步都是氧化还原反应 B.只有第②步是氧化还原反应 C.该方法对生产设备基本没有腐蚀 D.该方法对环境污染较小 B[氧化还原反应是有元素化合价变化的反应，第③步反应无化合价变化，不是氧化还 原反应，A错误；该生产中产生HC,对设备严重腐蚀；第②步反应生成的CO是大气污染 物，C、D错误。] 5.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，发明了侯氏制碱法，其生产流程可简要 表示如下： 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zXXk.com☐ 您身边的互联网+教辅专家 C02 食盐水 合成氨丁 沉淀池 循环Ⅱ 煅烧炉 →Na2CO3g 循环 →母液 ()上述生产纯碱的方法称 副产品的一种用途为 (2)沉淀池中发生反应的化学方程式是 (3)写出上述流程中X物质的化学式是 (4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 (填上述流程 中的编号)的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是 (⑤)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 (⑥向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用有 (填字母)。 a.增大NH+4的浓度，使NHCl更多地析出 b.使NaHCO,更多地析出 c.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH,Cl纯度 解析：(1)、(2)两问题为识记性题目。(3)需要在理解原理的基础上作出回答。(4)原料 利用率和基本实验操作的考查。“循环操作”是提高原料利用率、解决环境污染等问题的关键 思想。过滤是初中就要求掌握的基本操作。（⑤）本问题是C1一的检验，这是中学常见离子的检 验。(6实际是平衡理论的具体应用。 答案：（①）联合制碱法或侯氏制碱法制化肥或作电解液等（其他合理答案均可） (2)NH3+CO2+H2O+NaCl-NHCl+NaHCO34 (3)CO2(4)I过滤(5)稀硝酸和硝酸银溶液 (⑥)ac 6.工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： NH3 c02 E (p 盐→沉淀→过滤一氨化→碳酸化一过滤→煅烧一皱 c D 完成下列填空： (I)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式： A _,B (2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为： 取样、 沉淀、 、冷却结晶、 、 烘干。 (3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是 。 碳酸化时没有析出 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 碳酸钠晶体，其原因是 (4)碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是 (填化学式)，检验这一成分的阴离子 的具体方法是： (⑤)氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生 的反应的离子方程式为 滤液D加石灰水前先要加热，原因是 (⑥产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数， 纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为 。(注明表达式中所用的有关符号 的含义) 解析：(1)石灰窑厂生产生石灰CaO,而要除去Ca+应选用CO2-3,故A可能是Ca (OHD2或CaO,B是Na2CO3,(2)在提纯过程中，操作依次为取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、 冷却结晶后再过滤，最后烘干。(3)在生产工艺中碳酸化就是将CO2-3全部生成HC0一3，利 用NaHCO3的溶解度小，会从水溶液中首先析出，所以碳酸化时产生的现象是出现浑浊。(4) 溶液析出NaHCO3固体后，滤液D中有NHCI和少量的NaHCO3,要检验NH4CI中的CI-, 先用HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，有AgCI白色沉淀产生。（⑤）在溶液D中加石灰水， 目的要生成氨，若不先加热，会使OH-先与HCO一3反应，有CaCO3沉淀产生，故加石灰 水前先加热，然后用OH-与NH+4反应放出NH3。(6Na2CO3中含有NaHCO3,用加热法测 定NaHCO3的质量分数，就利用反应2 NaHCO3Na2CO3十CO2↑+H2O所产生的质量前后差 值进行计算即可。 答案：(1)Ca(OHD2或CaO Na2CO3 (2)溶解过滤蒸发过滤 (3)有晶体析出（或出现浑浊）碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 (4)HC1取样，加稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生，证明该阴离子 是氯离子 ⑤NI+4+OH-ANH,↑+H0 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀 (⑥v(NaHC03)=84m1-m2)31m1×100%(设加热前的质量为m1,加热后为m2) 独家授权侵权必究