第3章 微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（鲁科版 鲁琼专版）

微项目　揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法

——化学平衡思想的创造性应用

[核心素养发展目标]　1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。2.通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。

一、解读索尔维制碱法

一、实验室模拟索尔维制碱法(又名氨碱法)

1.实验步骤

用如图所示装置模拟索尔维制碱法。锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。用冰水浴降低试管内的温度。打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。

锥形瓶中发生反应的化学方程式为CaCO3+H2SO4===CaSO4+CO2↑+H2O。

2.实验现象

随着CO2的不断通入，试管中溶液的红色逐渐褪去后，溶液中出现白色沉淀。

3.理论解释

二、索尔维制碱法

1.基本工艺流程

2.发生的主要反应

NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl，

CaCO3CaO+CO2↑，

CaO+H2O===Ca(OH)2，

2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O，

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

3.索尔维制碱法(氨碱法)的优缺点

(1)优点

①原料(石灰石、氨气、食盐等)易得，价格便宜；

②产品纯碱较为纯净；

③副产品二氧化碳、氨气等都可以循环利用；

④制造步骤简单、易于操作，很适合大规模连续生产。

(2)缺点

①产生大量无用的副产品CaCl2 ；

②NaCl利用率低，约有30%的NaCl残留在母液中；

③设备多，耗能大。

1.碳酸氢钠可溶于水，而索尔维制碱法却能得到碳酸氢钠沉淀，试用平衡的原理进行解释。

提示　可溶性的碳酸氢钠也有一定的溶解限度，当相应的离子浓度过大时也会析出，类似于沉淀溶解平衡，在溶液中存在平衡：2Na++C+H2O+CO22NaHCO3，当增加Na+和C的浓度时，该平衡正向移动，NaHCO3就会以沉淀的形式出现。

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CO2？ 氨盐水的作用是什么？

提示　因为CO2在饱和食盐水中的溶解度不大，若先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，此时溶液显碱性，再通入CO2，CO2就会与氨水反应生成铵盐，促进CO2的溶解，使生成的HC浓度增大，提高NaHCO3的析出率。氨盐水的作用是增大CO2的吸收量，使生成的HC浓度增大。

3.碳酸钠是一种重要的化学基本工业产品。比利时人索尔维发明了氨碱法生产碳酸钠，氨碱法生产原理示意图如下：

请回答下列问题：

(1)从索尔维制碱法生产原理示意图可知，氨碱法的总反应化学方程式为　　　　。 

按照绿色化学原则，理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，实现废弃物的零排放。计算索尔维制碱法的原子利用率(原子利用率=期望产物的总质量与反应产物的总质量之比)为　　　　。 

(2)试列举出索尔维制碱法的两大缺点。

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案　(1)CaCO3+2NaCl===CaCl2+Na2CO3　0.49(或106∶217)　(2)①原料NaCl的利用率低　②产生了不容易处理的副产物氯化钙