开创制碱工业的新纪元——侯德榜发明联合制碱法
在化学工业中，纯碱是一种重要的化工原料，它的化学名称又叫“碳酸钠”，是一种白色的粉末。别小看它，它的用途可大呢！制造肥皂、玻璃、纸张时要用它；纺纱织布时要用它；炼铁、炼钢过程中也少不了它。用它还可以制造出好多好多的化工产品哩！它诞生在化工厂里，是用联合制碱法生产出来的。这个方法由中国化学工业的先驱侯德榜首创，所以也叫“侯氏制碱法”。那末侯德榜是在怎样情况下研究制碱法，又是怎样创立侯氏制碱法的呢？
事情得从17世纪说起，当时人们在生产玻璃、纸张、肥皂等时已经知道要用纯碱，但那时的碱是从草木灰和盐湖水中提取的，人们还不知道可以从工厂中生产出来。后来法国一位医师路布兰用了4年时间，在1791年首创了一种纯碱制造法，从此纯碱能源源不断地人工厂中生产出来，满足了当时工业生产的需要。可惜这一方法并不完善，还存在着许多缺点，如生产过程中温度很高、工人劳动强度很大、煤用得很多、产品质量也不高等，因此很多人都想改进它。
1862年，比利时有一位化学家叫苏尔维，他提出了一种以食盐、石灰石、氨为主要原料的制碱方法，这方法叫“氨碱法”或“苏尔维制碱法”。由于这个方法产量高、质量优、成本低、能连续生产，所以很快就替代了路布兰的方法。但这个方法都被制造商严格控制住，一点也不让它泄露出来，被他人知道。
20世纪初，当时的中国工业生产也需要纯碱，但自己不会生产，只能依靠进口。第一次世界大战时，纯碱产量大大减少，加上交通受阻，英国一家制造纯碱的公司乘机抬高碱价，甚至不供货给中国，致使中国以碱为原料的工厂只得倒闭、关门。
当时有一位在美国留学的中国学生侯德榜，他学飞很刻苦，成绩优异，在美国学习化学工程已有8年，1921年取得了博士学位，发他听说外车资本家如此卡中国人的脖子时，连肺都要气炸了，他发誓学成回国，以自己已学到的知识报效祖国，振兴中国的民族工业。
1921年10月侯德榜回国了，他任永利碱业公司总工程师，任务是要创建中国第一家制碱工厂。当时要生产出碱，只能按苏尔维制碱法生产。原理说说很简单，可真正要制造出来可就难了。由于技术封锁，侯德榜只能靠自己不断研究、试验、摸索。经过好长时间的努力，终于设计好了流程，安装好了设备，接著就开始试生不。谁知一开始就碰到困难。一天，刚试车不久，高高的蒸氨塔突然晃功得很厉害，并且发出巨响。大家害怕极了，侯德榜见了马上喊停车。一检查，原来所有的管道都被白色的沉淀物堵住了。怎么办？开始他拿大铁钎捅，累得满头大汗，但也无济于事。后来，他想出加干碱的办法，才使沉淀物慢慢掉了下来，终于转危为安。类似这样的故障还有很多很多，每次都被他一一排除掉了。
经过几年的努力，1924年8月13日，中国第一家制碱厂正式投产了。那天工人们早早地来到车间，都想亲眼目睹中国第一批纯碱的诞生。几小时后，不知谁喊了一声：“出来了！”大家眼睛一齐朝出碱口望去。咦？怎么出来的是红白
相间的碱？按理应该是雪白的呀！大家的心头一凉。这时侯德榜仔细地检查了设备，原来纯碱出来时遇到了铁锈，才使产品变红了。原因查出来了，大家都松了一口气，以后改进了设备，终于制得了纯白色的产品。望著白花花的纯碱，侯德榜笑了，他笑得那么舒心，几年的辛苦没有白费，他终于摸索出苏尔维制碱法的奥秘，实现了自己报效祖国的誓言。
1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新建一个永利川西化工厂。
制碱的主要原料是食盆，也就是氯化钠，而四川的盐都是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就高了。另外，苏尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高，也就是说有30%的食盐要白白地浪费掉，这样成本就更高了，所以侯德榜决定不用苏尔维制碱法，而另辟新路。
他首先分析了苏尔维制碱法的缺点，发现主要在于原料中各有一半的比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙，这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成分变废为宝呢？他想呀想，设计了好多方案，但是—一都被推翻了。后来他终于想到，能否把苏尔维制碱法和合成氨法结合起来，也就是说，制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提供，滤液中的氯化铵加入食盐水，让它沉淀出来。这氯化铵既可作为化工原料，又可以作为化肥，这样可以大大地提高食盐的利用率，还可以省去许多设备，例如石灰窑、化灰桶、蒸氨塔等。设想有了，能否成功还要靠实践。于是地又带领技术人员，做起了实验。l次、2次、10次、100次……一直进行了500多次试验，还分析了2000多个样品，才把试验搞成功，使设想成为了现实。
这个制碱新方法被命名为“联合制碱法”，它使盐的利用率从原来的70%一下子提高到96%。此外，污染坏境的废物氯化钙成为对农作物有用的化肥——氯化铵，还可以减少1/3设备，所以它的优越性在大超过了苏尔维制碱法，从而开创了世界制碱工业的新纪元
精锐教育学科教师辅导讲义 授课主题 侯式制碱法原理和简单流程 教学目的 侯氏制碱法在上海咼考中占有比较特殊的地位， 出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法 的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液的 处理上出现的错误几率较大。 教学内容 内容回顾 1. 【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（ ） A.原料利用率高 B .设备少 C ?循环利用的物质多 D ?原料易得 2. 【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢 铵和氯 化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41 .二氧化碳通入氨水的过程中， 先有 _________ 晶体（填写化学式）析出，然后晶体溶解，最后析出NHHCO 晶体。 3. 【2010年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空： 1 ）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 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 （填写化学式），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： _____________________________________ （注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 4. 【2005年上海高考五26 （ A ）】我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： 学员编号: 学员姓名: 辅导科目：化学 课时数：3 学 科教师：
侯氏制碱法与索尔维制碱法（也叫做氨碱法与联碱法）的比较 一、氨碱法（又称索尔维法） 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。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3 ＝Na2CO3＋H2O＋CO2含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 氨碱法的优点是：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：首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 二、联合制碱法（又称侯氏制碱法） 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—合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，
联合制碱法（又称侯氏制碱法） 它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是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——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。其工业生产的简单流程如图所示。 联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，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。
高三化学—— 化工生产专题 松江区教师进修学院附属立达中学夏登峰 [教学背景] 【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容，包括氯碱工业、联合制碱工业等。 【意义】化工生产与理论实际关系密切，教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产，学生已有一定的知识储备，对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础，同时巩固了已有知识。 【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学，应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示，提高学生的感性认识和理论联系实际的能力，激发学生的兴趣和求知欲，落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系，发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法，运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进，根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动，从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想，感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。 一．[教学目标] 知识与技能 1、氯碱工业原理（B） 2、索氏制碱法原理(A) 3、候氏制碱法和简单流程，并与索氏制碱法作对比(B) 4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A) 过程与方法 1、用对比的方法，分析索氏制碱法和候氏制碱法，感受化学原理应用于实际化工生产的方法；产生学习兴趣，懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系（A） 2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路，探讨氯碱工业发展的前景（A） 2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神（A） 情感态度价值观 1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系，树立“绿色化学”思想，增强民族自豪感（A） 2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点，形成合理利用资源、保护环境，确立可持续发展的观念，增强社会责任感（A） 教学重点和难点 重点：氯碱工业原理、候氏制碱法原理 难点：①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点
侯氏联合制碱法 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀。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。 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↑ 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。
【纯碱工业】 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法） 氨碱法：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。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3???→ 煅烧Na 2CO3＋H2O＋CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的NH3可回收循环使用。CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 氨碱法的优点是：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：首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的Na＋和石灰石成分里的CO32 －结合成了Na 2CO3，可是食盐的另一成分Cl －和石灰石的另一成分Ca2＋却结合成了没有多大用途的CaCl 2，因此如何处理CaCl2成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着CaCl2溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 联合制碱法（又称侯氏制碱法）：它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是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（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其化学反应原理是：C＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2） 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。
07年海南卷） 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题： （1）“氨碱法”产生大量CaCl 2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl 2的化学方方程式_______。 （2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： ； （3）CO 2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO 2的来源有何不同_____。 （4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式： 原子利用率（%）= 。 答案： （1）2NH 4Cl +(OH)2 CaCl 2 +2NH 3↑+2H 2O （2）NH 3 +H 2O +CO 2 +NaCl ＝NaHCO 3↓+ NH 4Cl 2NaHCO 3Na 2CO 3 +CO 2↑+H 2O （3）前者的CO 2 来自合成氨厂，后者的CO 2 来自煅烧石灰石。 （4）×100％＝100％ 解析： （1） 氨碱法中为回收氨而使石灰乳与副产物氯化铵反应，从而产生大量CaCl 2废渣。2NH 4Cl + Ca(OH)2=CaCl 2+2H 2O+2NH 3↑ （2）联合制碱法的主要化学反应为：NaCl(饱和)+CO 2+NH 3+H 2O=NaHCO 3↓+NH 4Cl 2NaHCO 3 Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ （3）氨碱法的CO 2来源于石灰石的煅烧，“联合制碱法”的CO 2来源于合成氨工业的废气。 （4）联合制碱法原子利用率的表达式：
从原子利用率的表达式可以看出“联合制碱法”使原料得到充分利用，优于氨碱法。联合制碱法的创始人侯德榜早在上世纪初就具有绿色化学的思想观念就更值得我们学习。目前制碱工业采用“氨碱法”工艺的 变为有用的产品，如用它生产“溶雪剂”、“干燥剂”等产品。该题按照绿色化学的原则就应努力将CaCl 2 既考查了教材中的核心知识又考查了对不同生产工艺进行分析比较的能力，而且融合了化学工业最新的发展理念。
化学工艺流程图专题（1） 1.我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如下： (1)反应①的化学方程式________________，反应②的基本反应类型为_______。 (2)工业上用分离液态空气 的方法制取氢气，属于_______变化（填“物理”或“化学”）。 (3)操作a 的名称是_____，实验室进行此操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、______。 (4)写出NH 4Cl 的一种用途________________。 2. 过氧化钙晶体﹝CaO 2·8H 2O ﹞较稳定，呈白色，微溶于水，广泛应用于环境杀菌、消毒。以贝壳为原料制备CaO 2流程如下： （1）气体X 是CO 2，其名称是 ；将过氧化钙晶体与溶液分离的方法是 。 （2）反应Y 需控制温度在0~5℃，可将反应容器放在 中，该反应是化合反应，反应产物是CaO 2·8H 2O ，请写出化学方程式 。获得的过氧化钙晶体中常含有Ca(OH)2杂质，原因是 。 （3）CaO 2的相对分子质量为 ，过氧化钙晶体﹝CaO 2·8H 2O ﹞中H 、O 元素的质量比为 。 （4）为测定制得的过氧化钙晶体中CaO 2·8H 2O 的质量分数，设计的实验如下：称取晶体 样品50g ，加热到220℃充分反应（方程式为2CaO 2·8H 2O=====△2CaO ＋O 2↑＋16H 2O ↑，杂 质不发生变化），测得生成氧气的质量为3.2g ，请计算样品中CaO 2·8H 2O 的质量分数（CaO 2·8H 2O 相对分子质量为216），写出必要的计算过程。
高温 3. 空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。下图是以空气和其他必要的原料合成氮肥(NH 4NO 3)的工业流程。请按要求回答下列问题： （1）步骤①中发生的是________变化（填“物理”或“化学”）。 （2）写出步骤③中发生反应的化学方程式_________________________________。 （3）上述化学反应中属于化合反应的有________个。 （4）右图是化肥硝酸铵包装袋上的部分说明： 硝酸铵应具有的性质是 （填字母）。 A ．易溶于水 B ．有挥发性 C ．受热易分解 施用该类肥料时，要避免与碱性物质混合使用，写出硝 酸铵与 熟石灰反应的化学方程式 __________________________________。 4. 炼铁产生的废渣中含有大量CuS 及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产 CuCl 2的流程图如下，下列有关说法错误的是（ ） A ． 操作1中粉碎的目的是增大反应物的接触面积 B ． 操作2中，CuS 、NaCl 和O 2在高温条件下反应生产CuCl 2和Na 2SO 4 化学方程式为CuS + 2NaCl +2O 2 ===CuCl 2 + Na 2SO 4 C ． 操作3的名称是过滤 D ． 流程图中能循环利用的物质是NaCl 和Na 2SO 4 5. 醋酸钙[Ca(AC)2]是国家允许使用的补钙制剂之一。以蛋壳为原料回收膜并制备醋酸钙的一种工艺流程如下。 硝酸铵 化学式：NH 4NO 3 含氮量：≥30% 注意事项：密封储存 防潮防晒 隔绝热源 ……
开创制碱工业的新纪元——侯德榜发明联合制碱法 在化学工业中，纯碱是一种重要的化工原料，它的化学名称又叫“碳酸钠”，是一种白色的粉末。别小看它，它的用途可大呢！制造肥皂、玻璃、纸张时要用它；纺纱织布时要用它；炼铁、炼钢过程中也少不了它。用它还可以制造出好多好多的化工产品哩！它诞生在化工厂里，是用联合制碱法生产出来的。这个方法由中国化学工业的先驱侯德榜首创，所以也叫“侯氏制碱法”。那末侯德榜是在怎样情况下研究制碱法，又是怎样创立侯氏制碱法的呢？ 事情得从17世纪说起，当时人们在生产玻璃、纸张、肥皂等时已经知道要用纯碱，但那时的碱是从草木灰和盐湖水中提取的，人们还不知道可以从工厂中生产出来。后来法国一位医师路布兰用了4年时间，在1791年首创了一种纯碱制造法，从此纯碱能源源不断地人工厂中生产出来，满足了当时工业生产的需要。可惜这一方法并不完善，还存在着许多缺点，如生产过程中温度很高、工人劳动强度很大、煤用得很多、产品质量也不高等，因此很多人都想改进它。 1862年，比利时有一位化学家叫苏尔维，他提出了一种以食盐、石灰石、氨为主要原料的制碱方法，这方法叫“氨碱法”或“苏尔维制碱法”。由于这个方法产量高、质量优、成本低、能连续生产，所以很快就替代了路布兰的方法。但这个方法都被制造商严格控制住，一点也不让它泄露出来，被他人知道。 20世纪初，当时的中国工业生产也需要纯碱，但自己不会生产，只能依靠进口。第一次世界大战时，纯碱产量大大减少，加上交通受阻，英国一家制造纯碱的公司乘机抬高碱价，甚至不供货给中国，致使中国以碱为原料的工厂只得倒闭、关门。 当时有一位在美国留学的中国学生侯德榜，他学飞很刻苦，成绩优异，在美国学习化学工程已有8年，1921年取得了博士学位，发他听说外车资本家如此卡中国人的脖子时，连肺都要气炸了，他发誓学成回国，以自己已学到的知识报效祖国，振兴中国的民族工业。 1921年10月侯德榜回国了，他任永利碱业公司总工程师，任务是要创建中国第一家制碱工厂。当时要生产出碱，只能按苏尔维制碱法生产。原理说说很简单，可真正要制造出来可就难了。由于技术封锁，侯德榜只能靠自己不断研究、试验、摸索。经过好长时间的努力，终于设计好了流程，安装好了设备，接著就开始试生不。谁知一开始就碰到困难。一天，刚试车不久，高高的蒸氨塔突然晃功得很厉害，并且发出巨响。大家害怕极了，侯德榜见了马上喊停车。一检查，原来所有的管道都被白色的沉淀物堵住了。怎么办？开始他拿大铁钎捅，累得满头大汗，但也无济于事。后来，他想出加干碱的办法，才使沉淀物慢慢掉了下来，终于转危为安。类似这样的故障还有很多很多，每次都被他一一排除掉了。 经过几年的努力，1924年8月13日，中国第一家制碱厂正式投产了。那天工人们早早地来到车间，都想亲眼目睹中国第一批纯碱的诞生。几小时后，不知谁喊了一声：“出来了！”大家眼睛一齐朝出碱口望去。咦？怎么出来的是红白
侯式制碱法原理和简单流程 【知识梳理】 实验背景：无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。 一、实验原理 化学反应原理是： 总反应为： 将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体再加热，制得纯碱产品： 答案：化学反应原理： 32243NH CO H O NH HCO ++→ 4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和 总反应 ： 32234()NaCl NH CO H O NaHCO NH Cl +++→↓+饱和 323222NaHCO Na CO CO H O ? ??→+↑+ 二、氨碱法（又称索尔维法） 1．原料： 食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气 2．步骤： 先把氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水， 32243NH CO H O NH HCO ++→ 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， 4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和 将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。 323222NaHCO Na CO CO H O ? ??→+↑+（放出的二氧化碳气体可回收循环使用） 含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。 CaO ＋H 2O → Ca(OH)2， 2NH 4Cl ＋Ca(OH)2 → CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 其工业流程图为： 知识精讲
侯式制碱法原理和简单流程 【知识梳理】 实验背景：无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。 一、实验原理 化学反应原理是： 总反应为： 将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体再加热，制得纯碱产品： 答案：化学反应原理： 32243NH CO H O NH HCO ++→ 4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和 总反应 ： 32234()NaCl NH CO H O NaHCO NH Cl +++→↓+饱和 323222NaHCO Na CO CO H O ? ??→+↑+ 二、氨碱法（又称索尔维法） 1．原料： 食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气 2．步骤： 先把氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水， 32243NH CO H O NH HCO ++→ 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， 4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和 将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。 323222NaHCO Na CO CO H O ? ??→+↑+（放出的二氧化碳气体可回收循环使用） 含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。 CaO ＋H 2O → Ca(OH)2， 2NH 4Cl ＋Ca(OH)2 → CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 其工业流程图为： 知识精讲
其工业生产的简单流程如图所示： 3．氨碱法的优点是： （１）原料（食盐和石灰石）便宜； （２）产品纯碱的纯度高； （３）副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用； （４）制造步骤简单，适合于大规模生产。 4．氨碱法的缺点是： （１）产生大量无用的副产品CaCl 2 （２）NaCl 利用率只有70%，约有30%的NaCl 留在母液中。 （3 ）设备多，耗能大。 三、联合制碱法（又称侯氏制碱法） 1．原料： 食盐、氨气和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。 22+C H O CO H +???→高温（g ） 222+CO H O CO H +??? →高温 （g ） 2．步骤： 联合制碱法包括两个过程：
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。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。 化学原理 侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 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；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。注：纯碱就是碳酸钠 国外研究情况（1862年至一战前） 碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 1838—1922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。 侯氏制碱法的产生和发展 1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新建一个永利川西化工厂。制碱的主要原料是食盐，也就是氯化钠，而四川的盐都是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就高了。另外，索尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高，也就是说有30%的食盐要白白地浪费掉，这样成本就更高了，所以侯德榜决定不用索尔维制碱法，而另辟新路。他首先分析了索尔维制碱法的缺点，发现主要在于原料中各有一半的比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙，这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成分变废为宝呢？他想呀想，设计了好多方案，但是—一都被推翻了。后来他终于想到，能否把索尔维制碱法和合成氨法结合起来，也就是说，制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提供，滤液
1 《联合制碱工业》教学设计 上海市回民中学 李君 一、教材分析和学情分析 1、教材分析 本节课主要参考上科版高三年级拓展型课程《化学》（试用本）第五章第三节——化工生产。本节内容包括三个方面：氯碱工业、联合制碱工业和化工生产的一些基本原理。学习本章之前，学生已经完成了中学化学理论部分的学习，以及非金属元素及其化合物的性质，即将要进行化学实验的学习。而这一知识点的学习恰好可以检验同学们能否将学过的理论知识运用到实际生产当中。 2、学情分析 从学生的知识储备、学习特征和困难预测三方面做了学情分析： （1）知识储备：在理论部分学习了化学平衡移动原理和离子互换反应，在元素及其化合物的学习中学习了碳酸钠和碳酸氢钠的性质。 （2）学习特征：高三学生具有一定的分析、归纳、推理的能力。
（3）困难预测：较少接触工业流程图，在对信息进行分析、归纳、推理时存在一定的困难，需要教师做好铺垫工作二、教学目标与重、难点 1三维教学目标 在详细的教材分析和学情分析后，我制定了本节课的教学目标： 知识与技能 （1）理解侯氏制碱法的原理，掌握侯氏法与索氏法的差异。（2）理解化工生产的一些基本原理。 过程与方法 （1）通过有关工业生产讨论的过程，增强理论联系实际、应用化学原理分析、解决化学问题的能力。 （2）初步学会利用图表、数据等信息解决问题的方法。 情感态度与价值观 （1）通过侯氏法与索氏法的比较，加强学生接受科学家不屈不饶的创新精神、爱国主义精神的教育。 （2）在讨论实际生产的过程中，感受原料充分利用的思想。 2、教学重点与难点 中学化学教学中，学生接触的化工生产并不少，比如硝酸工业、硫酸工业、合成氨、氯碱工业等等，但只有纯碱工业详尽地介绍了其发展史并且侯氏制碱法 2
侯式制碱法原理和简单流程98465
精锐教育学科教师辅导讲义 学员编号：年级：高三课时数：3 学员姓名：辅导科目：化学学科教师： 授课主题侯式制碱法原理和简单流程 教学目的 侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱 法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母 液的处理上出现的错误几率较大。 教学内容 1．【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（）A．原料利用率高 B．设备少 C．循环利用的物质多 D．原料易得 2．【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。 3．【2010年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空： 1）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。 内容回顾
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 （填写化学式），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： （注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 4．【2005年上海高考五26（A ）】我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： (1) 上述生产纯碱的方法称 ，副产品的一种用途为 。 (2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是 。 (3) 写出上述流程中X 物质的分子式 。 (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 。 (a) 增大NH 4+的浓度，使NH 4Cl 更多地析出 (b) 使NaHCO 3更多地析出 (c) 使NaHCO 3转化为Na 2CO 3，提高析出的NH 4Cl 纯度 答案：1．Ａ ２．423()NH CO ３．1）Ca(OH)2 或CaO Na 2CO 3 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）NH 4Cl 取样，加硝酸酸化，再加硝酸银，有白色沉淀产生，该阴离子是氯离子 CO 2 Na 2CO 3 X 食盐水 循环II 循环I 母液 (提取副产品) 煅烧炉 合成氨厂 沉淀池 NH 3 NH 3
精锐教育学科教师教导讲义 令狐采学 学员编号：年级：高三课时数：3 学员姓名：教导科目：化学学科教师： 授课主题侯式制碱法原理和简单流程 教学目的 侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的位置，呈现的几率较年夜；常考的知识点是侯氏制碱 法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液 的处理上呈现的毛病几率较年夜。 教学内容 1．【上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（） A．原料利用率高B．设备少 C．循环利用的物质多D．原料易得 2．【上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。 3．【上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空： 1）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纵依次为： 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（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体办法是：。 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。加石灰水后所产生的反响的离子方程式为：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。如果用加热分化的办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暗示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 4．【上海高考五26（A）】我国化学侯德榜（右图）变革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要暗示如下：内容回顾
学员编号：年级：高三课时数：3学员姓名：辅导科目：化学学科教师：授课主题侯式制碱法原理和简单流程 教学目的侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液的处理上出现的错误几率较大。 教学内容 1．【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（）A．原料利用率高 B．设备少 C．循环利用的物质多 D．原料易得 2．【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。 3．【2010年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 内容回顾
完成下列填空： 1）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（填写 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：（注明你 的表达式中所用的有关符号的含义）
学员编号：年级：高三课时数：3 学员姓名：辅导科目：化学学科教师： 授课主题侯式制碱法原理和简单流程 教学目的侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液的处理上出现的错误几率较大。 教学内容 1．【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（） A．原料利用率高 B．设备少 C．循环利用的物质多 D．原料易得 2．【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。 完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。3．【2010年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空： 1）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（填写化学式），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：内容回顾
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： （注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 4．【2005年上海高考五26（A ）】我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： (1) 上述生产纯碱的方法称 ，副产品的一种用途为 。 (2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是 。 (3) 写出上述流程中X 物质的分子式 。 (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 。 (a) 增大NH 4+ 的浓度，使NH 4Cl 更多地析出 (b) 使NaHCO 3更多地析出 (c) 使NaHCO 3转化为Na 2CO 3，提高析出的NH 4Cl 纯度 答案：1．Ａ ２．423()NH CO ３．1）Ca(OH)2 或CaO Na 2CO 3 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）NH 4Cl 取样，加硝酸酸化，再加硝酸银，有白色沉淀产生，该阴离子是氯离子 5）NH 4+ + OH - → NH 3 ↑＋H 2O 防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀(解析：加热时，使碳酸氢根水解程度增大，释放出二氧化碳，减少碳酸氢根的量，从而减少氢氧根的消耗，使铵根完全转化为氨气放出，同时产生碳酸钙的含量也相应的减少) 6）312()1 84() 31NaHCO m m m ω-= 4．（1）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其他合理答案均给分） （2）NH 3＋CO 2＋H 2O ＋NaCl →NH 4Cl ＋NaHCO 3↓ 或NH 3＋CO 2＋H 2O →NH 4HCO 3 NH 4HCO 3＋NaCl →NaHCO 3↓＋NH 4Cl （3）CO 2 （4）I 过滤 （5）稀硝酸和硝酸银溶液 （6）a c 知识精讲 CO 2 Na 2CO 3 X 食盐水 循环II 循环I 母液 (提取副产品) 煅烧炉 合成氨厂 沉淀池 NH 3 NH 3
侯氏制碱法与索尔维制碱法的比较 一、索尔维制碱法（氨碱法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明的纯碱制法。他以食盐（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。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。优点：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。缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 二、联合制碱法（又称侯氏制碱法）它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是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——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。与氨碱法比较，最大的优点使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，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。