侯氏制堿法

1、1侯氏制堿法侯氏制堿法NH3與H2O和CO2反應(yīng)生成一分子的NH4HCO3，這是第一步。第二步是：NH4HCO3與NaCl反應(yīng)生成一分子的NH4Cl和NaHCO3沉淀沉淀。根據(jù)NH4Cl在常溫時的溶解度比NaCl大，而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理，在278K～283K(5℃～10℃)時，向母液母液中加入食鹽食鹽細粉，而使NH4Cl單獨結(jié)晶析出供做氮肥。侯氏制堿法化學(xué)原理侯氏制堿法化學(xué)原理總反應(yīng)方程式：總反應(yīng)方程式：NaClCO2N

2、H3H2O=NaHCO3↓NH4Cl（可作氮肥）2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2↑（CO2循環(huán)使用）(以加熱作為反應(yīng)條件)(在反應(yīng)中NaHCO3沉淀，所以這里有沉淀符號，這也正是這個方法的便捷之處）即：即：①NaCl(飽和溶液飽和溶液)NH3（先加）（先加）H2O（溶液中）（溶液中）CO2（后加）（后加）=NH4ClNaHCO3↓（NaHCO3能溶于水，但是侯氏制堿法向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，由于氯化鈉溶液飽和，能溶于水，但是

3、侯氏制堿法向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，由于氯化鈉溶液飽和，生成的碳酸氫鈉溶解度小于氯化鈉，所以碳酸氫鈉以沉淀析出）生成的碳酸氫鈉溶解度小于氯化鈉，所以碳酸氫鈉以沉淀析出）（先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食鹽水顯堿性(用無色酚酞溶液檢驗)，能夠吸收大量CO2氣體，產(chǎn)生高濃度的HCO3才能析出NaHCO3晶體。）2NaHCO3（加熱）=Na2CO3H2OCO2↑侯氏制堿法優(yōu)點侯氏制堿法優(yōu)點保留了氨堿

4、法的優(yōu)點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥(氮肥不可與堿性物質(zhì)混用，但可用草木灰檢驗其純度)[2]；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2，革除了CaCO3制CO2這一工序，減少可能造成的環(huán)境污染。兩個循環(huán)：兩個循環(huán)：一：一：2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2↑（CO2循環(huán)使用）(以加熱作為反應(yīng)條件)二：向母液中加入食鹽細粉，從而使二：向母液中加入食鹽細粉，從而使NH4Cl單獨結(jié)晶析出供做

5、氮肥。單獨結(jié)晶析出供做氮肥。第二個循環(huán)的具體操作：①通入氨氣通入氨氣，冷卻后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。過濾后，得到較純凈較純凈的NH4Cl晶體（產(chǎn)物），濾液為飽和食鹽水（含有氨氣分子），經(jīng)處理后經(jīng)處理后方可回到第一步循環(huán)利用；②不通氨氣不通氨氣，冷卻后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。過濾后，得到NH4Cl晶體（產(chǎn)物），濾液為飽和食鹽水，可直接直接回到第一步循環(huán)利用。原理：低溫時，氯化銨的溶解度低于氯化鈉的溶解度，而由于之前

6、加入氯化鈉（氨氣）使得氯離子（銨根離子）濃度提高，所以再根據(jù)勒夏特列原理，氯化銨將最先析出。侯氏制堿法不足之處侯氏制堿法不足之處侯氏聯(lián)合制堿法也存在不足。較氨堿法而言，它的用氨量較大，在有些情況下不適用。例11892年比利時人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3，該法又稱氨堿法，其主要生產(chǎn)流程如下：（1）從理論上看，循環(huán)生產(chǎn)是否需要再補充NH3？。（2）從綠色化學(xué)原料的充分利用的角度看，該方法有二個明顯

7、的缺陷是：3③實驗結(jié)束后，分離出NaHCO3晶體的操作是________(填分離操作的名稱)。(2)另一位同學(xué)用圖中戊裝置(其他裝置未畫出)進行實驗。①實驗時，須先從______________管通入________________氣體，再從________________管中通入________________氣體。②有同學(xué)建議在戊裝置的b導(dǎo)管下端連接己裝置，理由是___________________________________

8、_____________________________________。(3)請再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥竣?(1)甲裝置是

9、CO2的發(fā)生裝置，由于鹽酸易揮發(fā)，故生成的CO2氣體中會含有HCl氣體，乙裝置的作用是除去CO2中的HCl氣體，所以乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，丙是制備碳酸氫鈉的發(fā)生裝置，丁的作用是吸收多余的NH3，防止其污染環(huán)境。從溶液中分離出NaHCO3晶體的方法是過濾。(2)實驗時必須制取含氨的飽和NaCl溶液，然后使之與CO2反應(yīng)。因為NH3極易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，故先從a導(dǎo)管通入NH3，后從b導(dǎo)管通入CO2。己裝置中有多孔

10、球泡，增大CO2氣體與溶液的接觸面積，提高了CO2在溶液中的吸收率。(3)此題是開放性試題，制備少量碳酸氫鈉的方法：①用碳酸氫銨與適量的飽和食鹽水反應(yīng)；②往燒堿溶液中通入過量CO2；③往飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2等。【答案】Ⅰ.cⅡ.(1)①飽和碳酸氫鈉溶液②吸收未反應(yīng)的NH3③過濾(2)①aNH3bCO2②增大CO2氣體與溶液接觸的面積，提高CO2在溶液中的吸收率(3)往燒堿溶液中通入過量CO2(或往飽和Na2CO3溶液中通

11、入過量CO2等)例3我國制堿工業(yè)的先驅(qū)—侯德榜先生，1939年發(fā)明了著名的侯氏制堿法，其核心反應(yīng)原理可用如下化學(xué)方程式表示：NH3CO2NaClH2ONH4ClNaHCO3（晶體）依據(jù)此原理，欲制得碳酸氫鈉晶體，某校學(xué)生設(shè)計了如下實驗裝置，其中B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達到飽和。（1）A裝置中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。C裝置中稀硫酸的作用為_____________

12、______________________________。（2）下表中所列出的是相關(guān)物質(zhì)在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)（g100g水）溫度溶解鹽度0℃10℃20℃30℃40℃50℃NaCl35.735.836.036.336.637.0NaHCO36.98.19.611.112.714.5NH4Cl29.433.337.241.445.850.4參照表中數(shù)據(jù)，請分析B裝置中使用冰水的目的是______________________。（3