2024年高考化学侯氏制碱法的原理复习和注意事项

2024年高考化学侯氏制碱法的原理复习和注意事

项

侯氏制碱原理

1.制备原理：

侯氏制碱法是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应

会向着离子浓度减小的方向进行（实质为勒夏特列原

理）.制备纯碱（Na2co3）,主要利用NaHCO3在溶液中

溶解度较小，所以先制得NaHCCh,再利用碳酸氢钠不稳

定性分解得到纯碱。

要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以

就在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中

通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子、俊根离

子、氯离子和碳酸氢根离子，这其中NaHCCh溶解度最

小，所以析出，其余产品处理后可作肥料或循环使用.

2.化学反应原理：

侯氏制碱法原理（又名联合制碱法）

NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl=NaHCO3i+NH4Cl（在反应中NaHCO3

沉淀，所以这里有沉淀符号）

总反应方程式:

NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3i+NH4Cl

2NaHCC）30Na2cO3+H2O+CO2T（CO2循环使用）

注意:

NaCl（饱和溶液）+NH3（先加）+H20（溶液中）+C02

（后加）=NH4Cl+NaHCO3i（溶解度一般，因为不断添加

原料达到溶液饱和才沉淀）

（先添加NH3而不是C02：CO2在NaCl中的溶解度很

小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量C02气

体，产生高浓度的HCCh-,才能析出NaHCCh晶体.）

3.侯氏制碱法的优点：

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CaCCh制CO2这一

工序.

侯氏制碱法又称联合制碱法，是我国化学工程专家侯德榜

于1943年创立的。不仅对我国的化学工业做出了巨大贡

献，在世界上也享有盛誉。

值得注意的是:

“侯氏制碱法“中所制得的“碱”并不是我们熟知的——"烧

碱“氢氧化钠NaOH,而是------"纯碱“Na2co3。这里就

需要另外一种工业上常见的“工业制烧碱法”进行区别了

工业制碱法

工业制烧碱有苛化法和电解法

一、纯碱苛化法：

将纯碱、石灰分别经化碱制成纯碱溶液、石灰制成石灰

乳，于99〜101℃进行苛化反应，苛化液经澄清、蒸发浓

缩至40%以上，制得液体烧碱.将浓缩液进一步熬浓固

化，制得固体烧碱成品.苛化泥用水洗涤，洗水用于化

碱.

Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3；

操作②结晶

生石灰斗A雪麻f滤液B-----►------►固体烧碱

清清

应血?①「废泥

—A夜酒---------"rW....

洗涤、过加-君5维

二、电解法:

1、电解法简介：

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、CI2和

H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工

业.氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用

于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶

金工业、石油化学工业以及公用事业.

2、电解饱和食盐水反应原理：

2NaCl+2H2O，l2T+Cl2T+2NaOH

因为NaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解

质，也微弱电离，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、0H-

四种离子.当接通直流电源后，带负电的0H-和C1-向阳极

移动，带正电的Na+和H+向阴极移动.C1-比0H-更易失

去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放

出，使湿润的淀粉碘化钾溶液变蓝.H+比Na+容易得到电

子，因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结

合成氢分子从阴极放出.在上述反应中，H+是由水的电离

生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，

破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH-

，H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-

的浓度相对地增大，使酚酬试液变红.

C12H2

因此：

阳极反应：2C1-2e=ChT（氧化反应）

阴极反应：2H++2e-=H2T（还原反应）

工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气.

3、电解设备一离子交换膜电解槽.

（1）离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、

电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽

串联或并联组成.电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳

钢网制成.

（2）阳离子交换膜的作用：①把电解槽隔为阴极室和阳极

室；②只允许Na+通过，而Cl-、0H-和气体则不能通过.

这样，既能防止生成的H2和C12相混合而发生爆炸，又能

避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响

烧碱的质量.

易错题解析

下列关于氨碱法（索氏）和联合制碱法（侯氏）说法错误

的是（）

A.两者的原料来源相同

B.两者的生产原理相同

C.两者对食盐利用率不同

D.两者最终产品都是Na2cCh

【解答】

解：A.氨碱法：以食盐（氯化钠）、石灰石（经燃烧生成

生石灰和二氧化碳）、氨气为原料，联合制碱法：以食

盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气

制取氢气时的废气）为原料，两者的原料来源不相同，故

A错误；

B.氨碱法其化学反应原理是：NH3+CO2+H2O+NaCl（饱

和）=NaHCO3；+NH4Cl,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

NaHCCh微小晶体，再燃烧制得纯碱产品，第二个过程是

从含有氯化俊和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化俊晶