2023年高中化学新教材同步必修第一册微专题四纯碱的生产历史与侯氏制碱法

一、路布兰制碱法1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。制取原理与步骤先使氯化钠与硫酸反响，生成硫酸钠：2 4 2 2NaCHSONaSO＋2HC2 4 2 然后用焦炭复原硫酸钠得硫化钠：2 4 NaSO4CNa＋4C2 4 3最终利用硫化钠与石灰石的反响生产碳酸钠：Na2S＋CaCO3===Na2CO＋CaS。3制取方法评价路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进展，难以连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严峻，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在2020年月被淘汰。二、索尔维制碱法1861(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。制取原理与步骤在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，析出碳酸氢钠：NaCl＋NH

＋CO＋HO===NaHCO↓＋NHCl。3 2 2 3 4过滤、洗涤、煅烧碳酸氢钠晶体，得到纯碱产品：3 2 3 2 2NaHCO===NaCO＋CO↑HO3 2 3 2 反响产生的二氧化碳循环使用。氯化铵滤液与石灰乳混合加热：2NHC＋Ca(OH)CaCl＋2NH2H，反响产生的氨气循环使用。4 2 2 3 2制取方法评价氨碱法(索尔维制碱法)的优点是：原料(食盐和石灰石)廉价；产品纯碱的纯度高；副产品氨和首先是原料食盐的利用率低，其次是产生大量的废渣氯化钙。三、侯氏制碱法1943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，二氧化碳为合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。制取原理与步骤侯氏制碱法，低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再参与细盐末，因氯离子存在及低温条件使氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果相继析出NaHCO3和NH4Cl，该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。制取方法评价侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，削减了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的本钱，充分表达了大规模联合生产的优越性。

＋NH＋HO===NaHCO↓＋NH

Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反响。2 3 2 3 4下面是4位同学对该反响涉及的有关学问发表的局部见解。其中不正确的选项是( )答案C42 3 解析侯氏制碱法的实质就是利用NaHCO3溶解度比其他物质小的原理则A说法正确；析出晶体后的溶液确定为该物质的饱和溶液则C说法错误纯碱是NaCO的俗名而NaHCO的俗名是小苏打，则B说法正确；NHCl是一种可用作氮肥的副产品，D说法正确。2．以以下图是侯氏制碱法在试验室进展模拟试验的生产流程示意图，则以下表达正确的选项是( 42 3 A．A气体是CO2，B气体是NH3B．第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2OC．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异D．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶答案C解析侯氏制碱法中应先在饱和食盐水中通入NH3再通入CO2CO2在饱和食盐水中的溶解度很小，先通入NH3

使食盐水显碱性，能够吸取大量CO2

气体，产生高浓度的HCO－，3才能析出NaHCO33

晶体。酸氢钠固体：NaCl＋NH＋CO＋HO===NaHCO↓＋NHCl。据此，我国精彩的化学家侯德3 2 2 3 4榜设计出了生产纯碱的方法：饱和NaCl3NaHCONaCO，②通CO 3 2 32这种方法被人们称为侯氏制碱法。试答复以下问题：写出由碳酸氢钠固体制碳酸钠的化学方程式：。假设碳酸钠固体中混有碳酸氢钠固体，应如何除去？ 写出方法)；假设碳酸氢钠溶液中混有碳酸钠溶液应如何除去？ 写出化学方程式)。答案(1)2NaHCONaCO＋HOCO↑3 2 3 2 232(2)加热Na2CO＋H32

O＋CO

===2NaHCO↓23解析(1)NaHCO 固体受热简洁分解生成 NaCO，反响的化学方程式为 2NaHCO23

====3 2 3 32Na2CO3＋H2O＋CO↑。(2)NaHCO3固体受热简洁分解生成Na2CO3，Na2CO3固体中混有NaHCO3NaHCO3溶液中混有Na2CO3中通入过量二氧化碳气体。2侯氏制碱法的步骤如以以下图：试答复以下问题：假设上述的悬浊液是碳酸氢钠和氯化铵的混合液则Ⅰ和Ⅱ的总反响方程式为 。由这一反响可知氯化钠比碳酸氢钠的溶解度 。Ⅲ的操作叫 。Ⅳ的操作叫答案(1)NaCl＋NH＋CO＋HO===NaHCO↓＋NH

。Cl 大(2)过滤(3)灼烧3 2 2 3 433解析(1)从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出Ⅰ、Ⅱ的总反响方程式：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO↓＋NH4Cl。明显溶解度：NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出 NaHCO。(2)把不溶晶体与液体分别的方法称为过滤。 (3)Ⅳ的操作是对NaHCO3进展加热，使其分解，同时使挥发性物质气化而除去，该操作为灼烧。5．“索尔维制碱法”工艺流程如以下图，请答复以下问题：33向饱和氯化钠溶液中先通入 效果更好反响制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为 。2 3 索尔维制碱法除了得到纯碱外还会产生一种废渣 侯氏制碱法在此工艺上改进，不再使用碳酸钙制备CO，而是在制备NH的过程中制得CO，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了 ，此物质在农业上的用途是 2 3 答案(1)NH3 NaCl＋NH＋CO＋HO===NaHCO↓＋NHCl3 2 2 3 4(2)CaCl2 NH4Cl 作氮肥解析(1)由于氨气极易溶于水，所以向饱和NaCl溶液中先通入氨气，效果更好。反响制得3NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO↓＋NH4Cl。3(2)依据原子守恒可知反响后还有氯化钙生成。依据方程式NaClNH3CO2＋3H2O===NaHCO↓＋NH4Cl可知侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得氯化铵。铵盐在农业上3可作氮肥。6．纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业进展的需要，纯碱的化学式为 。性气味的气体，其分子构造示意图为，该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾，腐蚀金属1791年，“路布兰制碱法”取得专利。该方法以硫酸、氯化钠、木炭、白垩石(主要成分为碳酸钙)为原料，但在2020性气味的气体，其分子构造示意图为，该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾，腐蚀金属设备该酸雾腐蚀金属铁的化学方程式为 。(3)1861年，“索尔维制碱法”问世该方法是在用氯化钠溶液吸取两种工业废气时意外觉察的，反响后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱氯化钠溶液吸取的两种气体为 (填字母)。A．Cl2C．SO2

B．NH3D．CO2(4)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立，是“索尔维制碱法”的改进，大大提高了原料的利用率，至今仍为全世界广泛承受。用如以下图装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。当观看到B中消灭浑浊时停顿加热A中发生反响的化学方程式 将A试管冷却至室温，向其中参与稀盐酸，充分反响后测得溶液的pH＝5，则该溶液中含有的溶质为 。答案(1)NaCO (2)F＋2HCl===FeCl＋H↑(3)BD (4)2NaHCO===NaCO＋H＋2 3 2 2 3 2 3 22CO↑HCl和NaCl2解析(1)纯碱的化学式为Na2CO3。依据浓盐酸有挥发性，挥发出一种无色、有