2023年高考化学侯氏制碱法的原理复习和注意事项.pdf

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1、2023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.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NaHCO3,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，

2、在 溶 液 中 就 有 了 大 量 的 钠 离 子、镂根 离 子、氯 离 子 和 碳 酸 氢 根 离 子，这 其 中 NaHCO3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=NH4HCO3NH4HCO3+NaCI=NaHCO3i+NH4CI（在反应中 NaHCO3沉 淀，所 以 这 里 有 沉 淀 符 号）总 反 应 方 程 式：NaCI+CO2+H2O+NH3=NaHCO31+NH4cl2NaHCO3 Na2cO3+H2O+CO2T（CO2 循 环 使 用）注 意

3、：NaCI（饱 和 溶 液）+NH3（先 加）+H20（溶 液 中）+C02（后力口）=NH4CI+NaHCO3j（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 CO2：CO2在 NaCI中 的 溶 解 度 很 小，先 通 入 N H 3使 食 盐 水 显 碱 性，能 够 吸 收 大 量 C 02气 体，产 生 高 浓 度 的 HC03，才 能 析 出 NaHC03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%；NH4 c l

4、可 做 氮 肥；可 与 合 成 氨 厂 联 合，使 合 成 氨 的 原 料 气 C O 转 化 成 C02,革除了 CaCO3制 C 02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 N a O H,而 是.”纯碱N a2C O 3o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

5、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 99101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+CaCO3i生 石 灰 斗4强+X纯 碱-L速液B反应池渣清濠查固体烧碱二、电解 法：1、电 解 法 简 介：工 业 上 用 电 解 饱 和 NaCI溶 液 的 方 法 来 制 取 NaOH、Cl2和 H 2,并 以 它 们

6、 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：2NaCI+2H2。矍H2T+CI2T+2NaOH因 为 N aC I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+、C l-、0H-四 种 离 子.当 接 通 直 流 电 源 后，带 负 电 的 0H-

7、和 CI-向阳极 移 动，带 正 电 的 Na+和 H+向 阴 极 移 动.C I-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 H 2放 出，破 坏 了 附 近 的 水 的 电 离 平 衡，水分子继续电离 出 H+和 0H-,H+又 不 断 得 到 电 子 变

8、成 H 2,结果在阴极 区 溶 液 里0H-的 浓 度 相 对 地 增 大，使酚醐试液变红.C12 H2I阳离子交换膜I精制饱和食盐水 水（攵 石 露 除因 此：阳 极 反 应：2 c-2e-=C12T（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

9、 成；阴极由碳钢网制成.（2）阳 离 子 交 换 膜 的 作 用：把电解槽隔为阴极室和阳极 室；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H 2和CI2相 混 合 而 发 生 爆 炸，又 能 避 免C I2进 入 阴 极 区 与NaOH溶 液 作 用 生 成NaCIO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 Na2

10、co3【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+NaCI（饱和）=NaHCO3i+NH4C I,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 NaHC03微 小 晶 体，再 煨 烧 制 得 纯 碱 产 品，第二个过 程 是 从 含 有 氯 化 筱 和 氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化车安晶体，故 B 正 确；C.氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%74%；联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高 到 96%以上，故 C 正 确；D.氨 碱 法（索 氏）和 联 合 制 碱 法（侯 氏）两者最终产品都 是 Na2co3，故 D 正 确。【答 案】：A