侯氏联合制碱法(知识材料)
侯氏制碱法原理
侯氏制碱法原理
制碱法是以食盐、氨、二氧化碳作为原料，利用这些原料之间在一定条件下发生的化学反应生成纯碱的办法，最有代表性的有氨碱法和联合制碱法。
比利时人索尔维发明了以食盐、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）。
氨碱法的优点是：原料(食盐和石灰石)便宜，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。
侯氏制碱法，是氨碱法和合成氨两种工艺的联合，所以也叫联合制碱法。
这种方法提高了生产率，打破了外国垄断，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。
为世界制碱工业作出了突出贡献，在学术界获得了相当高的评价。
在侯氏制碱法中，先通氨气的目的是为了使水碱化，增大二氧化碳在水中的溶解度，这样可以提高原材料利用率。
【知识解析】体会侯氏制碱法的创新
体会侯氏制碱法的创新1 知识准备（1）创新背景我国化学工业实业家范旭东最初将制碱厂设在天津塘沽，塘沽靠海，原料食盐容易获得。
1937年，卢沟桥事变后不久，日军攻占天津，制碱厂被迫停产。
范旭东、侯德榜等将工厂迁至四川。
四川没有廉价的海盐，只能使用从深井中吊上来的低浓度“井盐水”。
索尔维法的食盐利用率低，只有72％～74％，使生产成本很高，这也导致中国的纯碱工业陷入困境。
根据当时的实际情况，侯德榜创造性地提出了侯氏制碱法。
（2）氯化铵在不同温度下的溶解度（必备知识）2 侯氏制碱法（联合制碱法）（1）原料：食盐、氨气和二氧化碳二氧化碳由合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气提供：C＋H2O（g）CO＋H2CO＋H2O（g）CO2＋H2（2）工艺流程图3－5－7 侯氏制碱法工艺流程图①第一个过程与索尔维制碱法相同：将氨气通入饱和食盐水制成氨盐水，再向氨盐水中通入二氧化碳来获得碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3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。
②第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中沉淀出氯化铵晶体，回收氯化钠溶液循环利用。
由于常温下氯化铵的溶解度比氯化钠的大，而低温下氯化铵的溶解度则比氯化钠的小，且氯化铵在氯化钠的浓溶液中的溶解度要比在水中的溶解度小得多，所以在低温条件下，向滤液中通入氨气，并添加食盐进行“盐析”，可以使氯化铵沉淀析出，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，可回收循环利用。
（3）侯氏制碱法的创新之处①突出优点：侯氏制碱法的食盐利用率可达98％，大大提高了原料（NaCl）的利用率，不产生无用的CaCl2。
②实现大规模联合生产，降低成本。
利用一个厂的废料作为另一个厂的主要原料。
如合成氨厂的废料CO2可以作为制碱厂的主要原料，制碱厂无用的Cl－可以代替价格比较昂贵的硫酸来固定氨，制成氮肥，降低了成本，提高了综合经济效益。
侯氏制碱法
侯氏制碱法NH3与H20和CO2反应生成一分子的NH4HCC3，这是第一步。
第二步是：NH4HCQ与NaCI 反应生成一分子的NH4CI和NaHCQ沉淀。
根据NH4CI在常温时的溶解度比NaCI大，而在低温下却比NaCI 溶解度小的原理，在278K〜283K（5 C〜10 C ）时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4CI单独结晶析出供做氮肥。
侯氏制碱法化学原理总反应方程式：NaCI + CO +NH3+H20=NaHCO J +NH4CI （可作氮肥）2NaHC03=Na2C03+H20+CQ f （C02循环使用）（以加热作为反应条件）（在反应中NaHCQ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：①NaCI（饱和溶液）+NH3 （先加）+H20 （溶液中）+C02 （后加）=NH4CI+NaHCQ J （NaHCQ 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CC2：CC2在NaCI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CC2气体，产生高浓度的HCC3-,才能析出NaHCC3晶体。
）2NaHCC3 （加热）=Na2CO3+H2O+CQ f侯氏制碱法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 %; NH4CI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CQ，革除了CaCO制CC2这一工序，减少可能造成的环境污染。
两个循环：一: 2NaHCO s=Na2CQ+H2O+CQ f （CQ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NH4CI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NaCI,使得NH4CI沉淀。
过滤后，得到较纯净的NH4CI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NaCI，使得NH4CI沉淀。
侯式制碱法原理和简单流程
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： 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 将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体再加热，制得纯碱产品：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：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。
CO 2Na 2CO 3X 食盐水循环II循环I 母液NH 4Cl煅烧炉 合成氨厂 沉淀池NH 3NH 3 食盐细粉Z冷却至10℃以下，过滤联碱法（候氏制碱法）生产流程示意图CO 2Na 2CO 3X 食盐水，NH 3母液煅烧炉煅烧沉淀池CaOY排出液W循环II循环I氨碱法生产流程示意图石灰石三、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。
侯氏制碱法考点笔记
侯氏制碱法考点笔记
1.侯氏制碱法简介
侯氏制碱法是一种传统的制碱工艺，使用天然的石灰石和食盐，通过高温反应制取氢氧化钠。
该工艺具有生产成本低、原材料易得等优点，在全球范围内一直被广泛使用。
2.侯氏制碱法的原理
侯氏制碱法的原理是通过将石灰石（CaCO3）和食盐（NaCl）制成粉末后混合在一起，加热到高温（约800℃），使其发生
化学反应生成氯化钙（CaCl2）、气态二氧化碳（CO2）和氢
氧化钠（NaOH）。
CaCO3+2NaCl→CaCl2+Na2CO3
Na2CO3+CaCO3→2NaOH+2CO2
3.侯氏制碱法的优缺点
侯氏制碱法的主要优点包括：
（1）原料成本较低，特别是对于一些资源丰富的国家和地区，比如中国；
（2）生产工艺相对简单，易于掌握；
（3）生产规模可根据需求进行扩大，适合中小型企业生产。
其主要缺点包括：
（1）该工艺产生大量的二氧化碳，对环境造成不良影响；
（2）生产过程中也同时产生大量氯化钙固体废弃物，需要进行处理；
（3）生产过程的能源消耗较高，长期来看成本相对较高。
4.侯氏制碱法的应用
侯氏制碱法广泛应用于纺织、造纸、印染、玻璃、化肥、食品加工等行业，尤其是在以工业碱为原料的化学工业中。
此外，它还可以用于中药生产中的炮制过程。
2017届高考化学阅读1 侯氏制碱法简介
2017届化学高考阅读资料（一）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年发明的。
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氨气时的废气。
该法是索尔维制碱法的改进，提高食盐利用率，,缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本，克服了氨碱法的不足，曾在全球享有盛誉，得到普遍采用。
变换气制碱的联碱工艺是我国独创，具有显著的节能效果，侯氏制碱法对我国的化学工业做出了巨大贡献，在世界上也享有盛誉。
1. 什么是纯碱纯碱(碳酸钠)化学式为Na2CO3,俗名纯碱,又称苏打、碱灰,是一种重要的化工基本原料,纯碱的用途很广,一般都是利用它的碱性。
它可用于制造玻璃,如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿;还可利用脂肪酸与纯碱的反应制肥皂;在硬水的软化、石油和油类的精制、冶金工业中脱除硫和磷、选矿、以及铜、铅、线、锡、铀、绍等金属的制备、化学工业中制取钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗漆剂、催化剂及染料等均要用到它,在陶瓷工业中制取耐火材料和釉也要用到纯碱。
纯碱是重要的化工原料之一,用于制化学品、清洗剂、洗漆剂、也用于照相术和制医药品。
绝大部分用于工业,一小部分为民用。
在工业用纯碱中,主要是轻工、建材、化学工业,约占三分之二;其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。
2.纯碱生产的历史纯碱是人类最早制取和使用的化学物质之一。
7000多年以前,天然的碳酸钠首先是从幼发拉底河边生长的花的灰跟中提取的。
大约5500年以前埃及人也开始用一种从湖水蒸发中提取的天然纯碱，生产装饰玻璃和作为铅酸硅砂聚和肥皂的一种成份。
当人们从海藻类植物的灰中提取丰富的钠碱时，也从木材灰中得到了丰富的钾碱。
用天然植物生产钾碱的方法一直延续到1870年，德国JP始采含钾盐矿才结束。
1790年获得专利权的路布兰制碱法是人类历史上第一个大规模化学制碱法。
索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)---精品资料
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。
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
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
揭秘联合制碱法
揭秘联合制碱法河南 郭海伦联合制碱法是我国化学家侯德榜先生于40年代研究成功的制碱新工艺，又称“侯氏制碱法”。
与氨碱法相比，联合制碱法工艺进步了很多。
此法保持了氨碱法的优点，消除了它的缺点，一方面使食盐的利用率提高到96%，另一方面生产出的氯化铵可作氮肥。
是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法。
具体流程如下：第一步：将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和后，在加压下通入二氧化碳(CO 2由CaCO 3分解而来)，由于碳酸氢钠溶解度较小而析出，即NaCl(饱和) +NH 3+H 2O+CO 2==NH 4Cl+NaHCO 3↓。
第二步：将析出的碳酸氢钠晶体煅烧，即可制得碳酸钠。
2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑。
让我们一起分析一下侯氏制碱法的内在原理。
第一步其实是这样两步反应：①NH 3+H 2O+CO 2==NH 4HCO 3 ；②NH 4HCO 3+NaCl== NH 4Cl+ NaHCO 3↓。
在①中，为了让生成的碳酸氢钠尽可能多，氨气在水中的溶解应该达到饱和状态；而二氧化碳原来在水中溶解的并不多，但是由于氨气在水中溶解性大，且氨水呈碱性，故饱和的氨水可以吸收更多的二氧化碳气体。
下面是氯化铵和碳酸氢钠的溶解度对照表：根据表格数据分析，通常情况下易溶于水的碳酸氢钠大量析出而氯化铵不析出的原因是：在②中每生成53.5份质量的氯化铵同时会生成84份质量的碳酸氢钠，而碳酸氢钠的溶解度较小，所以会形成沉淀。
（思考一下：把碳酸氢钠沉淀过滤以后，滤液中主要存在的离子有哪些？）由于氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温时却比氯化钠溶解度小，在较低的温度下向滤液中加入磨细的食盐粉末，可使氯化铵单独结晶出来。
在第二步中，生成的碳酸钠就是我们俗称的纯碱，可用于制烧碱、制发酵粉、洗涤剂等。
最后，我们可以总结出联合制减法的优缺点。
优点：①原料利用率高。
实验利用率可达96~97%。
②省掉了氨碱法中的石灰石与焦炭两种原料。
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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。
原理：低温时，氯化铵的溶解度低于氯化钠的溶解度，而由于之前加入氯化钠（氨气）使得氯离子（铵根离子）浓度提高，所以再根据勒夏特列原理，氯化铵将最先析出。
不足之处
侯氏联合制碱法也存在不足。
较氨碱法而言，它的用氨量较大，在有些情况下不适用
黑火药
黑火药着火时，发生如下化学反应：
2KNO3+ S + 3C ==== K2S + N2↑+ 3CO2↑
硝酸钾分解放出的氧气，使木炭和硫磺剧烈燃烧，瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体。
由于体积急剧膨胀，压力猛烈增大，于是发生了爆炸。
据测，大约每4克黑火药着火燃烧时，可以产生280升气体，体积可膨胀近万倍。
在有限的空间里，气体受热迅速膨胀引起爆炸。
在爆炸时，固体生成物的微粒分散在气体里，所以产生大量的烟。
由于爆炸时有K2S固体产生，往往有很多浓烟冒出，因此得名黑火药。
黑火药属民用爆炸物品,爆燃瞬间温度可达1000℃以上,破坏力极强。
黑火药敏感性强,易燃烧,火星即可点燃。
黑火药的燃烧的产物大部分是二氧化碳和水，还有氮氧化物，还有少量CO、K2CO3、K2SO4和K2S2等，生成物中有许多固体物质残渣。
影响淀粉与碘作用的几种因素
1、温度的影响：随着温度的升高，淀粉溶液与碘显色的灵敏度降低，且当温度高于45℃时此显色反应现象几乎看不到，这是因为直链淀粉与碘显色的实质是直链淀粉的螺旋状圆柱刚好能容纳碘分子的钻入，并受范德华引力吸引而形成络合物,加热时络合物离解，碘分子从络合物中脱下，所以蓝色褪去，而冷却后，脱下来的碘分子又逐渐与淀粉结合而再显蓝色。
2、酸度的影响：在不同的pH值溶液中显色情况是不同的,淀粉与碘的蓝色反应在pH=3~5的弱酸性溶液中进行最灵敏，在pH<8的弱碱性溶液中次之，在强酸性溶液中,反应呈现蓝紫色，在pH>9的碱性溶液中不显色。
发生上述不同显色反应的原因是：淀粉在强酸中会水解，产生糊精等，糊精和碘分子作用呈现红色，因而生成物呈现蓝紫色；在强碱性溶液中，碱将歧化成次碘酸盐和碘化物，基本无单质碘的存在，因而不显色;在弱酸性溶液中，碘基本不参与歧化反应，所以单质碘数量多，有利于与淀粉结合，故显色反应比较明显。