侯氏制碱法

侯氏制碱法

其化学方程式可以归纳为以下三步反应。

(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(首先通入氨气，然后再通入二氧化碳）

(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（NaHCO3溶解度最小，所以析出。）

加热

(3)2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3热稳定性很差，受热容易分解）

且利用NH4Cl的溶解度,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。

侯氏制碱法的原理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。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体和难电离的物质生成。他要制纯碱（Na2CO3），就利用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，在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、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。

分析一下整个过程

原料是NH3和CO2以及食盐水

发生的反应为：NaCl + NH3 + CO2 +H2O → NaHCO3↓+ NH4Cl

进入沉淀池以后，得到NaHCO3进入煅烧炉，煅烧后得到Na2CO3和CO2，CO2进入循环II，所以X是CO2，沉淀池中的母液为食盐水、NH3、Na2CO3和NH4Cl的混合物

所以可以再次进入沉淀池，其中食盐水是循环利用的

NH4Cl通过食盐细粉的同离子效应而析出了

得到了铵肥，由于NH3被消耗了，所以需要再次补充氨气

所以侯氏制碱法中循环利用的是CO2和食盐水

好处是产生纯碱的同时，产生了铵肥，同时氯化钠的利用率比较高

索氏制碱法

分析一下整个流程：

原料也是NH3、NH3和食盐水

发生的反应为：NaCl + NH3 + CO2 +H2O → NaHCO3↓+ NH4Cl

CO2是由CaCO3煅烧得到的，产物同时还有CaO

在母液中含有的成分为NaCl、NH3、Na2CO3还有CaCl2等

其中排除液W包含CaCl2和NaCl

CaO和母液中的NH4Cl结合又生成了NH3

可以循环利用，即Y为NH3

主要区别：

索维尔制碱法===原料利用率低，有CaCl2副产物，几乎无用

和侯氏制碱法--原料利用率高，副产物NH4Cl,肥料

例1 1892年比利时人索尔维以NaCl 、CO 2、NH 3、H 2O 为原料制得了纯净的Na 2CO 3，该法又称氨碱法，其主要生产流程如下：

（1）从理论上看，循环生产是否需要再补充NH 3 。 （2）从绿色化学原料的充分利用的角度看，该方法有二个明显的缺陷是：

a ；

b 。

我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，创造了侯德榜制碱法又叫联碱法，生产流程可简要表示如下：

该法是将合成氨工厂生产的NH 3及副产品CO 2，再与饱和食盐水反应……。该法与氨碱法不同之处有二点： （3）① 。

② 。

（4）从理论上看，每再生产1mol Na 2CO 3，再补充的物质及其物质的量分别是 。

（1）不需要

（2）a ．氯化钠未能充分利用； b ．产生CaCl 2废弃物 （3）①将NH 4Cl 作为一种化工产品，不再生产NH 3循环使用；

② 对分离出NaHCO 3和NH 4Cl 后含NaCl 的溶液循环使用。 （4）补充2mol NaCl ；2mol NH 3；1 mol CO 2

例2 我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl 、NH 3、CO 2等为原料先制得NaHCO 3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3；NH 4HCO 3＋NaCl===NaHCO 3↓＋NH 4Cl ；2NaHCO 3=====△

Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 。 【探究实例】 Ⅰ.原理分析

碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________．

a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解

c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出

Ⅱ.实验探究

(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。

回答下列有关问题：

①乙装置中的试剂是____________；

②丁装置中稀硫酸的作用是____________；

③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。

(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。

①实验时，须先从______________管通入________________气体，再从________________管中通入________________气体。

②有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是

________________________________________________________________________。

(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析Ⅱ.(1)甲装置是CO2的发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的CO2气体中会含有HCl气体，乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体，所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁的作用是吸收多余的NH3，防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。

(2)实验时必须制取含氨的饱和NaCl溶液，然后使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，故先从a导管通入NH3，后从b导管通入CO2。己装置中有多孔球泡，增大CO2气体与溶液的接触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。

(3)此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠的方法：①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱溶液中通入过量CO2；③往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。

答案Ⅰ.cⅡ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液②吸收未反应的NH3③过滤(2)①a NH3b CO2②增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率