侯氏制堿法精品課件培訓(xùn)資料

1、2011侯氏制堿法制玻璃制玻璃制制 皂皂造造 紙紙紡織等紡織等 純堿的應(yīng)用純堿的應(yīng)用析出小蘇打的母液里加入消石灰，使析出小蘇打的母液里加入消石灰，使氨循氨循環(huán)使用環(huán)使用2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O把小蘇打在把小蘇打在250下焙燒以制得碳酸鈉，下焙燒以制得碳酸鈉，二二氧化碳氧化碳循環(huán)使用；循環(huán)使用； NaHCO3 = CO2 + Na2CO3+ H2O 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：CaCl2大量，用途不大；大量，用途不大；NaCl利用率利用率72%-74%,留在母液中留在母液中產(chǎn)品質(zhì)量純凈產(chǎn)品質(zhì)量純凈 1 1）飽和食鹽水要先氨化，再通入二氧化碳的原因）飽和食鹽水要先氨化，再通入二

2、氧化碳的原因是：是：在這個(gè)生成在這個(gè)生成NaHCONaHCO3 3過程中，兩步相關(guān)的化學(xué)方程過程中，兩步相關(guān)的化學(xué)方程式是：式是：2 2）在析出）在析出NaHCONaHCO3 3的母液中加入生石灰時(shí)，發(fā)生反的母液中加入生石灰時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：應(yīng)的化學(xué)方程式是：NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NHO=NH4 4HCOHCO3 3; ; NHNH4 4HCOHCO3 3+NaCl=NaHCO+NaCl=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClClCaO+2NHCaO+2NH4 4Cl=CaClCl=CaCl2 2+2NH+2NH3 3+H+H2 2O ONHNH3 3比比

3、COCO2 2溶解度大，先使氨飽和有利用于溶解度大，先使氨飽和有利用于COCO2 2吸收吸收問題問題19211921年年1010月侯德榜在美國獲得博士學(xué)位，為了創(chuàng)月侯德榜在美國獲得博士學(xué)位，為了創(chuàng)建中國的制堿工業(yè)，受愛國實(shí)業(yè)家范旭東之聘請，建中國的制堿工業(yè)，受愛國實(shí)業(yè)家范旭東之聘請，毅然從毅然從啟程回國，決心自己開發(fā)制堿新工藝，啟程回國，決心自己開發(fā)制堿新工藝，經(jīng)過經(jīng)過600600多次研究實(shí)驗(yàn)，分析了多次研究實(shí)驗(yàn)，分析了20002000多個(gè)樣品，歷時(shí)多個(gè)樣品，歷時(shí)5 5年，于年，于19421942年發(fā)明了氨堿法與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)的改年發(fā)明了氨堿法與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)的改進(jìn)工藝，被命名為進(jìn)工藝，被命名

4、為“聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法”也叫也叫“侯氏制堿侯氏制堿法法”從而開創(chuàng)了世界制堿工業(yè)的新紀(jì)元。從而開創(chuàng)了世界制堿工業(yè)的新紀(jì)元。凡是黃頭發(fā)藍(lán)凡是黃頭發(fā)藍(lán)眼睛的人能辦眼睛的人能辦到的到的,我們黑我們黑頭發(fā)黑眼睛的頭發(fā)黑眼睛的人也一定能辦人也一定能辦到。到。紅三角牌純堿紅三角牌純堿 向飽和食鹽水中通入過量的向飽和食鹽水中通入過量的NH3和和CO2。NaCl + NH3 + CO2 + H2O= NH4Cl + NaHCO3 再將所得再將所得NaHCO3焙燒制得純堿焙燒制得純堿2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2 侯德榜制堿法（聯(lián)堿法）侯德榜制堿法（聯(lián)堿法）1、原料：、原料：NaCl、

5、NH3、CO2（焦碳、空氣、水）（焦碳、空氣、水）2、反應(yīng)原理：、反應(yīng)原理：向析出小蘇打的母液中加入研細(xì)的向析出小蘇打的母液中加入研細(xì)的NaClNaCl，并，并通入氨氣，還得到另一產(chǎn)品通入氨氣，還得到另一產(chǎn)品NHNH4 4ClCl固體，可用作固體，可用作化工原料和化肥使用。化工原料和化肥使用?？s短了生產(chǎn)流程，縮短了生產(chǎn)流程，減少無大用途的減少無大用途的CaCl2CaCl2母液母液3、生產(chǎn)流程：、生產(chǎn)流程：飽和食鹽水通入通入NH3飽和氨化食鹽水通入通入CO2析出析出NaHCO3Na2CO3CO2+循環(huán)循環(huán)母液母液加入食鹽細(xì)粒加入食鹽細(xì)粒析出析出NH4Cl循環(huán)循環(huán)加加CaOCaCl2(廢渣廢渣)N

6、H3廢液廢液循環(huán)循環(huán)索爾維法索爾維法通氨氣通氨氣冷卻、冷卻、過濾、過濾、洗滌、洗滌、干燥干燥運(yùn)用離子反應(yīng)的知識解釋氨堿法原理運(yùn)用離子反應(yīng)的知識解釋氨堿法原理（1）通入氨氣和二氧化碳后的溶液中哪些）通入氨氣和二氧化碳后的溶液中哪些溶質(zhì)離子大量存在？溶質(zhì)離子大量存在？ （2）Na+、NH4+ 、CI-、 HCO3-四種離子可四種離子可以大量共存嗎？它們可以組成集中物質(zhì)？以大量共存嗎？它們可以組成集中物質(zhì)？ NaCl NH4HCO3 NaHCO3NH4Cl（3）為什么能夠得到碳酸氫鈉固體呢？）為什么能夠得到碳酸氫鈉固體呢？Na+、NH4+ 、CI-、 HCO3-溶解度數(shù)據(jù)溶解度數(shù)據(jù)NaClNH4HC

7、O3NaHCO3NH4Cl3036.327.011.141.1NaHCO3Na2CO33011.150.54012.748.56016.446.4（3）為什么能夠得到碳酸氫鈉固體呢？）為什么能夠得到碳酸氫鈉固體呢？ 碳酸氫鈉溶解度小。碳酸氫鈉溶解度小。（4）：析出碳酸氫鈉后的母液中還存在哪些離子？）：析出碳酸氫鈉后的母液中還存在哪些離子？哪些離子的數(shù)目發(fā)生了較大變化？哪些離子的數(shù)目發(fā)生了較大變化？ 還有、還有、NH4+ 、CI-， Na+ 、HCO3-濃度減小濃度減小。（5）向母液中加入研細(xì)的氯化鈉后，為什么會(huì)析）向母液中加入研細(xì)的氯化鈉后，為什么會(huì)析出固體氯化銨呢？出固體氯化銨呢？NH4Cl

8、NaCl10203040501020304050600溫度溶解度圖圖 同離子效應(yīng)同離子效應(yīng) 降溫度溶解降溫度溶解度小度小討論：討論： “侯氏制堿法侯氏制堿法”與與“索爾維制堿法索爾維制堿法”的主的主要不同在母液的處理上。要不同在母液的處理上。1、 “侯氏制堿法侯氏制堿法”采取了怎樣的方式對母采取了怎樣的方式對母液進(jìn)行處理？從化學(xué)原理上分析采取這些液進(jìn)行處理？從化學(xué)原理上分析采取這些處理措施的原因。處理措施的原因。（1）向母液中加食鹽細(xì)粒）向母液中加食鹽細(xì)粒（3）降溫至）降溫至5 左右左右（2）向母液中通氨氣）向母液中通氨氣2、符合現(xiàn)在提倡的、符合現(xiàn)在提倡的“綠色化學(xué)的要求：綠色化學(xué)的要求：提高

9、提高了原料（了原料（NaCl）的利用率，不產(chǎn)生無用的）的利用率，不產(chǎn)生無用的CaCl2。3、體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性：、體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性：利用一個(gè)利用一個(gè)廠的廢料，作為另一個(gè)廠的主要原料。如合廠的廢料，作為另一個(gè)廠的主要原料。如合成氨廠的廢料成氨廠的廢料CO2，可以作為堿廠的主要原，可以作為堿廠的主要原料；堿廠無用的料；堿廠無用的Cl-，可以代替價(jià)格比較昂貴，可以代替價(jià)格比較昂貴的硫酸用來固定氨，制成氮肥的硫酸用來固定氨，制成氮肥。降低了成本，降低了成本，提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益鞏固與提高：鞏固與提高：1862年比利時(shí)人索爾維以年比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、N

10、H3和和H2O為主要原料，制得純凈的碳酸鈉，叫索爾維制為主要原料，制得純凈的碳酸鈉，叫索爾維制堿法。其主要操作是：堿法。其主要操作是：在氨化飽和食鹽水中通在氨化飽和食鹽水中通入二氧化碳，制得小蘇打；入二氧化碳，制得小蘇打；把小蘇打在把小蘇打在250下下焙燒以制得碳酸鈉，二氧化碳循環(huán)使用；焙燒以制得碳酸鈉，二氧化碳循環(huán)使用；析出析出小蘇打的母液里加入生石灰，使氨循環(huán)使用。閱小蘇打的母液里加入生石灰，使氨循環(huán)使用。閱讀上述材料，回答以下問題：讀上述材料，回答以下問題：1）飽和食鹽水要先氨化，再通入二氧化碳的原因）飽和食鹽水要先氨化，再通入二氧化碳的原因是是_在這個(gè)生成在這個(gè)生成NaHCO3過程中，

11、兩步相關(guān)的化學(xué)方程過程中，兩步相關(guān)的化學(xué)方程式是：式是：_NH3+CO2+H2O NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl NaHCO3+NH4ClNH3比比CO2溶解度大，先使氨飽和有利于溶解度大，先使氨飽和有利于CO2吸收吸收2）在析出）在析出NaHCO3的母液中加入生石灰時(shí)，發(fā)生的母液中加入生石灰時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。3）我國著名的科學(xué)家侯德榜于）我國著名的科學(xué)家侯德榜于1940年沖破了年沖破了“索索爾維法爾維法”技術(shù)封鎖，并加以改進(jìn)，在析出小蘇打技術(shù)封鎖，并加以改進(jìn)，在析出小蘇打的母液中加入食鹽，使氯化銨晶體析出，析出氯的母液中加入食鹽，使氯化銨晶體析出，析出

12、氯化銨的母液再通入氨氣進(jìn)行氨化，循環(huán)使用，這化銨的母液再通入氨氣進(jìn)行氨化，循環(huán)使用，這便是舉世聞名的便是舉世聞名的“侯氏制堿法侯氏制堿法”。你認(rèn)為侯氏制。你認(rèn)為侯氏制堿法與索爾維制堿法相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：堿法與索爾維制堿法相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：CaO+2NH4Cl CaCl2+2NH3+H2O少用一個(gè)原料少用一個(gè)原料CaO；減少無大用途的；減少無大用途的CaCl2；增加了可作；增加了可作化肥或化工原料的化肥或化工原料的NH4Cl；NaCl得到充分利用。得到充分利用。 根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室制備純堿根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室制備純堿的主要步驟是：將配制好的飽

13、和的主要步驟是：將配制好的飽和NaCI溶液倒入燒杯中加熱，溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在控制溫度在3035，攪拌下分批加入研細(xì)的，攪拌下分批加入研細(xì)的NH4HCO3 固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過濾得分鐘，靜置、過濾得NaHCO3 晶體，用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)晶體，用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒兩小時(shí)，得到入蒸發(fā)皿中，灼燒兩小時(shí)，得到Na2CO3固體。固體。010 20 30 40 50 60 100 NaCI35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0

14、_NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4_NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3 35 NH4HCO3會(huì)有分解會(huì)有分解(1)反應(yīng)溫度控制在反應(yīng)溫度控制在3035，是因?yàn)槿舾哂?，是因?yàn)槿舾哂?5，則，則_；若低于若低于30則則_；為控制此溫度范圍，應(yīng)采取的加熱方法；為控制此溫度范圍，應(yīng)采取的加熱方法是是_。 （2）加料完畢后，繼續(xù)保溫）加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是分鐘，目的是_；只析出；只析出NaHCO3 晶體的原因是晶體的原因是_；用蒸餾水洗滌用蒸餾水洗滌NaHCO3 晶體的目的是除去晶體的目的是除去_雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）雜質(zhì)

15、（以化學(xué)式表示）（3）過濾所得母液中含有）過濾所得母液中含有_（以化學(xué)式（以化學(xué)式表示），需加入表示），需加入_，并做進(jìn)一步處理，使，并做進(jìn)一步處理，使NaCI溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收NH4Cl。 使反應(yīng)充分進(jìn)行使反應(yīng)充分進(jìn)行 NaHCO3的溶解度的溶解度最小最小 NaCl NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3加氯化鈉細(xì)粉、通氨氣加氯化鈉細(xì)粉、通氨氣 （4）測試純堿產(chǎn)品中）測試純堿產(chǎn)品中NaHCO3含量的方法是：含量的方法是：準(zhǔn)確稱取純堿樣品準(zhǔn)確稱取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加水溶解，加12滴

16、酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃滴酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃度為度為c（ mol/L）的）的HCl溶液滴定至溶液由紅色溶液滴定至溶液由紅色到無色（指示到無色（指示CO32+H+HCO3反應(yīng)的終反應(yīng)的終點(diǎn)），所用點(diǎn)），所用HCl溶液的體積為溶液的體積為V1 mL，再加，再加12滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCl溶液滴定至溶液溶液滴定至溶液由黃變橙，所用由黃變橙，所用HCl溶液總體積為溶液總體積為V2 mL。寫。寫出純堿樣品中出純堿樣品中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式：質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式： NaHCO3% = _。 NH4HCO3分解分解 反應(yīng)速率降低反應(yīng)速率降低 水浴水浴加熱加熱 使反應(yīng)充分進(jìn)

17、行使反應(yīng)充分進(jìn)行 NaHCO3的溶解度最的溶解度最小小 NaCl NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 我國制堿專家侯德榜先生潛心研究制堿技術(shù)，我國制堿專家侯德榜先生潛心研究制堿技術(shù)，發(fā)明了發(fā)明了 侯氏制堿法侯氏制堿法 。制堿過程中重要的一步。制堿過程中重要的一步反應(yīng)為：反應(yīng)為：NaCl +CONaCl +CO2 2 +NH +NH3 3 +H +H2 2O = NaHCOO = NaHCO3 3 +NH+NH4 4ClCl。某同學(xué)根據(jù)以上反應(yīng)原理，正確設(shè)。某同學(xué)根據(jù)以上反應(yīng)原理，正確設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制堿裝置圖。根據(jù)其設(shè)計(jì)，計(jì)了實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制堿裝

18、置圖。根據(jù)其設(shè)計(jì)，請你參與合作解答以下問題。請你參與合作解答以下問題。（1）裝置）裝置A制取的氣體是：制取的氣體是： 裝置裝置F制取的氣體是：制取的氣體是：。（2）你建議的裝置連接順序?yàn)椋海┠憬ㄗh的裝置連接順序?yàn)椋?（3）裝置）裝置D中導(dǎo)管中導(dǎo)管7下端接一下粗的玻管的作用是：下端接一下粗的玻管的作用是： 。中間直導(dǎo)管的作用是中間直導(dǎo)管的作用是。（4）欲在裝置）欲在裝置D中能得到較多的碳酸氫鈉晶體析出，你認(rèn)為中能得到較多的碳酸氫鈉晶體析出，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)（包括試劑濃度、實(shí)驗(yàn)順序等）？實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)（包括試劑濃度、實(shí)驗(yàn)順序等）？ CO21、4、5、2、3、6/10、8、9、7NH3防止產(chǎn)生倒吸；防止產(chǎn)生倒吸；利于氣體吸收和排出未反應(yīng)的氣體，并利于氣體吸收和排出未反應(yīng)的氣體，并使使D中的壓強(qiáng)與外界相等中的壓強(qiáng)與外界相等所用食鹽水必須飽