2024年高考化學侯氏制堿法的原理復習和注意事項

2024年高考化學侯氏制堿法的原理復習和注意事

項

侯氏制堿原理

1.制備原理：

侯氏制堿法是依據(jù)離子反應發(fā)生的原理進行的，離子反應

會向著離子濃度減小的方向進行（實質為勒夏特列原

理）.制備純堿（Na2co3）,主要利用NaHCO3在溶液中

溶解度較小，所以先制得NaHCCh,再利用碳酸氫鈉不穩(wěn)

定性分解得到純堿。

要制得碳酸氫鈉就要有大量鈉離子和碳酸氫根離子，所以

就在飽和食鹽水中通入氨氣，形成飽和氨鹽水，再向其中

通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的鈉離子、俊根離

子、氯離子和碳酸氫根離子，這其中NaHCCh溶解度最

小，所以析出，其余產品處理后可作肥料或循環(huán)使用.

2.化學反應原理：

侯氏制堿法原理（又名聯(lián)合制堿法）

NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl=NaHCO3i+NH4Cl（在反應中NaHCO3

沉淀，所以這里有沉淀符號）

總反應方程式:

NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3i+NH4Cl

2NaHCC）30Na2cO3+H2O+CO2T（CO2循環(huán)使用）

注意:

NaCl（飽和溶液）+NH3（先加）+H20（溶液中）+C02

（后加）=NH4Cl+NaHCO3i（溶解度一般，因為不斷添加

原料達到溶液飽和才沉淀）

（先添加NH3而不是C02：CO2在NaCl中的溶解度很

小，先通入NH3使食鹽水顯堿性，能夠吸收大量C02氣

體，產生高濃度的HCCh-,才能析出NaHCCh晶體.）

3.侯氏制堿法的優(yōu)點：

保留了氨堿法的優(yōu)點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率

提高到96%；NH4cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合

成氨的原料氣CO轉化成CO2,革除了CaCCh制CO2這一

工序.

侯氏制堿法又稱聯(lián)合制堿法，是我國化學工程專家侯德榜

于1943年創(chuàng)立的。不僅對我國的化學工業(yè)做出了巨大貢

獻，在世界上也享有盛譽。

值得注意的是:

“侯氏制堿法“中所制得的“堿”并不是我們熟知的——"燒

堿“氫氧化鈉NaOH,而是------"純堿“Na2co3。這里就

需要另外一種工業(yè)上常見的“工業(yè)制燒堿法”進行區(qū)別了

工業(yè)制堿法

工業(yè)制燒堿有苛化法和電解法

一、純堿苛化法：

將純堿、石灰分別經(jīng)化堿制成純堿溶液、石灰制成石灰

乳，于99?101℃進行苛化反應，苛化液經(jīng)澄清、蒸發(fā)濃

縮至40%以上，制得液體燒堿.將濃縮液進一步熬濃固

化，制得固體燒堿成品.苛化泥用水洗滌，洗水用于化

堿.

Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3；

操作②結晶

生石灰斗A雪麻f濾液B-----?------?固體燒堿

清清

應血?①「廢泥

—A夜酒---------"rW....

洗滌、過加-君5維

二、電解法:

1、電解法簡介：

工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、CI2和

H2，并以它們?yōu)樵仙a一系列化工產品，稱為氯堿工

業(yè).氯堿工業(yè)是最基本的化學工業(yè)之一，它的產品除應用

于化學工業(yè)本身外，還廣泛應用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶

金工業(yè)、石油化學工業(yè)以及公用事業(yè).

2、電解飽和食鹽水反應原理：

2NaCl+2H2O，l2T+Cl2T+2NaOH

因為NaCl是強電解質，在溶液里完全電離，水是弱電解

質，也微弱電離，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、0H-

四種離子.當接通直流電源后，帶負電的0H-和C1-向陽極

移動，帶正電的Na+和H+向陰極移動.C1-比0H-更易失

去電子，在陽極被氧化成氯原子，氯原子結合成氯分子放

出，使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浫芤鹤兯{.H+比Na+容易得到電

子，因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子，并結

合成氫分子從陰極放出.在上述反應中，H+是由水的電離

生成的，由于H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出，

破壞了附近的水的電離平衡，水分子繼續(xù)電離出H+和OH-

，H+又不斷得到電子變成H2,結果在陰極區(qū)溶液里OH-

的濃度相對地增大，使酚酬試液變紅.

C12H2

因此：

陽極反應：2C1-2e=ChT（氧化反應）

陰極反應：2H++2e-=H2T（還原反應）

工業(yè)上利用這一反應原理，制取燒堿、氯氣和氫氣.

3、電解設備一離子交換膜電解槽.

（1）離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、

電解槽框和導電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽

串聯(lián)或并聯(lián)組成.電解槽的陽極用金屬鈦制成；陰極由碳

鋼網(wǎng)制成.

（2）陽離子交換膜的作用：①把電解槽隔為陰極室和陽極

室；②只允許Na+通過，而Cl-、0H-和氣體則不能通過.

這樣，既能防止生成的H2和C12相混合而發(fā)生爆炸，又能

避免C12進入陰極區(qū)與NaOH溶液作用生成NaClO而影響

燒堿的質量.

易錯題解析

下列關于氨堿法（索氏）和聯(lián)合制堿法（侯氏）說法錯誤

的是（）

A.兩者的原料來源相同

B.兩者的生產原理相同

C.兩者對食鹽利用率不同

D.兩者最終產品都是Na2cCh

【解答】

解：A.氨堿法：以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經(jīng)燃燒生成

生石灰和二氧化碳）、氨氣為原料，聯(lián)合制堿法：以食

鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來自合成氨廠用水煤氣

制取氫氣時的廢氣）為原料，兩者的原料來源不相同，故

A錯誤；

B.氨堿法其化學反應原理是：NH3+CO2+H2O+NaCl（飽

和）=NaHCO3；+NH4Cl,聯(lián)合制堿法：包括兩個過程：第

一個過程與氨堿法相同，將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽

水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，經(jīng)過濾、洗滌得

NaHCCh微小晶體，再燃燒制得純堿產品，第二個過程是

從含有氯化俊和氯化鈉的濾液中結晶沉淀出氯化俊晶