侯氏制碱法是由我国化学工程师侯德榜先生所发明的一种高效、低成本的制碱方法,打破了当时欧美对制碱业的垄断。
侯氏制碱法又称联合制碱法,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。原料是食盐水、氨气和二氧化碳。此方法提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本,克服了氨碱法的不足,曾在全球享有盛誉,得到普遍采用。
侯德榜是我国化学工业的奠基人、纯碱工业的创始人。他发明的“侯氏制碱法”使合成氨和制碱两大生产体系有机地结合起来,在人类化学工业史上写下了光辉的一页,在学术界也获得了相当高的评价。
问题1.在饱和食盐水中先通入氨气进行氨化,再通入二氧化碳,可制得小苏打。在生产过程中能否先向饱和食盐水中通入二氧化碳再通入氨气?饱和食盐水先进行氨化,再通入二氧化碳的原因是什么?写出发生反应的化学方程式。(素养角度——证据推理与模型认知)
提示:不能;使溶液形成碱性环境,以吸收更多的CO2而生成浓的NH4HCO3溶液,便于与NaCl生成小苏打晶体;NH3+CO2+H2O+NaCl
NaHCO3↓+NH4Cl。
问题2.根据侯氏制碱法原理,实验室制备纯碱(Na2CO3)的主要步骤是将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30～35 ℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入坩埚中,灼烧2小时,得Na2CO3固体。加料完毕后,继续保温30分钟,目的是什么?静置后为什么只析出NaHCO3晶体?用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去哪些杂质?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:目的是使反应充分进行;NaHCO3的溶解度最小;目的是除去NaCl、NH4Cl、NH4HCO3杂质。
问题3.如何检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠?(素养角度——证据推理与模型认知)
提示:可取少量试样溶于水后,再滴加足量的稀硝酸,完全反应后,再加入硝酸银溶液,看是否有白色沉淀生成。
1.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是 ( )
A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰
B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰
C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
