纯碱的研究方法

A. 侯氏制碱法方程式

侯氏制碱法 （联合制碱法）
（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
（3）2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑
即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑ 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，碳酸氢钠之所以沉淀是因为他的溶解度很小。 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。
此法优点：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 ％； NH4Cl 可做氮肥；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。 碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。
1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 1838—1922）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）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。 第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。 1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。 针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低，制碱成本高，废液、废渣污染环境和难以处理等不足，侯德榜先生经过上千次试验，在1943年研究成功了联合制碱法。这种方法把合成氨和纯碱两种产品联合生产，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。联合制碱法很快为世界所采用。 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。

B. 纯碱是用什么东西制造出来的

人们使用纯碱比使用火碱普遍，这是因为碳酸钠便宜，碱性适中，不烧手，制造也比较容易，原料又充足。那么，纯碱是用什么东西造出来的呢？它是用食盐和石灰石再加上水、空气和煤制造出来的。我国制碱工业不但开始得较早，而且，我国化学家还对制碱工业的发展作出过重要的贡献呢！本世纪初，我国就有了制碱业。那时，用的是德国人的老办法，用这种办法，虽然能得到碳酸钠，但它的副产品氯化钙用处不大。我国化工专家侯德榜经过多年苦心研究，改革了德国人的老办法，创立了“联合制碱法”。这个方法不再使用石灰石，节省了运输能力，降低了生产成本，它的副产品氯化铵又是一种很好的化肥。这个方法早已传遍了世界各地，被国际上称为“侯氏制碱法”。

C. 侯氏制碱法是什么

纯碱（碳酸钠）在食品、造纸、医药、玻璃。肥皂、印染工业乃至人们日常生活用途极为广泛。1862年，比利时人索尔维发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取纯碱的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。英、法、德、美等国相继建立大规模生产纯碱的工厂，并发起组织索尔维公会对非会员国实行技术封锁。

我国科学家侯德榜决心打破索尔维公会对纯碱制造业的垄断，生产出中国自己的纯碱。1933年，侯德榜将自己多年来研究制碱技术的心得写成《纯碱》一书在美国出版，该书是当时世界制碱工业中惟一的权威性着作。侯德榜在“索尔维制碱法”的基础之上，针对“索尔维制碱法”食盐利用率低、废弃氯化钙不能加以利用等缺点，对纯碱的生产工艺进行了革新。1943年，他提出了制碱、制氨的联合生产过程，被国际制碱界命名为“侯氏制碱法”。其要点是在索尔维制碱法的滤液中加入食盐固体，并在30℃～44℃下往滤液中通人氨气和二氧化碳气体，使滤液达到饱和，然后冷却到10℃以下，结晶出氯化铵，其母液又可重新作为索尔维制碱法的制碱原料。“侯氏制碱法”的新工艺不仅使食盐利用率从70％提高到96％，而且把制碱和制氨的生产联合起来，省去了石灰石燃烧产生CO2和蒸氨的设备。同时使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了废弃氯化钙占地毁田、污染环境的难题。

“候氏制碱法”，为世界制碱技术开辟了新途径，得到国际学术界的高度重视，并引起强烈反响。从此，中国制碱化学工业一跃而登上世界舞台。

D. 纯碱是什么

纯碱是碳酸钠。碳酸钠（Sodium Carbonate)，是一种无机化合物，分子式为Na2CO3，分子量105.99，但分类属于盐，不属于碱。国际贸易中又名苏打或碱灰。它是一种重要的无机化工原料，主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。

碳酸钠常温下为白色无气味的粉末或颗粒。有吸水性，露置空气中逐渐吸收1mol/L水分（约＝15%）。其水合物有Na2CO3·H2O，Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。

来源

最早发明人工合成纯碱方法是18世纪末，法国路布兰用芒硝加石灰石和煤在高温下还原并进行碳酸化，得到以含Na2CO3为主的粗制品——黑灰，经过浸取、蒸发、精制、再结晶、烘干，获得纯度约为97%的重质纯碱。

1861年，比利时欧内斯特·索尔维独自发明了纯碱并获得过专利。由于技术秘密保护一直未能大范围应用，20世纪20年代才从美国突破，尤其是中国着名的化工专家侯德榜于1932年出版了《纯碱制造》一书，将保密70年，索尔维法公布于世。侯德榜还于1939-1942创建了侯氏制碱法，并在四川建立了中试车间。

1952年在大连化工厂设立了联合制碱车间。日本旭硝子公司推出的NA法，实质上是联碱和氨碱的折中法。可随意调节纯碱与氯化铵的比例。

E. 利用纯碱在实验室可以制取许多物质，某研究性学习小组对纯碱展开如下探究： Ⅰ．利用纯碱和稀盐酸制取二

F. 某研究性学习小组对利用纯碱和熟石灰制取烧碱溶液展开如下探究：步骤一：将纯碱溶于水，加入适量熟石灰；

（1）纯碱溶于水时，使用玻璃棒不断地搅拌，加速纯碱溶解的速度；纯碱与熟石灰反应属于盐和碱生成新盐和新碱的类型；
故答案是：搅拌，加速溶解；Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（2）若不贴紧，滤纸与漏斗之间就会产生气泡，这有三个后果：①影响过滤速度；②滤液会遇到阻碍从而冲破滤纸，失去过滤效果．③若不贴紧，滤液可能溢出；
故答案是：①影响过滤速度；②滤液会遇到阻碍从而冲破滤纸，失去过滤效果．③滤液可能溢出；
（3）实验结论的获得取决于加入的物质及发应现象不同．滤液中若含Ca（OH）₂；滤液中含有氢氧化钠时，滴入酚酞溶液，则溶液变为红色；滤液中含有碳酸钠，则碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；
故答案是：滤液中不含Ca（OH）₂；溶液变红色；有白色沉淀产生．

G. 我国化学家侯德榜发明了一种着名的纯碱生产方法----“联合制碱法”．（1）“联合制碱法”生产过程用化学

（1）①属于化合反应，②属于复分解反应，③属于分解反应，不涉及置换反应，所以本题答案为：置换反应；
（2）固体颗粒的大小影响反应的速度，副产物为氯化铵，属于氮肥，所以本题答案为：加快化学反应速率或加快食盐溶解，氮；
（3）①据图甲可以看出，当加入盐酸的量为50g时开始产生二氧化碳，当加入盐酸的量为100g时不再生成二氧化碳，设产生二氧化碳的质量为x，则有
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
36.544
50g×14.6% x

H. 告诉我侯式制碱法是什么

1937年，日本帝国主义向中国发动全面进攻，我国的化学机构大部分受到严重破坏，没有什么大的成就可言。在这个时候，独放异彩的要推侯德榜的联合制碱法的成功了。

纯碱，化学名称叫碳酸钠，俗称苏打。它是重要的化工产品，广泛用于制造玻璃、肥皂、纸浆、洗涤剂和石油炼制等。纯碱在自然界中也有，但是产地分散，纯度不高，因此远远不能满足社会需要。

18世纪，欧洲的科学家们已经开始了制纯碱的研究，基本上是下列反应所组成。

1.Na2SO4+2C=Na2S+2CO2

2.Na2S+CaCO3=CaS+Na2CO3

由于上述反应必须在高温下，且不能连续发生，浪费原料、污染环境等，最终没有成功。

后来，比利时化学家索维尔又发现了新的方法。他用的基本原料是食盐和石灰石，制造过程是这样的：先将浓的食盐溶液通入氨气饱和以后，再通入二氧化碳。二氧化碳是石灰石经过煅烧以后制得的。在溶液中氨、二氧化碳和水相互作用，生成酸式碳酸铵。酸式碳酸铵再与食盐发生反应就得到酸式碳酸钠和副产物氯化铵。

酸式碳酸钠溶解度小，经过过滤分离以后，再经过加热，就得到纯碱，并放出二氧化碳。二氧化碳可重新使用，而副产物氯化铵与石灰加热以后生成氯化钙和氨。

这种方法的优点是：反应中生成的二氧化碳和氨可循环利用，原料易得，工艺简单。但有两大缺点：一是食盐的利用率不高，只有70％左右；二是生成大量无用的氯化钙，即妨碍连续化生产，又增加了纯碱的成本，而且污染江河。

1939年，我国着名化学家侯德榜教授经过多年的潜心研究，提出了世界闻名的“联合制碱法”。这个方法即保留了索维尔方法的全部优点，同时又克服了它的全部缺点，使制碱法达到臻善臻美的地步。

侯氏制碱法的原理是；低温下在氨炮和了的饱和食盐水中通入CO2可析出NaHCO3，此时母液中的Na+减少而Cl-相当多。再加细盐末，因同离子效应，在低温下NH4Cl的溶解度小而NaCl的溶解度随温度的变化不大，因而NH4Cl析出，食盐不析出。如此往复，这样原料可充分利用，最后得到两种重要化工产品：纯碱和氯化铵（肥料）。侯氏制碱法主要化学反应如下：

（在碱母液中）

（在铵母液中）

由于侯德榜教授在制造纯碱方面的突出贡献，他所发明的这种方法， 1941年被世界化学工业协会正式命名为“侯氏制碱法”。他本人被英国皇家学会、美国化工学会和美国机械学会授予荣誉会员称号。

侯德榜和"侯氏制碱法"

20世纪初，我国需要的纯碱全靠外国进口，制碱技术被外国资本家严密封锁。在美国攻读化学工程的侯德榜，具有强烈的爱国热情，立志为祖国制碱工业作出贡献。回国后，侯德榜经过反复试验，终于使洁白的纯碱生产出来，结束了我国完全靠进口洋碱的历史。后来，侯德榜又发明了联合制碱法，被命名为“侯氏制碱法”。从此，中国制碱化学工业跃上世界舞台。 侯氏制碱法，就是将制碱中含氯的废液与合成氨过程中的二氧化碳废气加以回收、 利用，制成纯碱和氯化铵化肥，使制碱和制铵两大工业联合起来，所以又称为“联合制碱法”。

关于侯式制碱法的原理进行试验为什么先在食盐水中通入NH3,待饱和后在通入 CO2——如果不通氨气即通入CO2，是得不到NaHCO3的，因为同时会生成盐酸（可以自己写一下方程式就知道了），所以先通入氨气，最后得到的产物是NaHCO3和NH4Cl，由于是氨气的饱和溶液，而NaHCO3的溶解度小于NH4Cl，所以可以得到固态的NaHCO3。这就是侯式制碱法的原理。

（CO2在水中溶解度小，在食盐水中溶解度更小，先通CO2到食盐水中的话，水中不会存留多少CO2，这样的话，再通入NH3，不会生成NaHCO3。而先通NH3，NH3在水中溶解度大，氨水饱和后，通入CO2，此时溶液中存在的离子有：Na+,Cl-,NH4+,HCO3-等，这些离子可以自由组合，由于NaHCO3溶解度比NH4Cl溶解度小，所以通入一定CO2后，NaHCO3就会析出，得到NaHCO3,而后加热NaHCO3可以得到纯碱Na2CO3）

I. 请教化学高手〈侯氏制碱法〉

侯氏制碱法

[编辑本段]侯氏制碱法

（联合制碱法）

（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓

（3）2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑

即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓

②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑

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，碳酸氢钠之所以沉淀是因为他的溶解度较小。

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。

此法优点：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％；NH4Cl可做氮肥；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。

碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。

1862年，比利时人索尔维（ErnestSolvay1838—1922）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）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。

第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。

1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。

针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低，制碱成本高，废液、废渣污染环境和难以处理等不足，侯德榜先生经过上千次试验，在1943年研究成功了联合制碱法。这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起，联合生产。由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来，作为化工产品或化肥。食盐溶液又可以循环使用。为了实现这一设计，在1941一1943年抗日战争的艰苦环境中，在侯德榜的严格指导下，经过了500多次循环试验，分析了2000多个样品后，才把具体工艺流程定下来，这个新工艺使食盐利用率从70％一下子提高到96％，也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。所谓“联合制碱法”中的“联合”，指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起，利用了生产氨时的副产品CO2，革除了用石灰石分解来生产，简化了生产设备。此外，联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙，而用可作化肥的氯化铵来回收，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。联合制碱法很快为世界所采用。

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。