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纯碱的生产历史研究方法

发布时间:2022-03-08 20:40:24

1. 我国科学家侯德榜创造了一种着名的纯碱生产方法--“联合制碱法”.“联合制碱法”生产过程用化学方程式可

生产过程用化学方程式表示:
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
(3)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑
即:①NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3↓ (溶解度一般,因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀)
②2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑
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。
联合制碱法又称侯氏制碱法,用于在工业上制取纯碱(Na2CO3),由侯德榜于1943年发明,是世界上广泛采用的制纯碱法。具体过程为:在饱和氨盐水中(氨气,氯化钠都达到饱和的溶液)通入二氧化碳从而发生如下反应:反应中的碳酸氢钠由于溶解度低而析出,可以进一步煅烧分解为碳酸钠,水和二氧化碳,其中二氧化碳可以再次进入反应重复利用。

2. 纯碱生产方法及工艺过程

①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠:2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl;
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠:Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS

3. 纯碱的工业制取方法。

以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。

4. 求制碱的历史

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。

5. 纯碱的生产工艺流程是怎样的

纯碱即苏打(soda),化学式为Na2CO3,是一种重要的化工原料,是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品。 一:布兰制碱法: 古代,人们从草木灰中提取碳酸钾,后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠,但量太小。远不能满足化工生产需求,1791年法国医生路布兰首先获得制碱专利,以食盐为原料制碱,称路布兰制碱法,该法分三布: ①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠:2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl; ②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑ ③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠:Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS 缺点:; 该方法生产时需要高温,硫酸对设备腐蚀严重,CaS废弃物长期堆积臭气四溢,加之成本较高,后被氨碱法代替。 二: 氨碱法即索尔维制碱法, 是1862年,比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法,其反应也分三步进行: ①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl ③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O 反应生成的CO2可回收利用,NH4Cl又可与生石灰反应重新生成氨气: 2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O 缺点: 该法实现了连续化生产,食盐利用率得到提高,使纯碱价格大大降低,并且产品质量纯净,故被称纯碱。 三: 候氏制碱法 对上述方法做了较大的改进,此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3),而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产,此法的原理是:低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳(CO2)可析出碳酸氢钠(NaHCO3),此时母液中Na+减少而Cl-相对多,此时再加入细盐末,因同离子效应,低温氯化铵(NH4Cl)溶解度突然降低,而食盐(NaCl)的溶解度变化不大,所以氯化铵(NH4Cl)析出而食盐不析出,再用氨饱和后通二氧化碳(CO2),结果往返析出NaHCO3和NH4Cl,其中氨由氮与水中的氢化合制成,CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品,这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来,故候氏制碱法又称联合制碱法。该法生产的碱质量优良,纯白如雪,在1926年获美国费城“万国博览会金质奖”。具体是这样的: 1 向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳 NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3(析出) 2 加热碳酸氢钠,得到碳酸钠 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 3 利用碳酸钠通入石灰水,制得氢氧化钠 Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3 4 培烧碳酸钙,得到二氧化碳循环 CaCO3=CaO+CO2 CaO+H2O=Ca(OH)2 5向1步反应的母液中,加入过量食盐,氯化铵结晶析出,制成化肥使用。 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。 我只找到氨碱法即索尔维制碱法的流程图: http://www.hhsz.cn/huaxue/ReadNews.asp?NewsID=236

6. 从科学家对纯碱生产的研究中你得到什么启示

人们对事物的认识总是由低级走向高级,总是在不断的发展,不断的完善,在这个过程中渗透着人们不畏权威、勇于创新的精神,事实证明通过努力在前人基础上总能找到突破口,从而促进科技进步。河北省广宗县第一中学张洪慈

7. 纯碱 的制作工艺是怎样的

碳酸钠:纯碱sodium carbonate
【化学式】Na2CO3
【分子量】105.99
【俗名】块碱、纯碱、石碱、苏打(Soda) 、口碱(历史上,一般经张家口和古北口转运全国,因此又有“口碱”之说。),无结晶水的工业名称为轻质碱,有一个结晶水的工业名称为重质碱。
【CAS编号】497-19-8
【外观】白色粉末
【口味】涩
【相对密度(水=1)】2.532
【熔点】851℃
【分类】强碱弱酸盐 **注意**(纯碱不是碱,是盐类!)
【化学性质】1)溶液显碱性,能与酸反应。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2) Na2CO3与碱反应。
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
3) Na2CO3,NaCl与盐反应。
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓【白色粉末,不溶于水,可溶于酸】+2NaCl
NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
4)Na2CO3与H2O+CO2反应。
2Na2CO3+H2O+CO2=4NaHCO3
【稳定性】稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。吸湿性很强 ,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和 Na2CO3·10H2O。
【溶解性】易溶于水,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。
碳酸钠易溶于水,是一种弱酸盐,溶于水后发生水解反应,使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行中和反应,生成相应的盐并放出二氧化碳。
【制取】实验室制取碳酸钠:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.存在于自然界(如盐湖)的碳酸钠称为天然碱,在古代便被用作洗涤剂和用于印染。1791年开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料生产碳酸钠,是为吕布兰法,此法原料利用不充分、劳动条件恶劣、产品质量不佳,逐渐为索尔维法代替。1859年比利时索尔维用食盐、氨水、二氧化碳为原料,于室温下从溶液中析出碳酸氢钠,将它加热,即分解为碳酸钠,此法被沿用至今。1943年中国侯德榜结合中国内地缺盐的国情 ,对索尔维法进行改进,将纯碱和合成氨两大工业联合,同时生产碳酸钠和化肥氯化铵,大大地提高了食盐利用率,是为侯氏制碱法。索氏制碱法和侯氏制碱法的主要化学反应式均为:
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O
所不同的是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O
而侯氏法在整个制取过程中,NH4Cl直接做为纯碱的付产品----肥料。
碳酸钠用于肥皂、造纸、洗涤剂、玻璃生产,用作冶金工业的助熔剂、软水剂。
碳酸钠的技术指标:
指标项目 指 标
(1类) (2类) (3类)
总碱量(%) 99 98 96
氯化物(%) 0.5 0.9 1.2
水不溶物(%) 0.04 0.1 0.15
铁(%) 0.004 0.006 0.010
硫酸盐(%) 0.03 0.08 ---
烧失量(%) 0.8 1.0 1.3
【用途】是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品。
绝大部分用于工业,一小部分为民用。在工业用纯碱中,主要是轻工、建材、化学工业,约占2/3;其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门,每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂,炼钢和炼锑用作脱硫剂。印染工业用作软水剂。制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。食用级纯碱用于生产味精、面食等。
【禁配物】强酸、铝、氟
【健康危害】本品具有刺激性和腐蚀性。直接接触可引起皮肤和眼灼伤。生产中吸入其粉尘和烟雾可引起呼吸道刺激和结膜炎,还可有鼻粘膜溃疡、萎缩及鼻中隔穿孔。长时间接触本品溶液可发生湿疹、皮炎、鸡眼状溃疡和皮肤松弛。接触本品的作业工人呼吸器官疾病发病率升高。误服可造成消化道灼伤、粘膜糜烂、出血和休克。
【毒理学资料】
LD50:4090 mg/kg(大鼠经口)
LC50:2300mg/m3,2小时(大鼠吸入)
【燃爆危险】本品不燃,具腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤。
【急救措施】
皮肤接触: 立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触: 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入: 脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。
食入: 用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
【消防措施】
危险特性: 具有腐蚀性。未有特殊的燃烧爆炸特性。
有害燃烧产物: 自然分解产物未知。
灭火方法: 消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。
【泄漏应急处理】隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。
【操作注意事项】密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时,应把碱加入水中,避免沸腾和飞溅。
【储存注意事项】储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
【运输注意事项】起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。

8. 目前生产纯碱最重要的方法

生产纯碱就是碳酸钠的主要形式,一般是通过提取物或者高温煅烧碳酸氢钠

9. 我国科学家侯德榜创造了一种着名的纯碱生产方法-“联合制碱法”.请你回答:(1)纯碱(Na2CO3)属于盐盐

(1)碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的,属于盐类,其水溶液呈碱性,溶液的pH大于7.
(2)①反应NH3+CO2+H2O=NH4HCO3的特点是“多变一”,符合化合反应的定义和特点,为化合反应,
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl的特点是“两交换,价不变”,符合复分解反应的定义和特点,为复分解反应,
③2NaHCO3

加热
.
Na2CO3+H2O+CO2↑的特点是“一变多”,符合分解反应的定义和特点,为分解反应,缺少的基本反应类型是置换反应.
(3)磨细食盐粉的表面积增大,加快食盐溶解,增大食盐和碳酸氢铵的接触面积,进而加快反应速率.
(4)由图示的溶解度曲线可得多种信息,如:NH4Cl溶解度随温度升高而明显增大,或NaCl溶解度受温度影响不大,或t℃时,NH4Cl和NaCl的溶解度相同,或20℃时,NaCl的溶解度为36g等.
(5)NH4Cl溶解度受温度影响较大,且随温度降低而明显减小,而NaCl溶解度受温度影响不大,所以降温后NH4Cl晶体大量析出,而NaCl却仍留在了溶液中;氯化铵中含有氮元素,为氮肥;氯化铵的化学式为NH4Cl,其中氮元素的质量分数为
14
14+1×4+35.5
×100%=26.2%.
故答案为:
(1)盐;>;
(2)C;
(3)增大食盐和水的接触面积,加快食盐溶解,进而加快反应速率;
(4)NH4Cl溶解度随温度升高而NaCl溶解度受温度影响不大.(或t℃时,NH4Cl和NaCl的溶解度相同;20℃时,NaCl的溶解度为36g.);
(5)NH4Cl溶解度受温度影响较大,而NaCl溶解度受温度影响不大;氮;26.2%.

10. 纯碱的生产工艺流程是怎样的

1、氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,如图:

(10)纯碱的生产历史研究方法扩展阅读:

碳酸钠 [497-19-8](Na2CO3),分子量105.99 。化学品的纯度多在99.5%以上(质量分数),又叫纯碱,但分类属于盐,不属于碱。国际贸易中又名苏打或碱灰。

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