纯碱的生产历史研究方法

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。