資源簡介

提升課時5　侯氏制堿法(了解純堿的生產歷史)
學習目標　1.了解碳酸鈉與碳酸氫鈉在生產、生活中的應用及與性質的關系。2.知道侯氏制堿法的原料及反應原理。通過對工業制堿原理的學習，能理解掌握化學知識在社會生活中的重要作用。
純堿生產歷史與侯氏制堿法
1.路布蘭制堿法
(1)原料：食鹽、焦炭和石灰石等。
(2)制取原理與步驟：
2.索爾維制堿法(氨堿法)
(1)原料：食鹽、氨、石灰石等。
(2)生產原理流程：
反應步驟為：
CaCO3CaO＋CO2↑，2NH4Cl＋CaO===2NH3↑＋CaCl2＋H2O，NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 。
3.侯氏(聯合)制堿法
侯氏制堿法又稱聯合制堿法，是我國化學工程專家侯德榜于1943年創立的。
(1)原料：食鹽、氨、二氧化碳。
(2)工藝流程與反應原理：
概括為：
(1)先在冷卻的條件下將氨氣通入到飽和食鹽水中，再通入CO2。
(2)主要反應原理：產生NaHCO3的反應：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
產生Na2CO3的反應：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O(CO2可以循環利用)。
(3)循環Ⅰ的設計使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上。
(4)向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品，通氨氣的作用：增大NH的濃度，使NH4Cl更多地析出、使NaHCO3轉化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度。
4.三種制備純堿方法的比較
(1)路布蘭制堿方法
路布蘭制取純堿，主要生產過程在固相中進行，難以連續生產，又需硫酸做原料，設備腐蝕嚴重，產品質量不純，原料利用不充分，價格較貴，所以在20世紀20年代被淘汰。
(2)索爾維制堿法(氨堿法)
優點：此法實現了連續生產，食鹽利用率比路布蘭制堿法高，產品較純凈，成本低，反應生成的CO2和NH3可重新作為原料使用。
缺點：原料中一半成分未能轉化為產品，而生成氯化鈣。
(3)侯氏(聯合)制堿法
①符合現在提倡的“綠色化學的要求”，提高了原料(NaCl)的利用率，不產生無用的CaCl2。
②利用了大規模聯合生產的優越性，利用一個廠的廢料，作為另一個廠的主要原料。如合成氨廠的廢料CO2可以作為堿廠的主要原料；堿廠無用的Cl－可以代替價格比較昂貴的硫酸用來固定氨，制成氮肥，降低了成本，提高了綜合經濟效益。
優點：循環使用的物質為CO2、NaCl。提高了食鹽的利用率；縮短了生產流程；減少了對環境的污染等。
1.“侯氏制堿法”是將CO2通入含NH3的飽和NaCl溶液中，結晶，過濾，加熱分解NaHCO3制得Na2CO3。實驗室模擬制取Na2CO3，使用的裝置能達到實驗目的的是(　　)
A.用圖1所示裝置制取CO2氣體
B.用圖2所示裝置除去CO2氣體中的HCl雜質
C.用圖3所示裝置從溶液中分離出NaHCO3固體
D.用圖4所示裝置加熱分解制取Na2CO3
答案　C
解析　A項，稀鹽酸與CaCO3反應產生的CO2氣體會通過長頸漏斗逸出，不能收集到CO2氣體，不符合題意；B項，用NaHCO3飽和溶液除去雜質HCl時，導氣管應該長進短出，不符合題意；C項，可以采用如圖所示的過濾裝置分離NaHCO3固體與溶液，符合題意；D項，加熱分解NaHCO3制取Na2CO3應該在坩堝中進行，不能采用蒸發方法，不符合題意。
2.侯德榜是我國近代化學工業的奠基人之一、他將氨堿法和合成氨工藝聯合起來，發明了“聯合制堿法”。氨堿法中涉及的反應有：
反應Ⅰ：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
反應Ⅱ：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
下列制取少量Na2CO3的實驗原理和裝置不能達到實驗目的的是(　　)
A.圖甲：制取CO2
B.圖乙：除去CO2中的HCl
C.圖丙：制取Na2CO3
D.圖丁：制取NaHCO3
答案　C
解析　A項，甲裝置中試劑是稀鹽酸和大理石反應生成二氧化碳氣體，故可用于制取CO2，正確；B項，除去CO2中HCl，可以把混合氣體通入飽和碳酸氫鈉溶液，導氣管應長進短出，能達到除雜目的，正確；C項，碳酸氫鈉固體受熱分解過程中生成碳酸鈉、二氧化碳和水，裝置中生成的水會倒流炸裂試管，應將試管口略向下傾斜，錯誤；D項，裝置圖中向溶有足量氨氣的飽和食鹽水中通入二氧化碳，在冰水溫度下發生反應，生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨，可以制備碳酸氫鈉，正確。
3.(2023·石家莊正定中學高一月考)如圖所示是工業制純堿的部分物質轉化示意圖，下列推測錯誤的是(　　)
A.①～③涉及的操作方法中，包含過濾的是①③
B.溶液B不可循環使用
C.副產物NH4Cl可用作肥料
D.生產中應先通NH3，再通CO2
答案　B
解析　A.分離固體和液體的操作是過濾，①～③涉及的操作方法中，包含過濾的是①③，分別得到碳酸氫鈉和氯化銨固體，A正確；B.溶液B中含氯化鈉和氯化銨等，可循環使用，B錯誤；C.副產物NH4Cl中含氮元素，可用作肥料，C正確；D.NH3極易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，因此向飽和食鹽水中先通NH3使溶液呈堿性，從而增大CO2的溶解度，有利于提高NaHCO3的產量，D正確。
選擇題只有1個選項符合題意
1.侯德榜是我國杰出的化學家，“侯氏制堿法”的創始人。NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是“侯氏制堿法”的重要反應。下面是4位同學對該反應涉及的有關知識發表的部分見解，其中不正確的是(　　)
A.甲同學說：該條件下NaHCO3的溶解度較小
B.乙同學說：NaHCO3不是純堿
C.丙同學說：析出NaHCO3固體后的溶液中只含氯化銨
D.丁同學說：該反應是在飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳
答案　C
解析　碳酸氫鈉是小蘇打，純堿是碳酸鈉，B項正確；先通入氨氣至飽和，再通入二氧化碳，這樣可以保證在堿性條件下生成更多的HCO，D項正確。
2.“索爾維制堿法”與“侯氏制堿法”是常見的純堿工業制法，下列關于兩者說法正確的是(　　)
A.兩者生產原料來源相同
B.兩者均使用了高效催化劑
C.侯氏制堿法將索爾維制堿法與合成氨法兩種工藝聯合了起來
D.索爾維制堿法食鹽利用率更高
答案　C
解析　過程分析可知，兩者生產原料來源不同、均未使用高效催化劑，故A、B錯誤；由原理分析可知，索爾維制堿法食鹽利用率低，故D錯誤。
3.“侯氏制堿法”曾為全球制堿工業做出了巨大貢獻。該工藝以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進而生產出純堿，主要的化學反應方程式為NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
該工藝的簡易裝置如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.甲裝置發生反應的離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
B.乙裝置的作用是除去CO2氣體中的HCl氣體
C.丙的廣口瓶內能發生反應的主要原因是NaHCO3不溶于水
D.丁中稀硫酸若換成稀硝酸，可以獲得氮肥NH4NO3
答案　C
解析　甲裝置發生的反應為碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣和水、二氧化碳，二氧化碳通過乙除去氯化氫后進入丙反應生成碳酸氫鈉，廢氣使用丁吸收。A項，甲裝置發生的反應為碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣和水、二氧化碳，離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑，正確；B項，鹽酸具有揮發性，揮發出氯化氫和飽和碳酸氫鈉生成二氧化碳氣體，正確；C項，丙的廣口瓶內能發生反應的主要原因是NaHCO3溶解度較小，達到飽和析出，錯誤；D項，丁吸收多余的氨氣，稀硫酸若換成稀硝酸，可以反應生成硝酸銨，獲得氮肥NH4NO3，正確。
4.以下是聯合制堿法的簡單流程，下列說法不正確的是(　　)
A.反應(2)的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
B.操作X為過濾，為增大過濾速率，過濾時用玻璃棒攪拌
C.聯合制堿法的主要原理是相同條件下NaHCO3的溶解度最小
D.溶液B中加入氯化鈉粉末，并通入氨，可析出副產品NH4Cl
答案　B
解析　A項，晶體A為NaHCO3，則反應(2)的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，A正確；B項，過濾時不能用玻璃棒攪拌，避免弄破濾紙，B錯誤；C項，相同條件下，碳酸氫鈉的溶解度最小，易析出沉淀，C正確；D項，溶液B中加入氯化鈉粉末，并通入氨，增大了Cl－、NH的濃度，有利于析出NH4Cl，D正確。
5.如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是(　　)
A.a先通入CO2，然后b通入NH3，c中放堿石灰
B.b先通入NH3，然后a通入CO2，c中放堿石灰
C.a先通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸有稀硫酸的脫脂棉
D.b先通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸有稀硫酸的脫脂棉
答案　C
解析　NH3的溶解度較大，為防止倒吸，b通入CO2，a通NH3，要在飽和食鹽水中先通入NH3然后再通入CO2，否則CO2通入后會從水中逸出，得到的產品會很少；尾氣主要是CO2和NH3，其中NH3對環境影響較大，要吸收尾氣，而NH3是堿性氣體，所以在c裝置中要裝酸性物質，故A、B、D項錯誤、C項正確。
6.海洋是人類寶貴的自然資源，海水“制堿”體現了化學科學在改造物質中的智慧。某廠生產純堿的工藝流程如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.CO2可以循環利用
B.進入流程Ⅱ的濾液必須再經適量稀鹽酸處理
C.試劑2為Na2CO3溶液
D.NH3與CO2的通入順序不能改變
答案　B
解析　灼燒時會產生二氧化碳和水，故CO2可以在流程Ⅱ循環利用，A正確；NH3與CO2的通入順序不能改變，因為堿性溶液更容易吸收二氧化碳，D正確。
7.侯氏制堿法是在索爾維制堿法的基礎上創造出的一種新的制造純堿的方法。具體工藝流程圖如下：
根據以上流程回答下列問題：
(1)與索爾維制堿法相比，侯氏制堿法最突出的優點是________(填字母)。
A.原料利用率高 B.設備少
C.生產方便
碳酸化這一步的原理是(用化學方程式表示)_____________________________
_____________________________________________________________。
(2)侯氏制堿法副產品的一種用途為_________________________________。
(3)Y物質是________。
(4)向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，降溫結晶析出副產品，通氨氣的作用有________(填字母)。
A.使Na2CO3結晶析出
B.使NaHCO3轉化為Na2CO3，提高析出NH4Cl的純度
C.使NaHCO3更多地析出
D.增大NH的濃度，使NH4Cl更多地析出
答案　(1)A　NH3·H2O＋CO2===NH4HCO3、NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl(或NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓)
(2)制化肥、制干電池等(任答一點)　(3)CO2
(4)BD
解析　(2)侯氏制堿法副產品是氯化銨，氯化銨中含有氮元素，可制氮肥，也可以用于制干電池等。(4)碳酸鈉的溶解度較大，通入氨氣，不能使碳酸鈉析出，A錯誤；通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉化為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度，B正確；母液中通入氨氣，會消耗NaHCO3，C錯誤；氨氣溶于水后生成氨水，增大銨根離子的濃度，有利于氯化銨的析出，D正確。
8.純堿是一種重要的化學原料，具有廣泛的用途，常見的制備方法有路布蘭制堿法、索爾維制堿法、侯氏制堿法。
其中路布蘭制堿法的原理如下圖所示：
已知：①反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均在高溫條件下進行；
②反應Ⅰ、Ⅲ為復分解反應，其中反應Ⅰ中生成的HCl為氣體。
(1)根據復分解反應的條件可知，反應Ⅰ能夠發生的原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)索爾維制堿法原理主要分為兩步：第一步是向飽和食鹽水中先通氨氣至飽和，再通入CO2有NaHCO3固體析出；第二步將NaHCO3固體分解制純堿。
①該方法中所用的氨氣可由NH4Cl為原料制得，下列可以與NH4Cl反應制NH3的一種物質是________(填序號)。
A.Ca(OH)2　　B.CaCl2　　C.Na2SO4
②第二步反應的化學方程式為_________________________________________
___________________________________________________________________。
③第二步分解所制純堿中可能含有少量NaHCO3固體，設計檢驗的方案：__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)有氯化氫生成　(2)①A　②2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　③取少量固體，置于試管中加熱，將產生的氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則含碳酸氫鈉固體
解析　反應Ⅰ為濃硫酸與氯化鈉高溫下反應生成氯化氫氣體和硫酸鈉，反應Ⅱ為碳和硫酸鈉高溫下生成硫化鈉和一氧化碳，反應Ⅲ為硫化鈉和碳酸鈣高溫下反應生成硫化鈣和碳酸鈉。(1)發生復分解反應需要滿足a：生成難電離的物質(弱電解質)；b：生成難溶物；c：生成易揮發的物質(或者是氣體)，反應Ⅰ是氯化鈉與濃硫酸反應生成硫酸鈉和氯化氫，氯化氫是氣體，所以符合復分解反應發生的條件；(2)①氯化銨和氫氧化鈣加熱生成氯化鈣、氨氣和水，而氯化鈣和硫酸鈉與氯化銨不反應。故選A項；②第二步是碳酸氫鈉固體受熱分解，方程式為2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；③檢驗碳酸鈉固體中含有碳酸氫鈉，利用碳酸氫鈉固體受熱分解而碳酸鈉不分解，操作步驟為：取少量固體，置于試管中加熱，將產生的氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則含碳酸氫鈉固體。
9.某化學興趣小組模擬“侯氏制堿法”制純堿并進行后續實驗。
Ⅰ.制備純堿：先以NaCl、NH3、CO2和水等為原料，用如圖所示裝置制取NaHCO3，然后再將NaHCO3制備成Na2CO3。
(1)裝置甲中反應的離子方程式為_____________________________________
_________________________________________________________________；
裝置乙的作用是______________________________________________________，
反應的化學方程式為______________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)反應進行一段時間后，觀察到裝置丙中試劑瓶內溶液中有白色固體析出，經檢驗該白色固體是NaHCO3。裝置丙中可得兩種產物，分別是NaHCO3和另一種鹽，裝置丙中反應的化學方程式為_________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)用裝置丙中產生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有________、洗滌固體、________，最后一步發生反應的化學方程式為________________________________________________________________
________________________________________________________________。
Ⅱ.測定所得產品的組成和純度
(4)檢驗純堿樣品中是否混有NaHCO3，請選擇下列裝置設計實驗，并完成下表：
選擇的裝置(填編號) 實驗現象 實驗結論
樣品中含NaHCO3
(5)測定該純堿樣品的純度：稱取m1 g樣品置于小燒杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液，將反應混合物過濾、洗滌、干燥、稱量，得到固體的質量為m2 g，則該純堿樣品的純度為____________。
答案　(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O　除去CO2中的HCl氣體　NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑　(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl　(3)過濾　灼燒　2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　(4)A、B　B中澄清石灰水變渾濁(或A、C　C中物質變藍　或A、C、B　C中物質變藍，B中澄清石灰水變渾濁)
(5)%
解析　(1)裝置甲中碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，反應的離子方程式是CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O；裝置乙的作用是用碳酸氫鈉除去二氧化碳中的氯化氫，反應的化學方程式為NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)裝置丙中氯化鈉與二氧化碳、氨氣反應可得兩種產物，分別是NaHCO3和另一種鹽，根據元素守恒，另一種鹽是氯化銨，反應的化學方程式是NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。(3)用裝置丙中產生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有過濾、洗滌固體、灼燒，灼燒碳酸氫鈉發生反應的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。(4)用裝置A加熱分解 NaHCO3，用澄清石灰水檢驗是否有二氧化碳氣體放出，選擇裝置B，若澄清石灰水變渾濁，則含有NaHCO3。(5)設樣品中Na2CO3的質量為x g，CaCl2與Na2CO3反應生成碳酸鈣和氯化鈉：
＝，解得x＝，
則樣品純度為×100%＝%。提升課時5　侯氏制堿法(了解純堿的生產歷史)
學習目標　1.了解碳酸鈉與碳酸氫鈉在生產、生活中的應用及與性質的關系。2.知道侯氏制堿法的原料及反應原理。通過對工業制堿原理的學習,能理解掌握化學知識在社會生活中的重要作用。
純堿生產歷史與侯氏制堿法
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.路布蘭制堿法
(1)原料:食鹽、焦炭和石灰石等。
(2)制取原理與步驟:
2.索爾維制堿法(氨堿法)
(1)原料:食鹽、氨、石灰石等。
(2)生產原理流程:
反應步驟為:
CaCO3CaO+CO2↑,2NH4Cl+CaO===2NH3↑+CaCl2+H2O,NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 。
3.侯氏(聯合)制堿法
侯氏制堿法又稱聯合制堿法,是我國化學工程專家侯德榜于1943年創立的。
(1)原料:食鹽、氨、二氧化碳。
(2)工藝流程與反應原理:
概括為:
氯化鈉飽和溶液純堿
(1)先在冷卻的條件下將氨氣通入到飽和食鹽水中,再通入CO2。
(2)主要反應原理:產生NaHCO3的反應:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
產生Na2CO3的反應:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(CO2可以循環利用)。
(3)循環Ⅰ的設計使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上。
(4)向母液中通氨氣,加入細小食鹽顆粒,冷卻析出副產品,通氨氣的作用:增大N的濃度,使NH4Cl更多地析出、使NaHCO3轉化為Na2CO3,提高析出的NH4Cl純度。
4.三種制備純堿方法的比較
(1)路布蘭制堿方法
路布蘭制取純堿,主要生產過程在固相中進行,難以連續生產,又需硫酸做原料,設備腐蝕嚴重,產品質量不純,原料利用不充分,價格較貴,所以在20世紀20年代被淘汰。
(2)索爾維制堿法(氨堿法)
優點:此法實現了連續生產,食鹽利用率比路布蘭制堿法高,產品較純凈,成本低,反應生成的CO2和NH3可重新作為原料使用。
缺點:原料中一半成分未能轉化為產品,而生成氯化鈣。
(3)侯氏(聯合)制堿法
①符合現在提倡的“綠色化學的要求”,提高了原料(NaCl)的利用率,不產生無用的CaCl2。
②利用了大規模聯合生產的優越性,利用一個廠的廢料,作為另一個廠的主要原料。如合成氨廠的廢料CO2可以作為堿廠的主要原料;堿廠無用的Cl-可以代替價格比較昂貴的硫酸用來固定氨,制成氮肥,降低了成本,提高了綜合經濟效益。
優點:循環使用的物質為CO2、NaCl。提高了食鹽的利用率;縮短了生產流程;減少了對環境的污染等。
1.“侯氏制堿法”是將CO2通入含NH3的飽和NaCl溶液中,結晶,過濾,加熱分解NaHCO3制得Na2CO3。實驗室模擬制取Na2CO3,使用的裝置能達到實驗目的的是 (　　)
A.用圖1所示裝置制取CO2氣體
B.用圖2所示裝置除去CO2氣體中的HCl雜質
C.用圖3所示裝置從溶液中分離出NaHCO3固體
D.用圖4所示裝置加熱分解制取Na2CO3
2.侯德榜是我國近代化學工業的奠基人之一、他將氨堿法和合成氨工藝聯合起來,發明了“聯合制堿法”。氨堿法中涉及的反應有:
反應Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
反應Ⅱ:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
下列制取少量Na2CO3的實驗原理和裝置不能達到實驗目的的是 (　　)
A.圖甲:制取CO2
B.圖乙:除去CO2中的HCl
C.圖丙:制取Na2CO3
D.圖丁:制取NaHCO3
3.(2023·石家莊正定中學高一月考)如圖所示是工業制純堿的部分物質轉化示意圖,下列推測錯誤的是 (　　)
A.①~③涉及的操作方法中,包含過濾的是①③
B.溶液B不可循環使用
C.副產物NH4Cl可用作肥料
D.生產中應先通NH3,再通CO2
:課后完成　第二章　提升課時5(共38張PPT)
第一節　鈉及其化合物
第二章　海水中的重要元素——鈉和氯
提升課時 　侯氏制堿法(了解純堿的生產歷史)
5
1.了解碳酸鈉與碳酸氫鈉在生產、生活中的應用及與性質的關系。2.知道侯氏制堿法的原料及反應原理。通過對工業制堿原理的學習，能理解掌握化學知識在社會生活中的重要作用。
學習目標
純堿生產歷史與侯氏制堿法
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
純堿生產歷史與侯氏制堿法
對點訓練
1.路布蘭制堿法
(1)原料：食鹽、焦炭和石灰石等。
(2)制取原理與步驟：
2.索爾維制堿法(氨堿法)
(1)原料：食鹽、氨、石灰石等。
(2)生產原理流程：
3.侯氏(聯合)制堿法
侯氏制堿法又稱聯合制堿法，是我國化學工程專家侯德榜于1943年創立的。
(1)原料：食鹽、氨、二氧化碳。
(2)工藝流程與反應原理：
4.三種制備純堿方法的比較
(1)路布蘭制堿方法
路布蘭制取純堿，主要生產過程在固相中進行，難以連續生產，又需硫酸做原料，設備腐蝕嚴重，產品質量不純，原料利用不充分，價格較貴，所以在20世紀20年代被淘汰。
(2)索爾維制堿法(氨堿法)
優點：此法實現了連續生產，食鹽利用率比路布蘭制堿法高，產品較純凈，成本低，反應生成的CO2和NH3可重新作為原料使用。
缺點：原料中一半成分未能轉化為產品，而生成氯化鈣。
(3)侯氏(聯合)制堿法
①符合現在提倡的“綠色化學的要求”，提高了原料(NaCl)的利用率，不產生無用的CaCl2。
②利用了大規模聯合生產的優越性，利用一個廠的廢料，作為另一個廠的主要原料。如合成氨廠的廢料CO2可以作為堿廠的主要原料；堿廠無用的Cl－可以代替價格比較昂貴的硫酸用來固定氨，制成氮肥，降低了成本，提高了綜合經濟效益。
優點：循環使用的物質為CO2、NaCl。提高了食鹽的利用率；縮短了生產流程；減少了對環境的污染等。
1.“侯氏制堿法”是將CO2通入含NH3的飽和NaCl溶液中，結晶，過濾，加熱分解NaHCO3制得Na2CO3。實驗室模擬制取Na2CO3，使用的裝置能達到實驗目的的是(　　)
A.用圖1所示裝置制取CO2氣體
B.用圖2所示裝置除去CO2氣體中的HCl雜質
C.用圖3所示裝置從溶液中分離出NaHCO3固體
D.用圖4所示裝置加熱分解制取Na2CO3
C
解析　A項，稀鹽酸與CaCO3反應產生的CO2氣體會通過長頸漏斗逸出，不能收集到CO2氣體，不符合題意；B項，用NaHCO3飽和溶液除去雜質HCl時，導氣管應該長進短出，不符合題意；C項，可以采用如圖所示的過濾裝置分離NaHCO3固體與溶液，符合題意；D項，加熱分解NaHCO3制取Na2CO3應該在坩堝中進行，不能采用蒸發方法，不符合題意。
2.侯德榜是我國近代化學工業的奠基人之一、他將氨堿法和合成氨工藝聯合起來，發明了“聯合制堿法”。氨堿法中涉及的反應有：
C
A.圖甲：制取CO2
B.圖乙：除去CO2中的HCl
C.圖丙：制取Na2CO3
D.圖丁：制取NaHCO3
解析　A項，甲裝置中試劑是稀鹽酸和大理石反應生成二氧化碳氣體，故可用于制取CO2，正確；B項，除去CO2中HCl，可以把混合氣體通入飽和碳酸氫鈉溶液，導氣管應長進短出，能達到除雜目的，正確；C項，碳酸氫鈉固體受熱分解過程中生成碳酸鈉、二氧化碳和水，裝置中生成的水會倒流炸裂試管，應將試管口略向下傾斜，錯誤；D項，裝置圖中向溶有足量氨氣的飽和食鹽水中通入二氧化碳，在冰水溫度下發生反應，生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨，可以制備碳酸氫鈉，正確。
3.(2023·石家莊正定中學高一月考)如圖所示是工業制純堿的部分物質轉化示意圖，下列推測錯誤的是(　　)
A.①～③涉及的操作方法中，包含過濾的是①③
B.溶液B不可循環使用
C.副產物NH4Cl可用作肥料
D.生產中應先通NH3，再通CO2
B
解析　A.分離固體和液體的操作是過濾，①～③涉及的操作方法中，包含過濾的是①③，分別得到碳酸氫鈉和氯化銨固體，A正確；B.溶液B中含氯化鈉和氯化銨等，可循環使用，B錯誤；C.副產物NH4Cl中含氮元素，可用作肥料，C正確；D.NH3極易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，因此向飽和食鹽水中先通NH3使溶液呈堿性，從而增大CO2的溶解度，有利于提高NaHCO3的產量，D正確。
課后鞏固訓練
選擇題只有1個選項符合題意
1.侯德榜是我國杰出的化學家，“侯氏制堿法”的創始人。NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是“侯氏制堿法”的重要反應。下面是4位同學對該反應涉及的有關知識發表的部分見解，其中不正確的是(　　)
A.甲同學說：該條件下NaHCO3的溶解度較小
B.乙同學說：NaHCO3不是純堿
C.丙同學說：析出NaHCO3固體后的溶液中只含氯化銨
D.丁同學說：該反應是在飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳
C
2.“索爾維制堿法”與“侯氏制堿法”是常見的純堿工業制法，下列關于兩者說法正確的是(　　)
A.兩者生產原料來源相同
B.兩者均使用了高效催化劑
C.侯氏制堿法將索爾維制堿法與合成氨法兩種工藝聯合了起來
D.索爾維制堿法食鹽利用率更高
解析　過程分析可知，兩者生產原料來源不同、均未使用高效催化劑，故A、B錯誤；由原理分析可知，索爾維制堿法食鹽利用率低，故D錯誤。
C
C
A.甲裝置發生反應的離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
B.乙裝置的作用是除去CO2氣體中的HCl氣體
C.丙的廣口瓶內能發生反應的主要原因是NaHCO3不溶于水
D.丁中稀硫酸若換成稀硝酸，可以獲得氮肥NH4NO3
解析　甲裝置發生的反應為碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣和水、二氧化碳，二氧化碳通過乙除去氯化氫后進入丙反應生成碳酸氫鈉，廢氣使用丁吸收。A項，甲裝置發生的反應為碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣和水、二氧化碳，離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑，正確；B項，鹽酸具有揮發性，揮發出氯化氫和飽和碳酸氫鈉生成二氧化碳氣體，正確；C項，丙的廣口瓶內能發生反應的主要原因是NaHCO3溶解度較小，達到飽和析出，錯誤；D項，丁吸收多余的氨氣，稀硫酸若換成稀硝酸，可以反應生成硝酸銨，獲得氮肥NH4NO3，正確。
4.以下是聯合制堿法的簡單流程，下列說法不正確的是(　　)
B
5.如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是(　　)
A.a先通入CO2，然后b通入NH3，c中放堿石灰
B.b先通入NH3，然后a通入CO2，c中放堿石灰
C.a先通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸有稀硫酸的脫脂棉
D.b先通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸有稀硫酸的脫脂棉
C
解析　NH3的溶解度較大，為防止倒吸，b通入CO2，a通NH3，要在飽和食鹽水中先通入NH3然后再通入CO2，否則CO2通入后會從水中逸出，得到的產品會很少；尾氣主要是CO2和NH3，其中NH3對環境影響較大，要吸收尾氣，而NH3是堿性氣體，所以在c裝置中要裝酸性物質，故A、B、D項錯誤、C項正確。
6.海洋是人類寶貴的自然資源，海水“制堿”體現了化學科學在改造物質中的智慧。某廠生產純堿的工藝流程如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.CO2可以循環利用
B.進入流程Ⅱ的濾液必須再經適量稀鹽酸處理
C.試劑2為Na2CO3溶液
D.NH3與CO2的通入順序不能改變
B
解析　灼燒時會產生二氧化碳和水，故CO2可以在流程Ⅱ循環利用，A正確；NH3與CO2的通入順序不能改變，因為堿性溶液更容易吸收二氧化碳，D正確。
7.侯氏制堿法是在索爾維制堿法的基礎上創造出的一種新的制造純堿的方法。具體工藝流程圖如下：
根據以上流程回答下列問題：
(1)與索爾維制堿法相比，侯氏制堿法最突出的優點是________(填字母)。
A.原料利用率高 B.設備少 C.生產方便
碳酸化這一步的原理是(用化學方程式表示)______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)侯氏制堿法副產品的一種用途為____________________________________。
(3)Y物質是________。
A
NH3·H2O＋CO2===NH4HCO3、NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl(或NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓)
制化肥、制干電池等(任答一點)
CO2
BD
解析　(2)侯氏制堿法副產品是氯化銨，氯化銨中含有氮元素，可制氮肥，也可以用于制干電池等。(4)碳酸鈉的溶解度較大，通入氨氣，不能使碳酸鈉析出，A錯誤；通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉化為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度，B正確；母液中通入氨氣，會消耗NaHCO3，C錯誤；氨氣溶于水后生成氨水，增大銨根離子的濃度，有利于氯化銨的析出，D正確。
8.純堿是一種重要的化學原料，具有廣泛的用途，常見的制備方法有路布蘭制堿法、索爾維制堿法、侯氏制堿法。
其中路布蘭制堿法的原理如下圖所示：
已知：①反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均在高溫條件下進行；
②反應Ⅰ、Ⅲ為復分解反應，其中反應Ⅰ中生成的HCl為氣體。
(1)根據復分解反應的條件可知，反應Ⅰ能夠發生的原因是__________________。
(2)索爾維制堿法原理主要分為兩步：第一步是向飽和食鹽水中先通氨氣至飽和，再通入CO2有NaHCO3固體析出；第二步將NaHCO3固體分解制純堿。
①該方法中所用的氨氣可由NH4Cl為原料制得，下列可以與NH4Cl反應制NH3的一種物質是________(填序號)。
A.Ca(OH)2　　B.CaCl2　　C.Na2SO4
②第二步反應的化學方程式為_________________________________________。
③第二步分解所制純堿中可能含有少量NaHCO3固體，設計檢驗的方案：__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
有氯化氫生成
A
取少量固體，置于試管中加熱，將產生的氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則含碳酸氫鈉固體
9.某化學興趣小組模擬“侯氏制堿法”制純堿并進行后續實驗。
Ⅰ.制備純堿：先以NaCl、NH3、CO2和水等為原料，用如圖所示裝置制取NaHCO3，然后再將NaHCO3制備成Na2CO3。
(1)裝置甲中反應的離子方程式為________________________________________；
裝置乙的作用是______________________________________________________，
反應的化學方程式為__________________________________________________。
(2)反應進行一段時間后，觀察到裝置丙中試劑瓶內溶液中有白色固體析出，經檢驗該白色固體是NaHCO3。裝置丙中可得兩種產物，分別是NaHCO3和另一種鹽，裝置丙中反應的化學方程式為_______________________________________。
(3)用裝置丙中產生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有________、洗滌固體、________，最后一步發生反應的化學方程式為________________________________________________________________。
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
除去CO2中的HCl氣體
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
過濾
灼燒
Ⅱ.測定所得產品的組成和純度
(4)檢驗純堿樣品中是否混有NaHCO3，請選擇下列裝置設計實驗，并完成下表：
選擇的裝置(填編號) 實驗現象 實驗結論
樣品中含NaHCO3
A、B
B中澄清石灰水變渾濁
解析　(4)用裝置A加熱分解 NaHCO3，用澄清石灰水檢驗是否有二氧化碳氣體放出，選擇裝置B，若澄清石灰水變渾濁，則含有NaHCO3。
(5)測定該純堿樣品的純度：稱取m1 g樣品置于小燒杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液，將反應混合物過濾、洗滌、干燥、稱量，得到固體的質量為m2 g，
則該純堿樣品的純度為____________。

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