候侯氏制碱法工艺流程是怎么回事

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侯氏制碱法的步骤如下:试回答下列问题:
(1)写出Ⅰ和Ⅱ的总反应的化学方程式为_________.(2)由此反应可知NaCl比NaHCO3溶解度_________.(3)操作Ⅰ、Ⅱ不能颠倒的原因是_________.(4)Ⅲ的操作叫_________,晶体A的名称_________.(5)Ⅳ的操作叫_________,化学反应方程式_________.(6)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶入水后,再滴加_________.
题型:填空题难度:中档来源:山东省期中题
(1)NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl(2)大(3)若颠倒,因CO2在水中溶解度小,会使NH3和CO2溶解量太小,生成的NaHCO3太小,而不能析出&&&&(4)过滤;碳酸氢钠(5)煅烧;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑(6)稀HNO3和AgNO3溶液
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物质的相互转化和制备
物质的相互转化和制备:&&&&& 主要是指以氧气、氢气、碳、硫、磷等为代表的非金属单质,以铝、镁、锌、铁、铜为代表的金属单质,以一氧化碳、二氧化碳等为代表的非金属氧化物,以氧化铜、氧化铁等为代表的金属氧化物,以盐酸、硫酸、碳酸等为代表的酸,以氢氧化钠、氢氧化钙等为代表的碱,以氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙等为代表的盐,等等物质之间的相互和制备.物质的相互转化:氢氧化钠与氢氧化钙的制备: (1)NaOH的制备方法一:Na2O+H2O==2NaOH 方法二:Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓ +2NaOH(2)Ca(OH)2的制备方法:CaO+H2O==Ca(OH)2常见物质的相互转化: Na→Na2O→NaOH→Na2CO3 C→CO→CO2→H2CO3 Fe→Fe2O3→Fe2(SO4)3→Fe(OH)3→FeCl3 S→SO2→SO3→H2SO4(单质硫不能直接转化为SO3) 各类物质间的转化关系:(1)金属+金属氧化物(碱性氧化物) (2)碱性氧化物(可溶)+水碱(可溶)&(3)碱(难溶)碱氧(难溶)+水 (4)酸+碱盐+水 ;(5)非金属+非金属氧化物(酸性氧化物)&(6)酸性氧化物(易溶)+水酸(易溶)&(7)酸(易挥发/难溶)酸氧+水(易挥发/难溶) 从纵向来看,金属碱性氧化物碱盐,其中金属元素相同。非金属酸性氧化物酸(含氧酸)盐,其中非金属元素相同。横向:(8)金属+非金属(无氧酸)盐 (9)碱氧+酸氧(含氧酸)盐&(10)含氧酸盐碱氧+酸氧&(11)盐+盐两种新盐 交叉:(12)酸+碱氧盐+水&(13)碱+酸氧盐+水&(14)酸+盐新酸+新盐&;(15)碱+盐新碱+新盐&(16)金属+酸盐+ (17)金属+盐新盐+新金属(18)金属+盐新盐+新金属&(置换反应)
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候氏制碱法中的碱指的是什么
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是指纯碱,碳酸钠。
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侯氏制碱法的原理是什么
要根据化学方程式解答
将几个化学式合并起来回答
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑
采纳率:38%
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 (2)NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl(NaHCO3溶解度小,8-12g/100g) (3)2NaHCO3=[加热]=Na2CO3+H2O+CO2↑ (4)蒸发结晶得到Na2CO3 10H2O,Na2CO3 7H2O,Na2CO3 H2O等水合碳酸钠,继续加热失去全部结晶水,得到Na2CO3白色粉末 Na2CO3,分子量106,水溶液呈碱性(pH=10),用作食用碱
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侯氏制碱法原理
侯氏制碱法原理,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。要制纯碱,先制得溶解度较小的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。
侯氏制碱法原理原理介绍
其化学方程式可以归纳为以下三步反应。
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(首先通入氨气,然后再通入二氧化碳)
(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(NaHCO3溶解度最小,所以析出。)
(3)2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3热稳定性很差,受热容易分解)
且利用NH4Cl的溶解度,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。
侯氏制碱法原理背景
为了实现中国人自己制碱的梦想,揭开法生产的秘密,打破洋人的封锁,把全部身心都投入到研究和改进制碱工艺上,经过5年艰苦的摸索,终于在1926年生产出合格的纯碱。侯德榜,字致本,著名化学家,侯氏制碱法的创始人。于日出生于福建省闽侯县的农民家庭。1907年以优异成绩毕业于福州。1913年以特别优秀的成绩完成预科学业,公费派往美国留学。1921年获博士学位,同年接受永利碱业公司的聘请,回国发展我国的化学工业。曾任塘沽永利碱厂和南京永利硫酸铵厂总工程师兼厂长、永利化学公司总经理。为解决当时国内外市场急需纯碱,在较短的时间掌握并改进了著名的,使工艺过程缩短,而产量大增,1939年首先提出并自行设计的新的联合制碱法的连续过程,使纯碱工业和氮肥工业得到发展,这就是著名的“侯氏制碱法”。
侯氏制碱法原理依据
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。
侯氏制碱法原理优点
侯氏制碱法与索尔维相比,具有以下优点:
最大的优点是使NaCl的利用率提高到96%以上。
另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子,同时,生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳,转变为碱厂的主要原料来制取纯碱,这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑;
将碱厂的无用的成分氯离子(Cl-)来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨,制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处,又难于处理的氯化钙,减少了对环境的污染,并且大大降低了纯碱和氮肥的成本,充分体现了大规模联合生产的优越性。
侯氏制碱法原理理论发展
许多工业部门,尤其是纺织、肥皂、造纸。玻璃、火药等行业都需要大量用碱。古代那种从草木灰中提取碱液,从盐湖水中取得天然碱的方法是远远不能满足需求的。为此, 1775年用10万法郎的悬赏征求可工业化的制碱方法。1788年,提出了以氯化钠为原料的制碱法,经过4年的努力,得到了一套完整的生产流程。勒布兰制碱流程虽然在推广应用中不断地被完善,但是因为这方法主要是利用固相反应,又是高温操作,存在许多缺陷,生产不能连续,劳动强度大,煤耗量大,产品质量不高。面对这些问题,许多人有意改革它。到了1862年,化学家索尔维实现了氨碱法的工业化。由于这种新方法能连续生产,产量大,质量高,省劳动力。废物容易处理,成本低廉,它很快取代了勒布兰法。
掌握索尔维制碱法的资本家为了独享此项技术成果,他们采取了严密的保密措施,使外人对此新技术一无所知。一些技术专家想探索此项技术秘密,大都以失败告终。不料这一秘密竞被一个中国人运用智慧摸索出来了。这个人就是侯德榜。
索尔维制碱法的秘密
,日生于福建农村。少年时他学习十分刻苦,就是伏在水车上双脚不停地车水时,仍能捧着书本认真读书。后来在姑母的资助下,他单身来到福州英华书院和闽皖路矿学堂读书。毕业后曾在津浦铁路符离集车站做过工程练习生。在工作之余,他抓紧时间学习,1911年考入清华留美预备学校。经过3年的努力,他以10门功课1000分的优异成绩被保送到美国留学。8年中,他先后在、、攻读化学工程,1921年取得博士学位。
在国外留学时,他时刻怀念祖国,惦记着处于水深火热中的苦难同胞。这时候,在纽约他遇到了赴美考察的先生。陈受爱国实业家范旭东委托,为在中国兴办碱业特地到美国来物色人才。当陈先生介绍帝国主义国家不仅对我国采取技术封锁,而且利用我国缺碱而卡我国民族工业的脖子的情况时,具有强烈爱国心的侯德榜马上表示,“可以放弃在美国的舒适生活,立即返回祖国,用自己的知识报效祖国。”
1921年10月侯德榜回国后,出任范旭东创办的永利碱业公司的技师长(即总工程师)。他深刻地体会到创业之艰难。要创业首先需要实干的精神。他脱下了白领西服,换上了蓝布工作服和胶鞋,身先士卒,同工人们一起操作。哪里出现问题,他就出现在哪里,经常于得浑身汗臭,衣服中散发出酸味、氨味。他这种埋头苦干的作风赢得了工人们、甚至外国技师的赞赏和钦佩。在他的带领下,技师、工人们团结一心,为建成中国自己的碱厂而奋战。
虽然索尔维制碱法的原理很简单:先把氨气通入食盐水,然后向氨盐水中通二氧化碳,生产溶解度较小的碳酸氢钠。再将碳酸氢钠过滤出来,经焙烧得到纯净洁白的碳酸钠。但是具体的生产工艺却为外国公司所垄断,所以侯德榜要掌握此法制碱,得完全靠自己进行摸索,困难是很多的。且不说工艺设计、材料选择、设备的挑选和安装等经过了一个又一个难关,仅从试生产的过程也可略见一斑。例如干燥锅结疤了,浑圆的铁锅在高温下停止了转动,时间长了后果是很严重的。技师们都急得团团转,这时候侯德榜果敢地拿起粗的大铁杆往下捅,操起10一15公斤重的铁杆上下捅可不比举重运动员举杠铃轻松,累得他双眼直冒金星,汗水湿透了工装。不久他觉得单靠力气难于解决这一技术问题,经过大家商量,他们采用加干碱的办法终于使锅底上的碱疤脱水掉下来,总算克服了困难。
侯德榜奋不顾身地把全部身心都扑到了生产上,从调换碳酸化塔的水管,另行设计分解炉,到多次加强冷却设备,改造过滤机以及处理不断发生的生产故障,他都以探索者的勇气、生产者的细心和科学家的严谨来对待。经过紧张而又辛苦的几个寒暑的奋战,侯德榜终于掌握了索尔维制碱法的各项技术要领。日,正式投产。正当大家兴高采烈地等待雪白的纯碱从烘烧干燥炉中出来时,出现在眼前的却是暗红色的纯碱。怎么回事?这无形给大家泼了一盆冰水。作为总工程师的侯德榜冷静地去寻找事故的原因。经过分析他很快就发现纯碱变成暗红色是由于污染所致。随后他们以少量硫化钠和铁塔接触,致使铁塔内表面结成一层硫化铁保护膜。再生产时纯碱变成纯白色了。日产180吨纯碱的永利碱厂终于矗立在中国大地上。1926年,永利碱厂生产的“红三角”牌纯碱在美国举办的万国博览会上荣获了金质奖章。这一袋袋的纯碱是中华民族的骄做,它象征着中国人民的志气和智慧。
摸索到素尔维制碱法的奥秘,本可以高价出售其专利而大发其财,但是和范旭东一样,侯德榜主张把这一奥秘公布于众,让世界各国人民共享这一科技成果。为此侯德榜继续努力工作,把制碱法的全部技术和自己的实践经验写成专著《制碱》于1932年在美国以英文出版。一个有骨气的中国人就是这样披露了索尔维制碱法的奥秘。
拼命为之的中国化工业
三酸二碱是化学工业的基本原料,仅能生产纯碱显然是不行的。在永利碱厂投入正常运行后,永利公司计划筹建永利硫酸铵厂。这个厂可以同时生产氨、硫酸、硝酸和硫酸铵。建厂的重担自然又落在侯德榜的肩上。
建造硫酸铵厂与当年永利碱厂的开创不一样,不存在技术保密的问题,面临的问题关键是怎么引进国外技术、选购设备,争取投资少而见效快。为此侯德榜不辞辛苦对整个计划作了周密的调查研究。
铵厂的设计,应该自成系统,完整合理,引进技术要完全立足于国情,而不是照搬外国的成套设备。在采购设备中,侯德榜精打细算。凡是国内能够保证质量的,就自己动手在国内解决。进口外国设备时,他巧妙地利用了各国厂商之间的竞争,选择适用又价廉的设备,对若干;更是力主择优。在与外商谈判和选购设备时,侯德榜相当机智,例如制硫酸的全套设备是从美国买的,在买下这套设备的同时,侯德榜顺便索要了硫酸铵的生产工艺图纸。掉过头来,他又从另一家工厂以废钢铁的价格买下一套硫酸铵生产设备(时至今日还在运转)。这种精明能干连美国的许多经理都佩服。
硫酸铵厂的设备来自英、美、德、等国的许多厂家,还有些是本国造的,最后竟能全部成龙配套,这是很不容易的。它充分显示了侯德榜的学识才干和悉心经营,表现出他高度的事业心和可贵的献身精神。侯德榜能这样出色地指挥完成这项巨大工程,还在于他精通业务、知识广博。正如他自己说的:“要当一员称职的化学工程师,至少对机电、建筑要内行。”这也是他的座右铭。在他给友人的一封信中他曾写道:这些事,“无一不令人烦闷,设非隐忍顺应,将一切办好,万一功亏一簧,使国人从此不敢再谈化学工程,则吾等成为中国之罪人。吾人今日只有前进,赴汤蹈火,亦所弗顾,其实目前一切困难,在事前早已见及,故向来未抱丝毫乐观,只知责任所在,拼命为之而已。“这就是侯德榜事业心的生动写照。
1937年之丹,在侯德榜、范旭东及全厂员工的努力下,硫酸铵厂首次试车成功。侯德榜“拼命为之”的又一事业成功了。
侯氏联合制碱法的发明
1937年。日本侵华的战火伸向上海、南京。位于南京的硫酸铵厂作为亚洲第一流的化工厂,令日本侵略者垂涎三尺,日本侵略者看到永利公司的军事价值,年产一万吨硝酸,可以制造几万吨烈性炸药。他们派人企图收买范旭东和侯德榜。范、侯明确地表示:“宁肯给工厂开追悼会,也决不与侵略者合作”侵略者加大压力。甚至派飞机对碱厂进行狂轰滥炸。在战火逼近的情况下,侯德榜当机立断,布置技术骨干和老工人转移,组织重要机件设备拆运西迁。
1938年,侯德榜率西迁的全部员工在四川岸边的建设永利化工厂。新厂采取什么工艺是首先要考虑的。制碱的主要原料食盐,在川西只能来源于深井中的盐卤浓缩。盐卤浓度低,所以食盐的成本很高。加上法的食盐转化率不高(只有70%),这就进一步提高了制碱的成本。固此继续采用索尔维制碱法,生产就难以维持。
侯德榜经过调查,决定改进索尔维法开创制碱新路,他总结了索尔维法的优缺点,认为这方法的主要缺点在于,两种原料组分只利用了一半,即食盐(NaCl)中的钠和石灰(CaCO3)中的碳酸根结合成纯碱(NaCO3)另一半组分食盐中的氯和石灰中的钙结合成了CaCl2,却没有用途。
针对以上生产中不可克服的种种缺陷,侯德榜创造性地设计了联合制碱新工艺。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”。
新中国即将成立的1949年初,侯德榜还在印度指导工作,当他得到友人转来的给他的信后,他立即克服了种种阻挠,于1949年7月回到了气象更新的祖国,作为科学家的代表参加了全国政治协商会议。从此他开始投入恢复、发展新中国化学工业的崭新工作。为了祖国的化工事业,他走遍大江南北、长城内外。1960年前后,为适应我国农业生产的需要,侯德榜不顾自己已是70高龄,和技术人员一道共同设计了碳化法制造碳酸氢铵的新工艺,为我国的化肥工业发展作出了巨大贡献。
侯德榜先生对科学的态度一贯是严肃认真的。在研究联合制碱的过程中,他要求每个试验都得做30多遍才行。开始时有些人不理解,以为这是浪费时间和耗费精力,多此一举。后来的事实证明,多数试验在进行了20多次以后,数据才稳定下来,这样得到的数据资料才是可靠的,人们这才真正认识到侯德榜这种细致周密、一丝不苟的的科学态度是多么难能可贵。
侯德榜一生谦虚谨慎,平易近人。在创造永利碱厂时是这样,在以后的长期工作中也是这样。他和技术人员、工人及晚辈们在一起,从来不把自己放在权威或高人一等的位置,讨论问题,他总是认真地听取别人的意见,善于从大家的智慧中吸取积极的因素来充实、完善自己的设想。大家都觉得跟他一起工作,心情特别舒畅,能从他身上学到不少东西。
日,侯德榜先生因病与世长辞,享年84岁。
侯氏制碱法原理著作
侯德榜一生勤奋好学,虽工作繁忙却还著书立说。
《纯碱制造》
《纯碱制造》一书于1933年在纽约列入丛书出版。这部化工巨著第一次彻底公开了索尔维法制碱的秘密,被世界各国化工界公认为制碱工业的权威专著,同时被相继译成多种文字出版,对世界制碱工业的发展起了重要作用。美国的教授称这本书是“中国化学家对世界文明所作的重大贡献”。
《制碱工学》
《制碱工学》是侯德榜晚年的著作,也是他从事制碱工业40年经验的总结。全书在科学水平上较《纯碱制造》一书有较大提高。该书将“侯氏碱法”系统地奉献给读者,在国内外学术界引起强烈反响。
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