高考复读生,在侯氏制碱法中,涉及的主要化学反应方程式是什么?

太原醍醐高补 2024-05-03 11:33:37

侯氏制碱法的基本原理是依据离子反应发生的原理进行的,即离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。具体来说,侯氏制碱法利用碳酸氢钠(NaHCO₃)在溶液中溶解度较小的特性,通过一系列化学反应制备纯碱(Na₂CO₃)。

制备过程大致如下:

制备饱和氨盐水:向饱和的氯化钠(NaCl)溶液中通入氨气(NH₃),使其达到饱和,形成饱和氨盐水。

通入二氧化碳:向饱和氨盐水中通入足量的二氧化碳(CO₂),二氧化碳与氨气和水反应生成碳酸氢铵(NH₄HCO₃)。同时,碳酸氢铵与氯化钠发生复分解反应,生成碳酸氢钠(NaHCO₃)和氯化铵(NH₄Cl)。

分离碳酸氢钠:由于碳酸氢钠在该状态下溶解度很小,所以它会以晶体的形式析出。此时,可以通过过滤、洗涤等步骤得到碳酸氢钠晶体。

分解碳酸氢钠:将得到的碳酸氢钠晶体加热,使其分解生成纯碱(Na₂CO₃)、水和二氧化碳。这个过程中,碳酸氢钠不稳定,受热易分解。

回收氯化铵:在析出碳酸氢钠后的溶液中,氯化铵的溶解度相对较大,可以通过蒸发结晶、过滤等步骤得到氯化铵晶体。氯化铵可以作为肥料使用,也可以循环用于下一次的制碱过程。

在侯氏制碱法中,涉及的主要化学反应方程式是什么?

制备碳酸氢钠的反应:

NaCl(饱和) + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3↓ + NH4Cl

这个反应描述的是饱和氯化钠溶液与二氧化碳、氨气和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵。其中,碳酸氢钠由于溶解度较小,会以沉淀的形式析出。

碳酸氢钠的分解反应:

2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2↑(条件为加热)

这个反应描述的是碳酸氢钠在加热条件下分解生成纯碱(碳酸钠)、水和二氧化碳。这是制备纯碱的关键步骤。

这两个化学反应方程式帮助我们理解侯氏制碱法制备纯碱的过程:

通过第一个反应,我们利用饱和氯化钠溶液、二氧化碳、氨气和水作为原料,制备出碳酸氢钠和氯化铵。这个过程中,由于碳酸氢钠的溶解度较小,所以它会以沉淀的形式析出,从而实现了从溶液中分离出碳酸氢钠的目的。

通过第二个反应,我们对碳酸氢钠进行加热处理,使其分解生成纯碱、水和二氧化碳。这个过程中,我们得到了所需的纯碱产品,同时产生的二氧化碳可以循环使用,提高原料的利用率。

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太原醍醐高补

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