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工業上生產燒堿的方法

作者:化工綜合網發布時間:2024-09-18分類:聚合物瀏覽:79


導讀:一、工業上生產燒堿的方法2NaCl+2H2O====通電====2NaOH+H2+Cl2二、純堿工業制作方法純堿即蘇打(soda),化學式為Na2CO3,是一種重要...

一、工業上生產燒堿的方法

2NaCl + 2H2O====通電====2NaOH + H2 +Cl2

二、純堿工業制作方法

純堿即蘇打(soda),化學式為Na2CO3,是一種重要的化工原料,是食品、造紙、制藥、玻璃、肥皂、印染等工業乃至人民日常生活的必需品。

一:布蘭制堿法: 古代,人們從草木灰中提取碳酸鉀,后來又從鹽堿地和鹽湖等天然資源中獲取碳酸鈉,但量太小。遠不能滿足化工生產需求,1791年法國醫生路布蘭首先獲得制堿專利,以食鹽為原料制堿,稱路布蘭制堿法,該法分三布:

①用氯化鈉與硫酸反應制硫酸鈉:2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl;

②用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉:Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑

③用硫化鈉與石灰石反應制碳酸鈉:Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS

缺點:; 該方法生產時需要高溫,硫酸對設備腐蝕嚴重,CaS廢棄物長期堆積臭氣四溢,加之成本較高,后被氨堿法代替。

二: 氨堿法即索爾維制堿法, 是1862年,比利時人索爾維以食鹽、氨、二氧化碳原料發明的制堿法,其反應也分三步進行:

①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl

③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O

反應生成的CO2可回收利用,NH4Cl又可與生石灰反應重新生成氨氣:

2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O

缺點: 該法實現了連續化生產,食鹽利用率得到提高,使純堿價格大大降低,并且產品質量純凈,故被稱純堿。

三: 候氏制堿法 對上述方法做了較大的改進,此法的最大特點是不從固體碳酸氫銨(NH4HCO3),而是由鹽鹵先吸收氨后再碳酸化以進行連續生產,此法的原理是:低溫下用氨飽和的飽和食鹽水通入二氧化碳(CO2)可析出碳酸氫鈉(NaHCO3),此時母液中Na+減少而Cl-相對多,此時再加入細鹽末,因同離子效應,低溫氯化銨(NH4Cl)溶解度突然降低,而食鹽(NaCl)的溶解度變化不大,所以氯化銨(NH4Cl)析出而食鹽不析出,再用氨飽和后通二氧化碳(CO2),結果往返析出NaHCO3和NH4Cl,其中氨由氮與水中的氫化合制成,CO2是提取氫氣和氮氣的半水煤氣之副產品,這樣巧妙的把氮氣工業和制堿工業聯合起來,故候氏制堿法又稱聯合制堿法。該法生產的堿質量優良,純白如雪,在1926年獲美國費城“萬國博覽會金質獎”。具體是這樣的:

1 向已經氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳

NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3(析出)

2 加熱碳酸氫鈉,得到碳酸鈉

2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2

3 利用碳酸鈉通入石灰水,制得氫氧化鈉

Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3

4 培燒碳酸鈣,得到二氧化碳循環

CaCO3=CaO+CO2

CaO+H2O=Ca(OH)2

5 向1步反應的母液中,加入過量食鹽,氯化銨結晶析出,制成化肥使用。

侯德榜先生經過上千次試驗,在1943年研究成功了聯合制堿法。這種方法把合成氨和純堿兩種產品聯合生產,提高了食鹽利用率,縮短了生產流程,減少了對環境的污染,降低了純堿的成本。

三、工業生產化工原料純堿和化肥氯化銨的工藝流程示意圖如下:[生產原理]反應②:NaCl(飽和)+NH3+CO2+H2O=N

(1)過濾是除去不溶性固體雜質的操作和NaCl(飽和)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,要用氮氣和氫氣反應生成氨氣,故答案:過濾;N2

(2)上步中有剩余的氫氧化鈉,氫氧化鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉和水,故答案:NaOH+HCl=NaCl+H2O

(4)二氧化碳屬溫室氣體,還能循環使用二氧化碳節約資源,故答案:節約原料、減緩溫室效應(答案合理即可)

(5)操作流程不洗滌會造成晶體中含有氯化銨.

A、氯化銨和稀鹽酸不能反應,無現象,A不正確.

B、氯化銨和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和氨氣還有水,含有雜質就會產生有刺激性氣味的氣體,反之沒有,B正確.

C、氯化銨和氯化鈣不能反應,無現象,C不正確.

D、氯化銨和硝酸銀能反應生成不溶于稀硝酸的氯化銀白色沉淀和硝酸銨,含有氯化銨加入硝酸銀會產生白色沉淀,反之不含氯化銨,D正確.

故選:BD(錯選、漏選不得分)

四、堿的生產工藝,請詳細介紹.

工藝職固堿就是把液堿的水分蒸發掉,一般采用的是熬制方法。

從隔膜槽或者離子膜槽中電解產生的液堿(隔膜槽的濃度低,才20%多,離子膜高,能到濃液堿水平,40%以上。一般是隔膜堿先通過一次蒸發,產出濃液堿,然后再根據實際生產要求是做液堿還是固堿),直接倒入大鐵鍋中熬,直至變為固態(其中還要分片堿和粒堿,后者要求高,只有少數廠能做出符合國際要求的產品,天津大沽化是全國第一).

現在我國工業作固堿都是這樣,工藝十分落后。而且工作環境及其惡劣,那里的工人師傅很辛苦。希望我們能盡快研究出更好的工藝。

五、我國化學家侯德榜(如圖)改進國外的純堿生產工藝,生產流程可簡要表示如下:(1)上述生產純堿的方法稱_

(1)該生產純堿的方法是侯德榜發現的,所以稱侯德榜制堿法,也叫聯合制堿法;

最終的副產物是氯化銨,是一種很好的氮肥,也可用作焊藥或電解液.

故答案為:聯合制堿法或侯德榜制堿法;?化肥(或電解液、焊藥等)

(2)從流程圖可以看出,沉淀池中加入的反應物有氨氣、二氧化碳、氯化鈉,根據生成物是碳酸氫鈉,可推出反應物有水,同時可知碳酸氫鈉為沉淀.

反應原理首先是氨氣、二氧化碳和水反應生成碳酸氫氨,然后碳酸氫氨和氯化鈉發生復分解反應交換成分生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨.

故答案為:NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓

或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓

(3)煅燒爐中發生的反應是碳酸氫鈉受熱分解,生成純堿、二氧化碳氣體和水,所以X是二氧化碳.

故答案為:CO2

(4)因為氯化鈉最后剩余在母液中,所以循環I是氯化鈉的循環;分離沉淀的方法是過濾.

故答案為:I;?過濾????

(5)鑒別氯離子可向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,生成白色沉淀證明有氯化鈉存在.

故答案為:稀硝酸和硝酸銀溶液????

(6)氨氣溶于水后生成氨水,氨水電離成銨根,增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來,所以選項A正確;

通入氨氣使溶液堿性增強,使碳酸氫鈉轉換為溶解度較大的碳酸鈉,可以提高氯化銨的純度所以選項C正確,選項B錯誤.

故答案為:AC

標簽:純堿生產如圖


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