1、一、侯氏制碱法1、化学原理:侯氏制碱法又名联合制碱法(1)NH3+H2 O+CO2=NH4HCO3(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3 (3)2NaHCO3 (加热)=Na2 CO3+H2O+CO2即:NaCl(饱和溶液)+NH3 (先加)+H 2O(溶液中)+CO 2(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)2NaHCO3(加热) =Na2CO3+H2O+CO22、流程图:二、氯碱工业1、实验装置:2、实验原理:阳极反应:2Cl -2e-=Cl2(氧化反应)阴极反应:2H +2e-=H2 (还原反应)总反应2NaCl+2H2O=
2、2NaOH+Cl2+H2注:在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如 NaOH 溶液和Cl2 能反应生成 NaClO、H 2 和 Cl2 混合遇火能发生爆炸。在化工生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行。3、过程:精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的 NaOH 溶液)加入阴极室。通电时,H2O 在阴极表面放电生成 H2,Na +穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有 NaOH;Cl -则在阳极表面放电生成 Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。4、原料:饱和食盐水 ,由于粗盐水中含有泥沙,所以精制食盐水时经常进行
3、以下措施:(1)过滤海水(2)加入过量氢氧化钠,去除钙、镁离子,过滤Ca 2+2OH-=Ca(OH)2(微溶) Mg2+2OH-=Mg(OH)2 Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2OMgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2(3)加入过量氯化钡,去除硫酸根离子,过滤Ba 2+SO42-=BaSO4(4)加入过量碳酸钠,去除钙离子、过量钡离子,过滤Ca 2+CO32-=CaCO3Ba 2+CO32-=BaCO3(5)加入适量盐酸,去除过量碳酸根离子2H +CO32-=CO2+H2O(6)加热驱 CO2(7)送入离子交换塔,进一步去除钙、镁离子三、制硫酸1、原料:硫黄、
4、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。2、过程:(1)制取二氧化硫(沸腾炉)燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫S+O2=点燃 =SO24FeS 2+11O2=高温 =8SO2+2Fe2O3(2)接触氧化为三氧化硫(接触室)2SO 2+O2=五氧化二钒 加热 =2SO3(可逆反应)(3)用 98.3%硫酸吸收SO 3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸)(4)加水H 2S2O7+H2O=2H2SO4(5)提纯可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度 95%98%的商品硫酸。四、制硝酸1、步骤:自然界中的硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮形成。硝
5、酸性质不稳定,因而无法在自然界长期存在,但硝酸的形成是氮循环的一环。自然界中硝酸的形成按如下步骤(1)一氧化氮的生成N 2(g)+ O2(g)电击 2NO(g)二氧化氮的生成N 2(g) + 2O2(g ) 2NO2(g)2NO(g)+ O2(g) 2NO2(g)生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸3NO2(g)+ H2O(l) 2HNO2(aq)+ NO(g)2、应用:Cu(s)+ 4HNO3(浓) Cu(NO3)2(aq)+ 2NO2(g)+ 2H2O(l)3Cu(s)+ 8HNO3(稀) 3Cu(NO3) 2(aq)+ 2NO(g)+ 4H2O(l)3Fe(s )+ 8HNO3 稀) 3Fe(
6、NO3) 2(aq)+ 2NO(g)+ 4H2O(l )(铁过量)Fe(s)+4HNO 3(稀) Fe(NO 3) 3 + NO+2H2O (稀硝酸足量)3Zn(s )+ 8HNO3(稀) 3Zn(NO3) 2(aq)+ 2NO(g)+ 4H2O(l )4Zn(s )+ 10HNO3(稀) 4Zn(NO3) 2(aq)+ N2O(g)+ 5H2O(l)4Zn(s )+ 10HNO3(稀) 4Zn(NO3) 2(aq)+ NH4NO3(aq )+ 3H2O(l )五、合成氨工业1、流程原料气的制取净化压缩合成分离液氨2、原料气的制取N2:液化空气,蒸发分离出氮气H2:用水和燃料在高温下制取3、氨的合成(1)主要设备:合成塔(2)反应原理:N2+3H2 2NH3 催化剂高温高压