高中化学知识点：工业生产纯碱

工业生产纯碱：

纯碱（学名碳酸钠）实际上是盐，由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性。纯碱易溶于水，呈强碱性，能提供
Na⁺离子。这些性质使它们被广泛地用于制玻璃、肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。
碳酸钠在自然界中存在相当广泛。一些生长在盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠，可以从植物的灰烬中提取；当冬季来临时，碱湖中所含的碳酸钠结晶析出，经过简单的加工就可以使用。
世界上最早是通过路布兰法实现了碳酸钠的工业生产。其生产原理是：
用硫酸将食盐转变成硫酸钠
NaCl+H₂SO₄NaHSO₄+HCl↑NaCl+NaHSO₄Na₂SO₄+HCl↑
将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙
Na₂SO₄+2CNa₂S+2CO₂↑Na₂S+CaCO₃Na₂CO₃+CaS
存在原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等


氨碱法生产硫酸：

氨碱法是由比利时人索尔维发明的，所以，氨碱法也称为索尔维制碱法。氨碱法的原料也是氯化钠和碳酸钙，不同的是它还使用了炼焦的副产品氨。
原料：CaCO₃、NaCl、NH₃
1．生成碳酸氢钠和氯气铵
将CO₂通入含NH3的饱和NaCl溶液中
NH₃+CO₂+H₂O==NH₄HCO₃NaCl+NH₄HCO₃==NaHCO₃↓+NH₄Cl
2．抽取碳酸钠2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O↑
氨碱法生产原理：

氨碱法的优点：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循环利用，产品纯度高，步骤简单。氨碱法的缺点：副产物氯化钙的处理问题，氯化钠的利用率低。

联合制碱法：

我国化学侯德榜（下图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

（1）上述生产纯碱的方法称联合制碱法或侯德榜制碱法，副产品的一种用途为化肥或电解液或焊药等。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是NH₃＋CO₂＋H₂O＋NaCl＝NH₄Cl＋NaHCO₃↓或NH₃＋CO₂＋H₂O＝NH₄HCO₃ NH₄HCO₃＋NaCl＝NaHCO₃↓＋NH₄Cl。
（3）写出上述流程中X物质的分子式CO₂。
（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了I的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是过滤
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加稀硝酸和硝酸银溶液
（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用是：
①增大NH₄⁺的浓度，使NH4Cl更多地析出②使NaHCO₃转化为Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl纯度
联合法综合利用了合成氨的原料，提高了氯化钠的利用率，减少了环境污染。
NH₃、CO₂都来自于合成氨工艺；这样NH4Cl就成为另一产品化肥。综合利用原料、降低成本、减少环境污染，NaCl利用率达96％。




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