侯氏制碱法整个流程是:
(1)通入NH3和CO2与水反应生成NH4HCO3,溶解度比较大.
(2)加入NaCl,因为NaHCO3的溶解度很小,含量较多时会以沉淀的形式析出,所以反应会向着生成NaHCO3的方向进行,反应如下:
NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3↓
所以生成的碳酸氢钠可以过滤出来,制的了碱.此时,溶液中主要有NaCl和NH4Cl
(3)NHCl在常温下溶解度较大,但在温度较低时溶解度很小,而NaCl的溶解度随温度的变化基本上不变,所以为了分离以上两种物质,可以显加入一些细盐,使溶液变成饱和,在用降温结晶的方法,使NH4Cl以晶体的形式析出,然后过滤,得到的NH4Cl可以做氮肥.NaCl蒸发结晶得到纯净的食盐.(之所以额外加入细盐,目的是为了使NH4Cl达到饱和,一旦降温就会析出,如果是不饱和溶液,则需要降温比较明显,NH4Cl才可能析出.)
现在再看题目:
过滤出碳酸氢钠后,母液中有NH4Cl和NaCl.
母液中加入氨气和氯化钠,降温结晶,过滤后得氯化铵,此时所得母液中是啥?
此时所得的母液中只有NaCl了(还有极少量的NH4Cl和NaHCO3,可忽略),NH4Cl降温结晶以晶体的形式析出,然后过滤掉了.
原来加入氨气和氯化钠的原因是啥?
加入氨气和氯化钠的目的都是为了使溶液变成饱和,NH4Cl饱和溶液只要稍稍降温就可以结晶出来,如果溶液一开始不是饱和溶液,直接降温,NH4Cl只会因为溶解度降低慢慢变成饱和溶液,要使其析出就必须大幅度降温,这样操作就会变得很复杂而且耗能大.
加入食盐和氨气,使其变饱和,你的意思是氨气和食盐会反应,还有水,生成氯化铵?
不是,主要不是利用氨气与食盐的反应生成NH4Cl,因为这个反应的程度是非常小的,我们主要是利用氨气和食盐溶于水中使水溶液由一开始的不饱和变成饱和,这是一旦降温,就会又NH4Cl以晶体的形式析出了,你试想,如果一开始不是饱和的溶液,降低温度是为了降低NH4Cl溶解度,首先要变成饱和溶液,然后才能析出吧?这样降温幅度就要非常大了。
这个,溶液中如果溶质不同,溶质相互之间是不影响的吧?氯气和食盐的溶解应该不会使氯化铵饱和吧?
你说呢?会的。溶质溶解主要是两个过程:溶质在水中形成分子或离子,然后这些分子或离子与水结合成水合分子或离子,这也就是为什么在温度不变的条件下,溶质的溶解度一定会随着溶剂的增多而增大。同样,如果有其他的溶质结合了部分水,已经溶解了的溶质肯定会受到影响,这就要看哪个电离与结合水分子形成水合离子或分子的能力强了,易溶的溶质形成水合离子的能力更强,所以在微溶物的溶液如澄清的石灰水中加入食盐,肯定会有氢氧化钙析出。再举一个通俗的例子,如果想你说的没有影响,假如有一万种溶质的溶解度都是50g,是不是在100g水中同时加入这1w种溶质,每种50g,那么都会被溶解呢?水分子的数量是一定的,在温度不变的情况下,结合的离子或分子的数量也是一定的。所以假如氨气和食盐会结合大量的水,使自由水分子减少,溶解对NH4Cl来说变成了饱和溶液了。