Question

技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新永無止境，我國化工專家侯德榜改革國外路布蘭、索爾維的純堿生產(chǎn)工藝，使生產(chǎn)純堿的成本明顯降低．生產(chǎn)流程可簡要表示如下圖：

（1）向沉淀池中要通入CO₂和氨氣，應(yīng)先通入

 

（填化學(xué)式）．
（2）沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，煅燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）向母液中通氨氣后再加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出的副產(chǎn)品是

 

，加入細(xì)小食鹽顆粒的作用是

 

．
（4）寫出路布蘭制堿法的反應(yīng)原理中屬于氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，該法與侯德榜制堿法相比的缺點(diǎn)是

 

（寫出兩點(diǎn)即可）
（5）候氏制堿法制得的純堿中含有碳酸氫鈉雜質(zhì)．現(xiàn)用沉淀法測定純堿的純度，取m₁g樣品，加水溶解，再加過量的CaCl₂溶液，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥后稱得沉淀的質(zhì)量為m₂g．則此樣品中的純度表達(dá)式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氯堿工業(yè)

專題：

分析：（1）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較�。�
（2）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，煅燒碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳?xì)怏w和水；
（3）根據(jù)反應(yīng)方程式確定母液中的溶質(zhì)，食鹽中含有氯離子，加入食鹽有利于氯化銨析出；
（4）碳的產(chǎn)物是二氧化碳，據(jù)此書寫；依據(jù)化學(xué)方程式中物質(zhì)的定量關(guān)系分別計(jì)算得到所求各量；布蘭制堿法與其它兩種制堿法工藝相比生產(chǎn)時需要高溫消耗能源，需硫酸，硫酸具有腐蝕性，中間產(chǎn)物為CaS，廢棄物長期堆積臭氣四溢；
（5）此反應(yīng)的原理為：碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀．

解答： 解：（1）二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，所以應(yīng)該先通氨氣有利于吸收二氧化碳，故答案為：NH₃；
（2）氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳、水，化學(xué)方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，故答案為：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）根據(jù)NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓及流程圖知，母液中溶質(zhì)為氯化銨，故向母液中通氨氣后再加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出的副產(chǎn)品是：NH₄Cl，食鹽中含有氯離子，加入食鹽有利于氯化銨析出，故答案為：NH₄Cl；增大Cl^-濃度，使NH₄Cl更多析出；                        
（4）碳被氧化生成二氧化碳，此時所發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂SO₄+2C

高溫  .

Na₂S+2CO₂↑，布蘭制堿法用氯化鈉與硫酸反應(yīng)制硫酸鈉，用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉，用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制碳酸鈉，原料需硫酸，硫酸具有腐蝕性，硫酸對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，生產(chǎn)時需要高溫消耗能源成本較高，中間產(chǎn)物為CaS，廢棄物長期堆積臭氣四溢，故答案為：Na₂SO₄+2C

高溫  .

Na₂S+2CO₂↑；生產(chǎn)時需要高溫、硫酸對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、CaS廢棄物長期堆積臭氣四溢、成本較高；
（5）此時發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃+2NaCl
                       106         100
                        x          m₂
 解x=

106m2

100

，故純堿的純度為：

106m2 100

m1

×100%=

106m2

m1

%，故答案為：

106m2

m1

%．

點(diǎn)評：本題主要考查了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，了解制備原理，知道常見物質(zhì)分離的方法，難度中等．