Question

18．1862年比利時(shí)化學(xué)家索爾維以NaCl、CO₂、NH₃、H₂O為主要原料，制得純凈碳酸鈉，稱之為索爾維制堿法．
索爾維制堿法的主要操作程序是：①在飽和食鹽水中通入氨氣氨化后，再通入二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體；
②將碳酸氫鈉固體在250℃焙燒以制得碳酸鈉，生成的二氧化碳可循環(huán)使用；
③在分離出碳酸氫鈉固體的母液里，加入生石灰加入，使氨逸出，并循環(huán)使用．
閱讀以上材料，回答以下各問(wèn)：
（1）飽和食鹽水要先氨化后，再通入二氧化碳，在這個(gè)生成NaHCO₃過(guò)程中，發(fā)生的兩步化學(xué)方程式是CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃、NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（2）在析出NaHCO₃晶體的母液中，加入生石灰并加熱時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaO+H₂O=Ca（OH）₂、NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+NaOH+H₂O、2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（3）把NaHCO₃變?yōu)镹a₂CO₃的化學(xué)方程式是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）我國(guó)化學(xué)家侯德榜提出了將索爾維制堿與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)，創(chuàng)立了全新的現(xiàn)代制堿工藝，被世界化學(xué)界稱為侯氏制堿法．
侯氏制堿法的主要特點(diǎn)是：用合成氨廠生產(chǎn)的NH₃及CO₂為原料，在析出NaHCO₃晶體的母液里，加入食鹽，使氯化銨晶體析出，飽和食鹽水循環(huán)使用．
閱讀以上材料，簡(jiǎn)析侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)：使NH₄Cl析出，可做氮肥；減少無(wú)用的CaCl₂生成，原料NaCl充分利用．

Answer 1

分析 （1）氨氣溶液水生成一水合氨，二氧化碳與一水合氨反應(yīng)生成碳酸氫銨，氯化鈉與碳酸氫銨反應(yīng)生成氯化銨和碳酸氫鈉；
（2）析出小蘇打的母液中含有氯化銨，加入生石灰后，生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與氯化銨反應(yīng)生成氨氣；
（3）碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；
（4）分析比較兩種制備流程，結(jié)合反應(yīng)生成產(chǎn)物比較異同，從副產(chǎn)物的主要作用和原料利用等分析比較．

解答 解：（1）氨化的飽和NaCI溶液中通過(guò)入CO₂，反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，方程式為：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃ NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案為：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃、NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（2）析出小蘇打的母液中含有氯化銨和碳酸氫鈉，加入生石灰后，生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，碳酸氫鈉溶液與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，氫氧化鈣與氯化銨反應(yīng)生成氨氣，發(fā)生的化學(xué)方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂、NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+NaOH+H₂O、2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂、NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+NaOH+H₂O、2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（3）碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）索爾維法缺點(diǎn)：大量CaCl₂用途不大，NaCl利用率只有70%，約有30%的NaCl留在母液中；
侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)：把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，提高了食鹽利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對(duì)環(huán)境的污染，降低了純堿的成本．保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%；NH₄Cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO₂，減少無(wú)用的氯化鈣生成；
故答案為：使NH₄Cl析出，可做氮肥；減少無(wú)用的CaCl₂生成，原料NaCl充分利用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了純堿的制備原理分析比較，明確物質(zhì)的性質(zhì)和生產(chǎn)原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．