Question

8．NaCl是價廉且應用廣泛的化工業(yè)原料，例如應用于純堿工業(yè)、氯堿工業(yè)、氯酸鉀工業(yè)、肥皂工業(yè)等．
（1）19世紀60年代氨堿法是純堿工業(yè)廣泛使用的方法，20世紀20年代以后被聯(lián)合制堿法逐漸取代．
①請寫出以NaCl為原料利用氨堿法生產(chǎn)純堿的化學方程式NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
②在聯(lián)合制堿法中，純堿工廠與合成氨工廠進行聯(lián)合生產(chǎn)，以方便的獲得原料NH₃、CO₂．
③在聯(lián)合制堿法中循環(huán)使用，而在氨堿法中循環(huán)使用率不高的物質是CO₂、NaCl．
（2）氯酸鉀是重要的化工業(yè)產(chǎn)品，在火柴、炸藥、雷管、焰火等制造中有重要應用，工業(yè)中首先通過電解熱食鹽水制得氯酸鈉，再加入一定量的氯化鉀即可得到氯酸鉀沉淀．
①在火柴、炸藥、雷管、焰火的制造過程中大量使用氯酸鉀，主要應用氯酸鉀的強氧化性．
②請寫出電解食鹽水生產(chǎn)氯酸鈉的化學方程式NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑．該工藝過程中使用    的裝置與氯堿工業(yè)中使用的裝置主要區(qū)別有需要加熱恒溫控制、沒有離子交換膜（請答出兩點）．
（3）在肥皂的工業(yè)生成過程中，也要使用NaCl的目的是加入食鹽使肥皂析出．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)制取純堿的原理：向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿；
②聯(lián)堿法是以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣）為原料來制取純堿，聯(lián)合制堿法是向飽和的氯化鈉溶液中，先通入氨氣后通入過量的二氧化碳，根據(jù)溶解度之間的差異得到碳酸氫鈉沉淀，碳酸氫鈉灼燒分解得到碳酸鈉；
③聯(lián)合制堿法循環(huán)物質：氯化鈉，二氧化碳，而在氨堿法中循環(huán)使用率不高；
（2）①氯酸鉀中氯元素的化合價為+5價，反應中元素化合價降低，具有強氧化性；
②電解氯化鈉溶液控制條件可以得到氯酸鈉和氫氣，根據(jù)NaCl做還原劑，H₂O作氧化劑分析解答；該工藝過程中使用的裝置與氯堿工業(yè)中使用的裝置主要區(qū)別有無離子交換膜，需要加熱恒溫；
（3）制肥皂時，皂化反應結束后，加入食鹽有利于肥皂的析出，通過鹽析使肥皂析出．

解答 解：（1）①氨氣溶于水所得氨水呈堿性，比水更易吸收二氧化碳；向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿，上述反應的化學方程式分別為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
②在聯(lián)合制堿法中，聯(lián)合制堿法包括兩個過程：第一個過程與氨堿法相同，將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO₃微小晶體，再煅燒制得純堿產(chǎn)品，放出的二氧化碳氣體可回收循環(huán)使用，其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液，第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結晶沉淀出氯化銨晶體，在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨氣，可以使氯化銨單獨結晶沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品，純堿工廠與合成氨工廠進行聯(lián)合生產(chǎn)，以便獲得原料NH₃、CO₂，
故答案為：合成氨；NH₃、CO₂；
③氨堿法的最大缺點在于原料食鹽的利用率只有72%～74%，聯(lián)合制堿法最大的優(yōu)點是使食鹽的利用率提高到96%以上，此外氨堿法與聯(lián)合制堿法相比，CO₂循環(huán)使用率也不高，
故答案為：CO₂、NaCl；
（2）①處于高價的元素具有氧化性，氯酸鉀中氯元素的化合價為+5價，在火柴、炸藥、雷管、焰火的制造過程中分解生成氯化鉀和氧氣，氯元素化合價降低，表現(xiàn)強氧化性，
故答案為：強氧化；
②化合價升高的氯元素被氧化，化合價由-1價升高到+5價，化合價降低的氫元素被還原，化合價由+1價降低到0價，根據(jù)氧化還原反應得失電子數(shù)相等，反應為：NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑，該工藝過程中使用的裝置與氯堿工業(yè)中使用的裝置主要區(qū)別有需要加熱恒溫控制、沒有離子交換膜，
故答案為：NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑；需要加熱恒溫控制、沒有離子交換膜；
（3）工業(yè)上制肥皂時，為了使肥皂和甘油充分分離，常向皂化鍋中慢慢加入食鹽顆粒，將高級脂肪酸鈉從混合液中析出，
故答案為：加入食鹽使肥皂析出．

點評 本題主要考查了氨堿法（索氏）和聯(lián)合制堿法（侯氏）的原理、氯酸鉀的性質、鹽析等知識，掌握原理是解題的關鍵，題目難度中等．