Question

我國化工專家侯德榜，勇于創(chuàng)新，改進(jìn)氨堿法設(shè)計了“聯(lián)合制堿法”，為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)．請完成下列問題：
（1）氨堿法和聯(lián)合制堿法是兩大重要的工業(yè)制堿法，下列表達(dá)中，不正確的是

 

．

		氨堿法	聯(lián)合制堿法
A	原料	食鹽、氨氣、生石灰	食鹽、氨氣、二氧化碳
B	可能的副產(chǎn)物	氯化鈣	氯化銨
C	循環(huán)物質(zhì)	氨氣、二氧化碳	氯化鈉
D	評價	原料易得；設(shè)備復(fù)雜；能耗高	原料利用率高；廢棄物少

某實驗小組，利用下列裝置模擬“聯(lián)合制堿法”．

（2）取上述儀器連接裝置，順序為：（a）接

 

、

 

接

 

；（b）接

 

；
檢驗氣密性后裝入藥品，應(yīng)該先讓

 

裝置（填上述字母）先發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體．
（3）C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是

 

，D中應(yīng)選用的液體為

 

；
（4）C中廣口瓶內(nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實驗題

分析：（1）氨堿法：以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣為原料來制取純堿．先使氨氣通入飽和食鹽水中而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液．其化學(xué)反應(yīng)原理是：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl，將經(jīng)過濾、洗滌得到的NaHCO₃微小晶體，再加熱煅燒制得純堿產(chǎn)品：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，放出的二氧化碳?xì)怏w可回收循環(huán)使用，含有氯化銨的濾液與石灰乳（Ca（OH）₂）混合加熱，所放出的氨氣可回收循環(huán)使用，CaO+H₂O=Ca（OH）₂，2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O； 
聯(lián)合制堿法：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，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(jié)晶沉淀出氯化銨晶體．由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大，低溫時的溶解度則比氯化鈉小，而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多，所以在低溫條件下，向濾液中加入細(xì)粉狀的氯化鈉，并通入氨氣，可以使氯化銨單獨結(jié)晶沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品．此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液，已基本上被氯化鈉飽和，可回收循環(huán)使用；
（2）根據(jù)裝置A制取CO₂，裝置B制取NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應(yīng)防止倒吸，據(jù)此分析連接儀器裝置，CO₂在水中的溶解度較小，吸收率低；后通入CO₂保證全部生成NaHCO₃；
（3）C中用球形干燥管球形部分空間大，液面上升能起緩沖作用；
（4）根據(jù)候氏制堿法是以食鹽、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）為原料來制取純堿結(jié)合裝置圖分析解答．

解答： 解：（1）A．氨堿法：以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣為原料，聯(lián)合制堿法：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，其中氨堿法原料中有石灰石，不是生石灰，故A錯誤；
B．氨堿法可能的副產(chǎn)物為氯化鈣，聯(lián)合制堿法可能的副產(chǎn)物氯化銨，故B正確；
C．氨堿法循環(huán)物質(zhì)：氨氣、二氧化碳，聯(lián)合制堿法循環(huán)物質(zhì)：氯化鈉，二氧化碳，故C錯誤；
D．氨堿法原料（食鹽和石灰石）便宜，產(chǎn)品純堿的純度高，副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用，制造步驟簡單，適合于大規(guī)模生產(chǎn)，但設(shè)備復(fù)雜；能耗高，氨堿法的最大缺點還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，廢棄物少，故D正確；
故選AC．
（2）足量的CO₂與NaOH反應(yīng)生成NaHCO₃，裝置A產(chǎn)生CO₂，裝置B產(chǎn)生NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應(yīng)防止倒吸，則b接c，故a接f、e接d，
先通入氨氣，氨氣與水形成呈堿性的氨水可與二氧化碳與水生成的碳酸發(fā)生反應(yīng)，更有利于二氧化碳?xì)怏w的吸收，故應(yīng)先發(fā)生氨氣的制備反應(yīng)，
故答案為：f、e、d、c；B；
（3）氨氣極易溶于水，用直導(dǎo)管向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，容易發(fā)生倒吸，C中用球形干燥管可以防止倒吸，
故答案為：防倒吸；飽和NaHCO₃溶液；
（4）侯氏制堿法，也稱為聯(lián)合制堿法，化學(xué)反應(yīng)原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．

點評：本題是一道有關(guān)工業(yè)制純堿知識的一道綜合實驗題目，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，掌握“聯(lián)合制堿法”的原理是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．