Question

2．NaCl是價(jià)廉且應(yīng)用廣泛的化工業(yè)原料，例如應(yīng)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(jì)60年代氨堿法是純堿工業(yè)廣泛使用的方法，20世紀(jì)20年代以后被聯(lián)合制堿法逐漸取代．
①請(qǐng)寫出以NaCl為原料利用氨堿法生產(chǎn)純堿的化學(xué)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(jìn)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(zhì)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(yīng)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(yīng)用氯酸鉀的強(qiáng)氧化性．
②請(qǐng)寫出電解食鹽水生產(chǎn)氯酸鈉的化學(xué)方程式NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$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(qǐng)答出兩點(diǎn)）．
（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(shí)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(zhì)：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(jià)為+5價(jià)，反應(yīng)中元素化合價(jià)降低，具有強(qiáng)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(shí)，皂化反應(yīng)結(jié)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(yīng)的化學(xué)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(gè)過程：第一個(gè)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?xì)怏w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(gè)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，在低溫條件下，向?yàn)V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(dú)結(jié)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(jià)的元素具有氧化性，氯酸鉀中氯元素的化合價(jià)為+5價(jià)，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(jià)降低，表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，
故答案為：強(qiáng)氧化；
②化合價(jià)升高的氯元素被氧化，化合價(jià)由-1價(jià)升高到+5價(jià)，化合價(jià)降低的氫元素被還原，化合價(jià)由+1價(jià)降低到0價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)相等，反應(yīng)為：NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$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$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$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(shí)，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(jí)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(diǎn)評(píng) 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(zhì)、鹽析等知識(shí)，掌握原理是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．