Question

某校化學興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對相關問題進行研究．
【產品與原理】該廠采用“侯氏制堿法”生產化工產品--純堿（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl．生產原理是：將NH₃和CO₂通入飽和食鹽水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反應為：NaCl（飽和）+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；分離出NaHCO₃，加熱制得純堿．【生產流程】

【相關資料】（1）NH₄Cl 

△   .

 NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃時有關物質的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）

物質	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

【問題討論】：
（1）氨堿工業(yè)最關鍵的一步是：在加壓的條件下不斷向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳氣體，溶液中會有碳酸氫鈉晶體析出．試分析該流程需要加壓條件的原因是：

 

．
（2）反應①中發(fā)生了兩個反應，寫出其中的一個化學方程式：

 

．
（3）反應③中得到純堿的化學方程式為：

 

．
（4）溶液B中的溶質有

 

（至少寫出兩種）．
（5）上述生產流程中可循環(huán)使用的是

 

（填序號）．
A．揮發(fā)性氣體C        B．溶液D       C．氫氧化鎂      D．化肥NH₄Cl
（6）在氨堿工業(yè)處理剩余的氯化銨溶液時，為何不直接蒸發(fā)結晶析出氯化銨固體？
答：

 

．

Answer 1

考點：純堿的制取,結晶的原理、方法及其應用,氣體溶解度的影響因素,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見的鹽 化學肥料

分析：【問題討論】
（1）了解氨堿工業(yè)最關鍵的一步：碳酸氫鈉晶體析出；
（2）根據(jù)鹽的溶解性可知，在第一次反應后溶液中只剩NaCl、Na₂CO₃、NaOH，所以在加入鹽酸后Na₂CO₃、NaOH可與鹽酸反應生成NaCl等；
（3）根據(jù)題干中提供的侯氏制堿法的反應原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO₃不會全部析出，肯定會有部分溶解在溶液中；
（4）由圖可知，推測溶液B中的溶質；
（5）揮發(fā)性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質的混合物，因為給出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產流程中都可以循環(huán)使用；
（6）根據(jù)氯化銨受熱易分解的性質，進行分析．

解答：解：
【問題討論】
（1）氨堿工業(yè)最關鍵的一步是：在加壓的條件下不斷向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳氣體，溶液中會有碳酸氫鈉晶體析出．試分析該流程需要加壓條件的原因是：增大二氧化碳在水中的溶解度；
（2）由圖可知，反應①中與鹽酸反應的物質有NaOH和Na₂CO₃，故反應方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）反應③中得到純堿的化學方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）由圖可知，溶液B中的溶質有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl三種；
（5）揮發(fā)性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質的混合物，因為給出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產流程中都可以循環(huán)使用，即A、B；
（6）在氨堿工業(yè)處理剩余的氯化銨溶液時．因為氯化銨受熱易分解，所以不直接蒸發(fā)結晶析出氯化銨固體．
故答案為：【問題討論】（1）增大二氧化碳在水中的溶解度
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O或者Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
（3）2NaHCO₃

△   .

 Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
（4）NaHCO₃和NH₄Cl；
（5）AB；
（6）氯化銨受熱易分解

點評：本題考查了碳酸鈉的制取，完成此題，可以依據(jù)已有的知識結合題干提供的信息進行．