Question

4．純堿作為基本化工原料在國民經(jīng)濟中占有重要地位，聯(lián)合制堿法制得優(yōu)質(zhì)純堿的同時，還可得到副產(chǎn)品氯化銨，且達到充分利用原料的目的，工業(yè)流程及相關溶解度曲線如圖，請回答：

（1）母液Ⅰ的主要成分是NaCl，氨母液Ⅰ碳酸化時發(fā)生反應的化學方程式為NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NH₄Cl+NaHCO₃↓；氨母液Ⅰ保持在30℃～35℃下碳酸化，原因是防止碳酸氫銨分解
（2）在NaHCO₃過濾后，將NH₄Cl分離并使用剩余的母液回至制堿系統(tǒng)復用，是聯(lián)堿法與氨堿法的主要區(qū)別，母液循環(huán)析出，除加入NaCl固體外，還應采取的措施是通入氨氣
（3）不用其他試劑，檢驗NH₄Cl是否純凈的方法及操作是取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產(chǎn)品純凈．．

Answer 1

分析 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：第一個過程是將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳，發(fā)生反應：NH₃+H₂O+CO₂=NH₄HCO₃．在溶液中就有了大量的鈉離子、銨根離子、氯離子、碳酸氫根離子，這其中NaHCO₃溶解度最小，所以析出，發(fā)生反應：NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓．再利用碳酸氫鈉不穩(wěn)定性，受熱容易分解：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，得到純堿，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．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．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．
由流程圖可知，母液Ⅰ由母液Ⅱ析出NH₄Cl得到，故母液Ⅰ為NaCl溶液、母液Ⅱ為氯化銨和氯化鈉的溶液．

解答 解：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：第一個過程是將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳，發(fā)生反應：NH₃+H₂O+CO₂=NH₄HCO₃．在溶液中就有了大量的鈉離子、銨根離子、氯離子、碳酸氫根離子，這其中NaHCO₃溶解度最小，所以析出，發(fā)生反應：NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓．再利用碳酸氫鈉不穩(wěn)定性，受熱容易分解：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，得到純堿，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．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．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．
（1）由流程圖可知，母液Ⅰ由母液Ⅱ析出NH₄Cl得到，由上述分析可知，母液Ⅰ的主要成分是NaCl，氨母液Ⅰ碳酸化時發(fā)生反應的化學方程式為：NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NH₄Cl+NaHCO₃↓，高于35℃NH₄HCO₃開始分解，氨母液Ⅰ保持在30℃～35℃下碳酸化，原因是：防止碳酸氫銨分解，
故答案為：NaCl；NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NH₄Cl+NaHCO₃↓；防止碳酸氫銨分解；
（2）在NaHCO₃過濾后，將NH₄Cl分離并使用剩余的母液回至制堿系統(tǒng)復用，是聯(lián)堿法與氨堿法的主要區(qū)別，母液循環(huán)析出，除加入NaCl固體外，還應采取的措施是：通入氨氣，
故答案為：通入氨氣；
（3）從母液Ⅱ中析出的NH₄Cl中可能含有NaCl，取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產(chǎn)品純凈，
故答案為：取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產(chǎn)品純凈．

點評 本題考查侯德邦制堿法，掌握原理是解題的關鍵，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等．