Question

1862年，比利時化學家索爾維發(fā)明了氨堿法制堿，1926年，我國化學家侯德榜創(chuàng)立了更為進侯德榜制堿法，也叫聯合制堿法，兩種制堿的生產流程可簡要表示如圖：

（1）向沉淀池中通入CO₂和氨氣時，應先通入氨氣的原因是

 

．
（2）沉淀池中發(fā)生反應的化學反應方程式是

 

，從沉淀池中分離沉淀的操作是

 

．
（3）氨堿法生產流程示意圖中的Y是

 

，從原料到產品，氨堿法總反應過程用化學方程式表示，可寫為

 

．
（4）聯合制堿法中從濾液中提取氯化銨晶體的過程推測，所得結論正確是

 

（選填編號）．
a．常溫時氯化銨的溶解度比氯化鈉小
b．通入氨氣能增大NH₄⁺的濃度，使氯化銨更多析出
c．加入食鹽細粉能提高Na⁺的濃度，使NaHCO₃結晶析出
d．通入氨氣能使NaHCO₃轉化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度
（5）聯合制堿法相比于氨堿法，氯化鈉利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了循環(huán)Ⅰ，聯合制堿法的另一項優(yōu)點是

 

．
（6）產品純堿中含有碳酸氫鈉，可以用加熱分解的方法測定產品中純堿的質量分數，已知樣品質量為ag，加熱至質量不再改變時稱重為bg，則純堿的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實驗題

分析：（1）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較�。�
（2）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；根據過濾的原理和適用范圍回答；
（3）氨堿法的生產流程中循環(huán)Ⅰ是氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣與銨鹽反應生成的氨氣；
（4）向母液中通氨氣作用有增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出和使NaHCO₃轉化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度；加入食鹽細粉目的是提高Cl^-的濃度，使氯化氨析出；
（5）與氨堿法比較，聯合制堿法優(yōu)點是提高了原料的原子利用率，避免產生大量的含有CaCl₂的溶液，節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設備；
（6）根據質量守恒定律可知，加熱至質量不再改變，反應后生成的二氧化碳和水的質量之和為（a-b）g，據此求出碳酸鈉的質量，再用碳酸鈉的質量除以樣品質量即可；

解答： 解：（1）二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，所以應該先通氨氣有利于吸收二氧化碳，
故答案為：因為CO₂溶解度小，而NH₃易溶于水，先通入NH₃有利于后面CO₂的吸收；
（2）氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，過濾是把不溶于溶液的固體和液體分開的一種分離混合物的方法，從沉淀池中分離沉淀NaHCO₃晶體，可用過濾的方法，故答案為：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；過濾；
（3）氨堿法的生產流程中循環(huán)Ⅰ是氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與銨鹽反應生成的氨氣可以循環(huán)使用，NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；CaCO₃═CaO+CO₂↑；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+2NH₄Cl═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑合并得到總化學方程式為：CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂，
故答案為：NH₃； CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂；
（4）a．常溫時氯化銨的溶解度比氯化鈉大，故a錯誤；
b．通氨氣作用有增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出和使NaHCO₃轉化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度，故b正確；
c．加入食鹽細粉目的是提高Cl^-的濃度，促進氯化銨結晶析出，故c錯誤；
d．通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度，故d正確；
故選bd；
（5）聯合制堿法的主要原理是：①向濃氨水中通入足量的CO₂后，氨氣、水和CO₂發(fā)生化合反應而生成NH₄HCO₃溶液；②然后加入食鹽細粒充分攪拌，生成的碳酸氫鈉和氯化銨；③將析出的碳酸氫鈉加熱得碳酸鈉、二氧化碳和水，相對于氨堿法制堿，即向過濾后的濾液中加熟石灰以回收氨，使之循環(huán)使用能夠避免產生大量的含有CaCl₂的溶液，或節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設備，
故答案為：避免產生大量的含有CaCl₂的溶液，或節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設備；
（6）設原混合物中碳酸鈉的質量為X，
2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑     固體減少的質量
168          106   18   44           62
（a-x）g                             （a-b）g
列比例式：

168

a-x

=

62

a-b

 解得X=

84b-53a

31

，所以純堿的質量分數為：

84b-53a

31a

×100%，
故答案為：

(84b-53c)

31a

×100%；

點評：本題考查了聯堿法和氨堿法生產流程的原理比較和物質分析判斷，明確碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨氣、二氧化碳的性質，掌握工藝流程和反應原理是解題關鍵，題目難度中等．