碳酸鈉用途非常廣泛,是工業(yè)生產(chǎn)中重要的化工原料。在1921年我國(guó)科學(xué)家 侯德榜創(chuàng)造了一種著名的純堿生產(chǎn)方法--“聯(lián)合制堿法”。 “聯(lián)合制堿法”生產(chǎn)過(guò)程:
(1)第一步主要反應(yīng)為NH3+CO2+H2O=== NH4HCO3 該反應(yīng)屬于 反應(yīng)(基本反應(yīng)類型)。
第二步用食鹽與NH4HCO3反應(yīng)。食鹽來(lái)源于某鹽田,該粗鹽主要含有氯化鈉,此外還含有少量硫酸鈉,氯化鈣和氯化鎂。經(jīng)凈化、精制得到生產(chǎn)碳酸鈉所需要的食鹽水,其主要流程如下:
(2)通過(guò)降溫使硫酸鈉從粗鹽水中析出,其原理是氯化鈉和硫酸鈉的溶解度與溫度的變化差異較大,請(qǐng)?jiān)谌芙舛葓D(如圖)中簡(jiǎn)單畫(huà)出氯化鈉和硫酸鈉的溶解度曲線變化趨勢(shì)圖。
(3)“精制I”操作中,加入過(guò)量含鈣元素的堿的化學(xué)式是 。其反應(yīng)化學(xué)方程式為 。
(4)“精制II”操作中,加入B鹽的有關(guān)反應(yīng)方程式為 。
(5)為保證“精制II”操作中過(guò)量B鹽把雜質(zhì)全部除去,請(qǐng)?jiān)谙卤碇袑?xiě)出檢驗(yàn)溶液中B鹽是否過(guò)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
(6)查閱資料得知NaCl 、NH4HCO3、 NaHCO3 、NH4Cl在30℃時(shí)的溶解度如下表所示:
請(qǐng)根據(jù)溶解度表所提供的信息,寫(xiě)出“聯(lián)合制堿法”中的第二步屬于復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:
。
第三步處理制得碳酸鈉,反應(yīng)原理為2NaHCO
3Na
2CO
3+H
2O+CO
2↑