Question

【題目】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．

（2）第二步用食鹽與NH4HCO3反應(yīng)．食鹽來源于某鹽田，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，其主要流程如圖1：

①通過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2）中簡(jiǎn)單畫出氯化鈉和硫酸鈉的溶解度曲線變化趨勢(shì)圖．

②“精制I”操作中，加入過量含鈣元素的堿的化學(xué)式是 ．

其反應(yīng)化學(xué)方程示為 ．

③“精制II”操作中，加入B鹽的有關(guān)反應(yīng)方程式為 ．

④為保證“精制II”操作中過量B鹽把雜質(zhì)全部除去，請(qǐng)?jiān)谙卤碇袑懗鰴z驗(yàn)溶液中B鹽是否過量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論

⑤查閱資料得知NaCl、NH4HCO3、NaHCO3、NH4Cl在30℃時(shí)的溶解度如下表所示：

溫度	NH4Cl	NH4HCO3	NaHCO3	NaCl
30℃	41.1g	27.0g	11.1g	36.3g

請(qǐng)根據(jù)溶解度表所提供的信息，寫出“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： ．

（3）第三步處理制得碳酸鈉，反應(yīng)原理為2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑

Answer 1

【答案】（1）化合；（2）①如圖

②Ca（OH）2、Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2

③CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓；Ca（OH）2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓

④NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

方法一

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入氯化鈣溶液，觀察．	產(chǎn)生白色沉淀	碳酸鈉已過量

方法二

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入稀鹽酸，觀察．	產(chǎn)生氣泡	碳酸鈉已過量

【解析】解（1）NH3+CO2+H2O=NH4HCO3的反應(yīng)為多變一的化合反應(yīng)，

（2）①硫酸鈉的溶解度隨溫度變化明顯而氯化鈉的溶解度受溫度變化不明顯

②加入堿是使鎂離子沉淀，故含鈣的堿為氫氧化鈣，與氯化鎂反應(yīng)生氫氧化鎂和氯化鈣，所以本題答案為：Ca（OH）2；Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2，

③要除去氯化鈣可以加入含碳酸根的鹽如碳酸鈉，加入的碳酸鈉還能除去過量的氫氧化鈣，所以本題答案為：CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓；Ca（OH）2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓，

④碳酸鈉屬于碳酸鹽，能與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，所以本題答案為：

方法一

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入氯化鈣溶液，觀察．	產(chǎn)生白色沉淀	碳酸鈉已過量

方法二

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入稀鹽酸，觀察．	產(chǎn)生氣泡	碳酸鈉已過量

⑤用食鹽與NH4HCO3反應(yīng)，能生成碳酸氫鈉和氯化銨，所以本題答案為：NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl．