Question

技術的發(fā)展與創(chuàng)新永無止境，我國化工專家侯德榜改革國外路布蘭、索爾維的純堿生產工藝，使生產純堿的成本明顯降低．生產流程可簡要表示如下圖：

（1）向沉淀池中要通入CO₂和氨氣，應先通入

 

（填化學式）．
（2）沉淀池中發(fā)生反應的化學方程式

 

，煅燒爐中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．
（3）向母液中通氨氣后再加入細小食鹽顆粒，冷卻析出的副產品是

 

，加入細小食鹽顆粒的作用是

 

．
（4）寫出路布蘭制堿法的反應原理中屬于氧化還原反應的化學方程式

 

，該法與侯德榜制堿法相比的缺點是

 

（寫出兩點即可）
（5）候氏制堿法制得的純堿中含有碳酸氫鈉雜質．現用沉淀法測定純堿的純度，取m₁g樣品，加水溶解，再加過量的CaCl₂溶液，充分反應后，過濾、洗滌、干燥后稱得沉淀的質量為m₂g．則此樣品中的純度表達式為：

 

．

Answer 1

考點：氯堿工業(yè)

專題：

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，煅燒碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳氣體和水；
（3）根據反應方程式確定母液中的溶質，食鹽中含有氯離子，加入食鹽有利于氯化銨析出；
（4）碳的產物是二氧化碳，據此書寫；依據化學方程式中物質的定量關系分別計算得到所求各量；布蘭制堿法與其它兩種制堿法工藝相比生產時需要高溫消耗能源，需硫酸，硫酸具有腐蝕性，中間產物為CaS，廢棄物長期堆積臭氣四溢；
（5）此反應的原理為：碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀．

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：NH₃；
（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↓，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳、水，化學方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，故答案為：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）根據NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓及流程圖知，母液中溶質為氯化銨，故向母液中通氨氣后再加入細小食鹽顆粒，冷卻析出的副產品是：NH₄Cl，食鹽中含有氯離子，加入食鹽有利于氯化銨析出，故答案為：NH₄Cl；增大Cl^-濃度，使NH₄Cl更多析出；                        
（4）碳被氧化生成二氧化碳，此時所發(fā)生的反應的化學方程式：Na₂SO₄+2C

高溫  .

Na₂S+2CO₂↑，布蘭制堿法用氯化鈉與硫酸反應制硫酸鈉，用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉，用硫化鈉與石灰石反應制碳酸鈉，原料需硫酸，硫酸具有腐蝕性，硫酸對設備腐蝕嚴重，生產時需要高溫消耗能源成本較高，中間產物為CaS，廢棄物長期堆積臭氣四溢，故答案為：Na₂SO₄+2C

高溫  .

Na₂S+2CO₂↑；生產時需要高溫、硫酸對設備腐蝕嚴重、CaS廢棄物長期堆積臭氣四溢、成本較高；
（5）此時發(fā)生的反應為：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃+2NaCl
                       106         100
                        x          m₂
 解x=

106m2

100

，故純堿的純度為：

106m2 100

m1

×100%=

106m2

m1

%，故答案為：

106m2

m1

%．

點評：本題主要考查了實驗方案的設計，明確物質的性質是解本題關鍵，了解制備原理，知道常見物質分離的方法，難度中等．