Question

8．工業(yè)制純堿廣泛采用的兩種生產流程可以用以下示意圖簡要表示．完成下列填空：

（1）用甲流程生產純堿的方法稱為聯合制堿法．
（2）沉淀池中發(fā)生反應的化學方程式為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（3）T是NH₄Cl； W中除Ca（OH）₂外，溶質的主要成分是CaCl₂（均填化學式）．
（4）甲流程中設計循環(huán)I的目的是提高食鹽的利用率；乙流程中設計循環(huán)I的目的是提高氨氣的利用率．
（5）在乙流程中，若通入NH₃44.8L（已折合成標準狀況下）可以得到純堿100.0g，則NH₃的利用率為94.3%．
（6）若制堿廠欲利用產生的氯化鈣廢液制取硝酸鈣（Ca（NO₃）₂•4H₂O），設計一個經濟可行的方案，用流程圖表示．

Answer 1

分析 （1）依據甲流程生產純堿的方法稱聯合制堿法；
（2）甲流程中沉淀池中發(fā)生的反應是氨氣、二氧化碳、水、氯化鈉反應生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨；
（3）依據兩個過程中的物質發(fā)生的反應分析，甲流程母液主要是氯化銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉；乙流程排出液中的溶質除了氫氧化鈣外，還有氫氧化鈣和氯化銨反應生成的氯化鈣、氨氣；
（4）甲流程生產流程圖中循環(huán)Ⅰ是將母液中氯化鈉再次循環(huán)利用；乙流程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；
（5）依據乙流程中反應的化學方程式計算，根據反應生成碳酸鈉的質量計算實際消耗氨氣的物質的量，得到氨氣的利用率；
（6）根據要制取硝酸鈣（Ca（NO₃）₂•4H₂O），則需得到Ca（NO₃）₂溶液即用硝酸與碳酸鈣反應制得，所以首先應得到碳酸鈣沉淀，據此分析．

解答 解：（1）依據甲流程生產純堿的方法稱聯合制堿法，故答案為：聯合制堿；
（2）甲流程中沉淀池中發(fā)生的反應是氨氣、二氧化碳、水、氯化鈉反應生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨，發(fā)生反應的化學方程式為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）依據兩個過程中的物質發(fā)生的反應分析，甲流程母液主要是氯化銨、氯化鈉，經過循環(huán)Ⅰ后，再加入食鹽再冷卻至10℃以下，過濾得到T是NH₄Cl；乙流程排出液中的溶質除了氫氧化鈣外，還有氫氧化鈣和氯化銨反應生成的氯化鈣、氨氣，其中氨氣循環(huán)利用，所以W中除Ca（OH）₂外，溶質的主要成分是CaCl₂，故答案為：NH₄Cl；CaCl₂；
（4）甲流程生產流程圖中循環(huán)Ⅰ是將母液中氯化鈉再次循環(huán)利用，所以甲流程中設計循環(huán)I的目的是提高食鹽的利用率；乙流程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，所以乙流程中設計循環(huán)I的目的是提高氨氣的利用率，故答案為：提高食鹽的利用率；提高氨氣的利用率；
（5）在乙流程中發(fā)生的反應為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；每當通入NH₃ 44.8L（已折合成標準狀況下）物質的量為2mol；又生產過程中得到純堿100.0g，物質的量為$\frac{100g}{106g/mol}$=$\frac{50}{53}$mol，則需要氨氣的物質的量為$\frac{50}{53}$×2=$\frac{100}{53}$mol；則NH₃的利用率=$\frac{\frac{100}{53}}{2}$×100%=94.3%；
故答案為：94.3%；
（6）首先向氯化鈣廢液中加入足量的碳酸鈉固體過濾得到碳酸鈣沉淀，然后向沉淀中滴加入稀硝酸直到沉淀剛好溶解為止，最后將溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥得到Ca（NO₃）₂•4H₂O晶體，流程圖表示為氯化鈣廢液$\stackrel{Na_{2}CO_{3}}{→}$$\stackrel{過濾}{→}$CaCO₃沉淀$\stackrel{HNO_{3}}{→}$Ca（NO₃）₂溶液$\stackrel{蒸發(fā)濃縮}{→}$$\stackrel{冷卻結晶}{→}$$\stackrel{過濾}{→}$$\stackrel{洗滌}{→}$$\stackrel{干燥}{→}$Ca（NO₃）₂•4H₂O晶體，故答案為：CaCl₂廢液$\stackrel{Na_{2}CO_{3}}{→}$$\stackrel{過濾}{→}$CaCO₃沉淀$\stackrel{HNO_{3}}{→}$Ca（NO₃）₂溶液$\stackrel{蒸發(fā)濃縮}{→}$$\stackrel{冷卻結晶}{→}$$\stackrel{過濾}{→}$$\stackrel{洗滌}{→}$$\stackrel{干燥}{→}$Ca（NO₃）₂•4H₂O晶體．

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，純堿制備的條件應用和服產物的提純析出，反應過程中反應的原理分析和物質來源是解題的關鍵，題目難度中等．