Question

1892年，比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO₂、H₂O為原料生產(chǎn)Na₂CO₃，叫索爾維法．其主要步驟是：（1）在NH₃飽和的NaCl液中通入CO₂制得的NaHCO₃；（2）再將NaHCO₃焙燒制得純堿，CO₂循環(huán)使用；（3）析出小蘇打的母液中加入生石灰，NH₂循環(huán)使用．1940年，我國著名化學(xué)家侯德榜先生沖破了“索爾維法”技術(shù)封鎖，并加以改進(jìn)，用NaCl固體代替生石灰；加入母液使NH4CI晶體析出，生產(chǎn)出純堿和氯化銨．這便是舉世聞名的“侯氏制堿法”試回答：
（1）向母液通入氨氣的目的和作用是______．
（2）在氨飽和NaCl溶液中通入CO₂的兩步反應(yīng)方程式為______．
（3）不能在NaC1溶液中通入CO₂制NaHCO₃的原因是______．
（4）析出小蘇打的母液中加入生石灰的反應(yīng)方程式是______．
（5）“侯氏制堿法”與“索爾維法”相比較其優(yōu)點(diǎn)是______．

Answer 1

解：（1）二氧化碳在水溶液中溶解度小，生成碳酸氫鈉少，不能析出晶體；向母液通入氨氣的目的和作用是：增大二氧化碳的溶解度；
故答案為：增大二氧化碳的溶解度；
（2）氨化的飽和氯化銨溶液中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)二氧化碳和氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨，碳酸氫銨和氯化鈉反應(yīng)，由于碳酸氫鈉溶解度小，所以先生成碳酸氫鈉晶體析出；在氨飽和NaCl溶液中通入CO₂的兩步反應(yīng)方程式為：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃ NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案為：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃ NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）不能在NaC1溶液中通入CO₂制NaHCO₃的原因是，CO₂在NaCl溶液中溶解度較小，生成NaHCO₃太少不會(huì)結(jié)晶；
故答案為：CO₂在NaCl溶液中溶解度較小，生成NaHCO₃太少不會(huì)結(jié)晶；
（4）析出小蘇打的母液中加入生石灰是為了生成強(qiáng)堿和銨鹽反應(yīng)生成氨氣循環(huán)利用；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂ 2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂ 2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
（5）索爾維法缺點(diǎn)：大量CaCl₂用途不大，NaCl利用率只有70%，約有30%的NaCl留在母液中．
侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)：把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，提高了食鹽利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對環(huán)境的污染，降低了純堿的成本．保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%；NH₄Cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO₂，減少無用的氯化鈣生成；
故答案為：使NH₄Cl析出，可做氮肥；減少無用的CaCl₂生成，原料NaCl充分利用；
分析：（1）二氧化碳在水溶液中溶解度小，生成碳酸氫鈉少，不能析出晶體；
（2）氨化的飽和氯化銨溶液中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)二氧化碳和氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨，碳酸氫銨和氯化鈉反應(yīng)，由于碳酸氫鈉溶解度小，所以先生成碳酸氫鈉晶體析出；
（3）依據(jù)CO₂在NaCl溶液中溶解度較小，生成NaHCO₃太少不會(huì)結(jié)晶分析；
（4）析出小蘇打的母液中加入生石灰是為了生成強(qiáng)堿和銨鹽反應(yīng)生成氨氣循環(huán)利用；
（5）分析比較兩種制備流程，結(jié)合反應(yīng)生成產(chǎn)物比較異同，從副產(chǎn)物的主要作用和原料利用等分析比較；
點(diǎn)評：本題考查了純堿工業(yè)制備原理分析比較，反應(yīng)實(shí)質(zhì)的應(yīng)用，試劑的作用，理解生產(chǎn)原理和過程的實(shí)質(zhì)是交通工具，題目難度中等．