Question

（2012?武漢模擬）[化學一選修2：化學與技術]碳酸鈉是一種重要的化學基本工業(yè)產品．比利時人索爾維發(fā)明了氨堿法生產碳酸鈉，氨堿法生產原理示意圖如下：

我國化工專家設計了聯(lián)合制堿法，聯(lián)合制堿法生產原理示意圖如下：

請回答下列問題：
（1）從索爾維制堿法生產原理示意圖可知，氨堿法的總反應方程式為

CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂

．按照綠色化學原則，理想的“原子經濟”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，實現廢棄物的零排放．計算索爾維制堿法的原子利用率（原子利用率=期望產物的總質量與生成物的總質量之比）

0.49

；
（2）試列舉出索爾維制堿法的兩大缺點．
①

原子利用率低

；
②

產生了不易處理的副產物氯化鈣

．
（3）設計聯(lián)合制堿法的我國化工專家是

侯德榜

；
（4）從聯(lián)合制堿法生產原理示意圖可知，原料Ⅲ中的CO₂來自合成氨，指出步驟名稱，并寫產生CO₂化學方程式．
步驟Ⅰ：

造氣

，化學方程式

CH₄+2H₂O=4H₂+CO₂

步驟Ⅱ：

凈化

，化學方程式

CO+H₂O=CO₂+H₂

．

Answer 1

分析：（1）氨堿法生產過程中，母液中加入氧化鈣反應生成氫氧化鈣會和銨鹽生成氨氣，反應過程中氨氣轉化為銨鹽，銨鹽轉化為氨氣，氨氣循環(huán)使用，不需要補充氨氣；根據總反應方程式計算原子利用率；
（2）索爾維制堿法與聯(lián)合制堿法的原理分析；
（3）設計聯(lián)合制堿法的我國化工專家是侯德榜；
（4）原料Ⅲ中的CO₂來自合成氨，分為兩個步驟：一造氣，二凈化，除去CO．

解答：解：（1）氨堿法生產過程中，母液中加入氧化鈣反應生成氫氧化鈣會和銨鹽生成氨氣，反應過程中氨氣轉化為銨鹽，銨鹽轉化為氨氣，氨氣循環(huán)使用，不需要補充氨氣；
NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；CaCO₃═CaO+CO₂↑；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+2NH₄Cl═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
合并得到總化學方程式為：CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂；
原子利用率=

m(Na2CO3)

m(Na2CO3)+m(CaCl2)

=

106

106+111

=0.49；
故答案為：CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂；0.49；
（2）根據氨堿法的反應方程式和聯(lián)合制堿法的反應方程式可知：索爾維制堿法原子利用率低，產生了不易處理的副產物氯化鈣，
故答案為：原子利用率低；產生了不易處理的副產物氯化鈣；
（3）設計聯(lián)合制堿法的我國化工專家是侯德榜，故答案為：侯德榜；
（4）原料Ⅲ中的CO₂來自合成氨，分為兩個步驟：一造氣，其反應方程式為CH₄+2H₂O=4H₂+CO₂；二凈化，除去CO，其反應方程式為CO+H₂O=CO₂+H₂，
故答案為：造氣；CH₄+2H₂O=4H₂+CO₂；凈化；CO+H₂O=CO₂+H₂．

點評：本題考查了聯(lián)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，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．