Question

工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料，經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請回答下列問題：

（1）盧布蘭芳是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高溫下進(jìn)行煅燒，再浸取，結(jié)晶而制得純堿。
 ①食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為                              ；
 ②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為_                         （已知產(chǎn)物之一為CaS）；
 （2）氨堿法的工藝如下圖所示，得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。

                              

①圖中的中間產(chǎn)物C是_______，D_______。（寫化學(xué)式）；

②裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                            ；
（3）聯(lián)合制堿法對氨堿法的改進(jìn)，其優(yōu)點是                       ；

（4）有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請結(jié)合下圖的溶解度（S）隨溫度變化曲線，分析說明是否可行？                                                      。

Answer 1

【知識點】純工業(yè)（侯氏制堿）

【答案解析】 （1）①NaCl+H₂SO₄(濃)=NaHSO₄+HCl↑

或2NaCl+H₂SO₄(濃) Na₂SO₄+2HCl↑(2分)

②Na₂SO₄+ 2C+CaCO₃ CaS+Na₂CO₃+2CO₂↑  (2分)　

（2）Ca(OH)₂(2分)　NH₃(2分)②NH₃ + CO₂ +NaCl +H₂O = NaHCO₃↓+ NH₄Cl （2分）

（3）提高食鹽利用率、副產(chǎn)物氯化銨可用作化肥、可利用合成氨的產(chǎn)物CO₂。　 (2分)

（4）不可行(1分)   因為KHCO₃的溶解度較大，且在常溫下與KCl溶解度相差小，在銨鹽水碳酸化時無法大量析出。(2分)

解析：（1）①根據(jù)難揮發(fā)性酸制備揮發(fā)性酸的原理，濃硫酸與氯化鈉晶體反應(yīng)生成HCl氣體，反應(yīng)方程式為： NaCl+H₂SO₄(濃)=NaHSO₄+HCl↑或2NaCl+H₂SO₄(濃) Na₂SO₄+2HCl↑(2分)；②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的產(chǎn)物之一為CaS，說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，S元素的化合價降低，Na₂SO₄作氧化劑，則作還原劑的為焦炭，C元素的化合價升高為+4價，由此可判斷產(chǎn)物還有碳酸鈉和二氧化碳，其反應(yīng)方程式為Na₂SO₄+ 2C+CaCO₃ CaS+Na₂CO₃+2CO₂↑ ；（2）①甲裝置為煅燒石灰石生成氧化鈣和二氧化碳的裝置，生成的氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，所以C應(yīng)為Ca（OH）₂，Ca（OH）₂加入到丁裝置，與NH₄Cl反應(yīng)生成NH₃，則D應(yīng)為NH₃； ②在溶液中足量的CO₂和H₂O及NH₃會生成HCO₃^-，HCO₃^-再與Na⁺結(jié)合生成NaHCO₃晶體，以沉淀的形式析出，故答案為：NaCl+CO₂+H₂O+NH₃=NaHCO₃↓+NH₄Cl
（3）該方法能提高原料的利用率，減少廢渣的排放，保留了氨堿法的優(yōu)點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高；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，革除了 CaCO₃ 制 CO₂ 這一工序．
故答案為：提高食鹽利用率、副產(chǎn)物氯化銨可用作化肥、可利用合成氨的產(chǎn)物CO₂。
（4）由溶解曲線圖可知KHCO₃和NH₄Cl的溶解度相差不大，當(dāng)溫度高于40℃時，由圖象可知，降溫結(jié)晶時會析出較多的KCl；

【思路點撥】本題以工藝流程為依托，綜合考查了氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的溶解性、化學(xué)實驗等知識，綜合性較強(qiáng)，有一定難度。