Question

純堿是一種重要的化工原料．目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制減法”兩種工藝．請按要求回答下列問題：
（1）“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl₂廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl₂的化學(xué)方程式：

 

．
（2）寫出“聯(lián)合制減法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；

 

．
（3）CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制減法”和“氨堿法”中CO₂的來源有何不同？

 

．
（4）綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率．根據(jù)“聯(lián)合制減法”的總反應(yīng)，列出計算原子利用率的表達式：原子利用率（%）=

 

．

Answer 1

分析：（1）氨堿法的原理為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）聯(lián)合制堿法的原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl； 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）聯(lián)合制堿法中CO₂來源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來源于合成氨工業(yè)的廢氣；
（4）根據(jù)根據(jù)“聯(lián)合制減法”的反應(yīng)方程式計算；

解答：解：（1）氨堿法是由氯化銨和消石灰在加熱條件下反應(yīng)后生成氨氣和氯化鈣的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）聯(lián)合制堿法是在氨的飽和NaCl溶液中二氧化碳氣體，反應(yīng)生成碳酸氫鈉，解熱碳酸氫鈉即可制備碳酸鈉，反應(yīng)的有關(guān)方程式為，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；  
（3）CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，聯(lián)合制堿法中CO₂來源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來源于合成氨工業(yè)的廢氣，
故答案為：“氨堿法”CO₂來源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”CO₂來源于合成氨工業(yè)的廢氣；
（4）聯(lián)合制堿法的原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
原子利用率=

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%；
故答案為：

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%．

點評：本題考查目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝的實驗設(shè)計，題目難度較大，易出錯點為化學(xué)方程式的書寫，注意把握反應(yīng)的原理，注重相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累．