Question

【化學(xué)--選修2化學(xué)與技術(shù)】
侯德榜制堿法，也叫聯(lián)合制堿法，其生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如下圖：

（1）向沉淀池中通入CO₂和氨氣時(shí)，應(yīng)先通入

 

．原因是

 

．
（2）沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是

 

；煅燒爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程是

 

．
（3）向母液中通氨氣并加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出的副產(chǎn)品是

 

，通入氨氣的作用是

 

（填選項(xiàng)）
A．增大NH⁺₄的濃度：使NH₄Cl更多地析出
B．使NaHCO₃更多地析出
C．使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度
（4）為提高原料氯化鈉的利用率，主要是設(shè)計(jì)了

 

．（填上述流程中的編號(hào)）的循環(huán)，物質(zhì)X是

 

．從沉淀池中分離沉淀的操作是

 

．
（5）CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，侯德耪制堿法和氨堿法中CO₂的來(lái)源有何不同

 

．
（6）產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉，可以用加熱分解的方法測(cè)定產(chǎn)品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，已知樣品質(zhì)量為ag，加熱至質(zhì)量不再改變時(shí)稱重為bg，則純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

分析：（1）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較��；
（2）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；高溫下，碳酸氫鈉不穩(wěn)定易分解；
（3）根據(jù)反應(yīng)方程式確定母液中的溶質(zhì)，根據(jù)氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來(lái)分析；同時(shí)通入氨氣使溶液堿性增強(qiáng)，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度；
（4）循環(huán)Ⅰ中的氯化鈉有又返回到沉淀池；物質(zhì)X是二氧化碳；固液分離的方法為過(guò)濾；
（5）侯德耪制堿法中CO₂的來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣，氨堿法中CO₂來(lái)源于石灰石煅燒；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，加熱至質(zhì)量不再改變，反應(yīng)后生成的二氧化碳和水的質(zhì)量之和為（a-b）g，據(jù)此求出碳酸鈉的質(zhì)量，再用碳酸鈉的質(zhì)量除以樣品質(zhì)量即可；

解答：解：（1）二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，所以應(yīng)該先通氨氣有利于吸收二氧化碳，
故答案為：NH₃；因?yàn)镃O₂溶解度小，而NH₃易溶于水，先通入NH₃有利于后面CO₂的吸收；
（2）氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，
煅燒爐中碳酸氫鈉不穩(wěn)定，在加熱條件下能分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式為2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）根據(jù)NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓及流程圖知，母液中溶質(zhì)為氯化銨，向母液中通氨氣加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通入的氨氣和水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離出銨根離子，銨根離子濃度增大有利于析出氯化銨，所以選項(xiàng)A正確；
通入氨氣使溶液堿性增強(qiáng)，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度所以選項(xiàng)C正確，
故答案為：NH₄Cl；AC；
（4）循環(huán)Ⅰ是將未反應(yīng)的氯化鈉返回沉淀池中，煅燒碳酸氫鈉時(shí)生成二氧化碳、二氧化碳能循環(huán)利用，所以X是CO₂，從固液混合物中分離出固體的方法為過(guò)濾，
故答案為：Ⅰ；CO₂；過(guò)濾；
（5）侯德耪制堿法：以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來(lái)自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣）為原料來(lái)制取純堿，氨堿法：以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣為原料來(lái)制取純堿，兩者CO₂的來(lái)源不同，
故答案為：前者CO₂是由合成氨廠提供，后者CO₂是由碳酸鈣分解得到；
（6）設(shè)原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為X，
2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑     固體減少的質(zhì)量
168       106   18   44           62
（a-x）g                             （a-b）g
列比例式：

168

a-x

=

62

a-b

   解得X=

84b-53a

31

，所以純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

84b-53a

31a

×100%，
故答案為：

84b-53a

31a

×100%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了侯德榜制堿法實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，明確碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨氣、二氧化碳的性質(zhì)，掌握工藝流程和反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．