Question

純堿（化學式為Na2CO3）是一種重要的化工原料�，F(xiàn)代化工生產(chǎn)有三種工藝：

一、布蘭制堿法。以食鹽為原料制堿，該法分三步：

①用氯化鈉與硫酸反應制硫酸鈉：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；

②用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑

③用硫化鈉與石灰石反應制碳酸鈉：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS

二、氨堿法即索爾維制堿法。以食鹽、氨、二氧化碳為原料，其反應也分三步進行：

①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl

③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O

三、候氏制堿法。低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再加入細鹽末，因同離子效應，低溫氯化銨溶解度突然降低，而食鹽的溶解度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨飽和后通二氧化碳，結果往返析出NaHCO3和NH4Cl。該法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量優(yōu)良，純白如雪。

（1）通過三種方法的比較，布蘭制堿法工藝的缺點有 (寫兩點)。

（2）氨堿法工藝的中循環(huán)利用的物質(zhì)是 (填化學式)；產(chǎn)品的副產(chǎn)物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨氣。寫出NH4Cl與生石灰反應的化學方程式 。

（3）候氏制堿法反應的方程式為 。

（4）為什么候氏制堿法工藝中先向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳。理由是 (寫兩點)。

（5）候氏制堿法產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，用m1表示加熱前純堿樣品的質(zhì)量，m2表示加熱后固體的質(zhì)量。則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)可表示為： 。

 

Answer 1

（1）生產(chǎn)時需要高溫；硫酸對設備腐蝕嚴重；CaS廢棄物長期堆積臭氣四溢；成本較高。(4分，答出以上任意兩點各2分，其他合理答案均給分)

（2）CO2(1分) 2NH4Cl+CaO 2NH3↑+CaCl2+H2O (2分)

（3）NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(2分)

（4）CO2在水中的溶解度較小，吸收率低；后通入CO2保證全部生成NaHCO3(4分，答出以上任意兩點各2分，其他合理答案均給分)

（5）(2分)

【解析】

試題分析：（1）布蘭制堿法工藝的缺點有焦炭還原硫酸鈉時需要高溫；硫酸對設備腐蝕嚴重；CaS廢棄物長期堆積臭氣四溢；成本較高等；

（2）從化學方程式中得出氨堿法工藝的中循環(huán)利用的物質(zhì)是CO2；氯化銨與生石灰反應生成氨氣、氯化鈣、水，化學方程式為2NH4Cl+CaO 2NH3↑+CaCl2+H2O；

（3）候氏制堿法的原理是向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，所以化學方程式為NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ；

（4）因為二氧化碳在水中的溶解度較小，不易生成碳酸氫鈉，所以先通入氨氣，使溶液呈堿性，再通入二氧化碳可增大二氧化碳的吸收量從而生產(chǎn)碳酸氫鈉；

（5）碳酸氫鈉受熱易分解，生成碳酸鈉、水和二氧化碳，最終該固體為碳酸鈉，所以質(zhì)量減輕（m1-m2）g，每消耗168g碳酸氫鈉，固體質(zhì)量減輕62g，所以固體中碳酸氫鈉的質(zhì)量是168（m1-m2）/62g,所以樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)是168（m1-m2）/62/m=。

考點：考查工業(yè)制純堿的方法，化學方程式的書寫，質(zhì)量分數(shù)的計算，對工藝的分析