Question

目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）“氨堿法”生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量CaCl₂廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生大量CaCl₂的化學(xué)方程式

 

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（2）寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

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

 

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（4）根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)，列出計算原子利用率的表達式：

 

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Answer 1

分析：（1）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）、氨氣為原料來制取純堿，工藝中產(chǎn)生大量CaCl₂的化學(xué)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）聯(lián)合制堿法：以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣）為原料來制取純堿，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)合制堿法”的反應(yīng)方程式計算；

解答：解：（1）氨堿法工藝中產(chǎn)生大量CaCl₂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“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝的實驗設(shè)計，掌握反應(yīng)的原理是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．