Question

【題目】碳酸鈉廣泛用于造紙、紡織、玻璃、洗滌劑、肥皂、制革等工業(yè)，是一種重要的化工原料。呂布蘭、索爾維和侯德榜為碳酸鈉的工業(yè)化生產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)。

I、呂布蘭法：1789年，法國(guó)醫(yī)生呂布蘭（N。Leblanc，1742﹣1806）以食鹽、濃硫酸、木炭和石灰石為原料，開(kāi)創(chuàng)了規(guī)模化工業(yè)制取碳酸鈉的先河，具體流程如圖：

（1）碳酸鈉俗稱_____。

（2）在高溫條件下，②中發(fā)生兩步反應(yīng)，其中一步是Na2SO4和木炭生成Na2S和CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（3）③中“水浸”時(shí)通常需要攪拌，其目的是_____。

（4）不斷有科學(xué)家對(duì)呂布蘭法進(jìn)行改進(jìn)，是因?yàn)榇朔ㄓ忻黠@不足，請(qǐng)寫出一條不足之處_____。

Ⅱ、索爾維法：1892年，比利時(shí)工程師索爾維發(fā)明氨堿法制碳酸鈉，又稱索爾維法。原理如下：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

某興趣小組采用下列裝置模擬索爾維法制備碳酸氫鈉，進(jìn)而制得碳酸鈉。

實(shí)驗(yàn)操作如下：

①關(guān)閉K1，打開(kāi)K2通入NH3，調(diào)節(jié)氣流速率，待其穩(wěn)定后，打開(kāi)K1通入CO2；

②待三頸燒瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)較多固體時(shí)，關(guān)閉K2停止通NH3，一段時(shí)間后，關(guān)閉K1停止通CO2；

③將三頸燒瓶?jī)?nèi)的反應(yīng)混合物過(guò)濾、洗滌、低溫干燥，并將所得固體加熱得到較純的碳酸鈉。

（5）裝置中飽和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____；

（6）裝置中三頸燒瓶上連接的長(zhǎng)頸漏斗的主要作用是_____，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)放置一團(tuán)蘸有酸液的棉花，理由是_____

（7）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中濃氨水滴在生石灰上可以得到大量氨氣的原因是_____，這樣制取氨氣的優(yōu)點(diǎn)是_____。

Ⅲ、制堿技術(shù)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)把持在英、法等西方國(guó)家手中。以“科技興邦、實(shí)業(yè)救國(guó)”為巨大動(dòng)力，我國(guó)化學(xué)工程專家侯德榜先生獨(dú)立摸索出索爾維法并公布與眾，又于1943年創(chuàng)造性地將制堿與制氨兩種工藝聯(lián)合起來(lái)，基本消除廢棄物的排放，同時(shí)生產(chǎn)出碳酸鈉和氯化銨兩種產(chǎn)品，這就是著名的侯氏制堿法。

Answer 1

【答案】純堿/蘇打 Na2SO4+4CNa2S+4CO↑ 使反應(yīng)物充分接觸，有利于充分、迅速反應(yīng) 產(chǎn)生的一氧化碳有毒，會(huì)污染環(huán)境 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 平衡裝置內(nèi)氣壓 避免氨氣逸出污染環(huán)境 氧化鈣與水反應(yīng)放出大量熱，分子運(yùn)動(dòng)加快，使得氨水揮發(fā)出大量氨氣 操作簡(jiǎn)便

【解析】

（1）碳酸鈉俗稱為純堿或蘇打。

（2）在高溫條件下，Na2SO4和木炭生成Na2S和CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO4+4CNa2S+4CO↑。

（3）③中的碳酸鈉和硫化鈣混合進(jìn)行“水浸”時(shí)通常需要攪拌，其目的是使反應(yīng)物充分接觸，有利于充分、迅速反應(yīng)。

（4）呂布蘭法有明顯不足，例如碳有高溫條件下與硫酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳有毒，會(huì)污染環(huán)境或者是濃硫酸與氯化鈉反應(yīng)產(chǎn)生酸性氯化氫氣體，污染環(huán)境。

（5）用飽和NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl，氯化氫氣體溶于水變成鹽酸，鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)方程式為NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O。

（6）裝置中三頸燒瓶上連接的長(zhǎng)頸漏斗與大氣相連通，故它的主要作用是平衡裝置內(nèi)氣壓，以免瓶?jī)?nèi)氣壓過(guò)大，把瓶塞彈出。在長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)放置一團(tuán)蘸有酸液的棉花，可以吸收氨氣，避免氨氣逸出污染環(huán)境。

（7）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中濃氨水滴在生石灰上可以得到大量氨氣，原因是氧化鈣與水反應(yīng)放出大量熱，分子運(yùn)動(dòng)加快，使得氨水揮發(fā)出大量氨氣。這樣制取氨氣的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便。