Question

【題目】[化學(xué)-選修2：化學(xué)與技術(shù)]碳酸鈉的用途很廣，可用做冶金、紡織、漂染等工業(yè)的基本原料。請(qǐng)根據(jù)題意回答下列問題：

Ⅰ．世界最早工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的方法是路布蘭（N.Leblanc）法。其流程如下：

（1）流程I的另一產(chǎn)物是____，流程Ⅱ的反應(yīng)分步進(jìn)行：a.

b.Na2S與石灰石發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，總反應(yīng)方程式可表示為__________________。

Ⅱ．1862年，比利時(shí)人索爾維（ErnestSolvay）用氨堿法生產(chǎn)碳酸鈉。反應(yīng)原理如下：

20℃時(shí)一些物質(zhì)在水中的溶解度/g(100gH2O)

（2）氨堿法生成純堿的原料是____________，可循環(huán)利用的物質(zhì)有____________。

（3）飽和NaCl溶液通NH3和CO2能生成NaHCO3的原因有：_________、__________、_________。

Ⅲ．我國(guó)化工專家侯德榜研究出聯(lián)合制堿法，其反應(yīng)原理和氨堿法類似，但將制氨和制堿聯(lián)合，提高了原

料利用率。

（4）生產(chǎn)中需向分離出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固體并通入NH3，在________（填溫度范圍）下析出________（填化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】36．(1)HCl Na2SO4＋4C ＋CaCO3 Na2CO3＋CaS＋4CO↑

(2)食鹽、石灰石、NH3 CaO、NH3、CO2、NH4Cl

(3)反應(yīng)體系中NaHCO3溶解度最小，反應(yīng)消耗水，NaHCO3相對(duì)分子質(zhì)量最大

(4) 0~10℃ NH4Cl

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)流程圖分析可知，反應(yīng)物為NaCl(s)和濃硫酸，生成物是Na2SO4，利用的是難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸，則流程I的另一產(chǎn)物是HCl，流程Ⅱ的反應(yīng)分步進(jìn)行：a.Na2SO4+4C Na2S+4CO↑, b.Na2S與石灰石發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS，a+b即得總反應(yīng)，所以總反應(yīng)方程式可表示為Na2SO4＋4C ＋CaCO3 Na2CO3＋CaS＋4CO↑。

（2）根據(jù)題給流程圖可知，①在NH3飽和的NaCl液中通入CO2制得的NaHCO3和NH4Cl；②再將NaHCO3焙燒制得純堿，CO2循環(huán)使用，③析出小蘇打的母液（NH4Cl溶液）中加入生石灰，NH3循環(huán)使用。CO2由煅燒石灰石獲得，所以氨堿法生成純堿的原料是食鹽、石灰石、NH3，石灰石煅燒生成CaO和CO2，CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，Ca(OH)2 與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣，所以可循環(huán)利用的物質(zhì)有CaO、NH3、CO2、NH4Cl。

（3）根據(jù)題給信息，飽和NaCl溶液通NH3和CO2能生成NaHCO3的原因有反應(yīng)體系中NaHCO3溶解度最小，反應(yīng)消耗水，NaHCO3相對(duì)分子質(zhì)量最大。

（4）要想循環(huán)利用NH4Cl，根據(jù)溶解度—溫度曲線，NH4Cl在0~10℃時(shí)溶解度最小，則向分離出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固體并通入NH3，在0~10℃下析出NH4Cl。