碳酸鈉用途非常廣泛,是工業生產中重要的化工原料。在1921年我國科學家 侯德榜創造了一種著名的純堿生產方法--“聯合制堿法”。 “聯合制堿法”生產過程:
(1)第一步主要反應為NH3+CO2+H2O=== NH4HCO3 該反應屬于 反應(基本反應類型)。
第二步用食鹽與NH4HCO3反應。食鹽來源于某鹽田,該粗鹽主要含有氯化鈉,此外還含有少量硫酸鈉,氯化鈣和氯化鎂。經凈化、精制得到生產碳酸鈉所需要的食鹽水,其主要流程如下:
(2)通過降溫使硫酸鈉從粗鹽水中析出,其原理是氯化鈉和硫酸鈉的溶解度與溫度的變化差異較大,請在溶解度圖(如圖)中簡單畫出氯化鈉和硫酸鈉的溶解度曲線變化趨勢圖。
(3)“精制I”操作中,加入過量含鈣元素的堿的化學式是 。其反應化學方程式為 。
(4)“精制II”操作中,加入B鹽的有關反應方程式為 。
(5)為保證“精制II”操作中過量B鹽把雜質全部除去,請在下表中寫出檢驗溶液中B鹽是否過量的實驗報告。
(6)查閱資料得知NaCl 、NH4HCO3、 NaHCO3 、NH4Cl在30℃時的溶解度如下表所示:
請根據溶解度表所提供的信息,寫出“聯合制堿法”中的第二步屬于復分解反應的化學方程式:
。
第三步處理制得碳酸鈉,反應原理為2NaHCO
3
Na
2CO
3+H
2O+CO
2↑