Question

20．我國化學侯德榜改革國外的純堿生產工藝，生產流程可簡要表示如下：

（1）上述生產純堿的方法稱，副產品的一種用途為做化肥．
（2）沉淀池中發生的化學反應方程式是NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓．
（3）寫出上述流程中X物質的分子式CO₂．
（4）使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了循環Ⅰ（填上述流程中的編號）的循環．從沉淀池中取出沉淀的操作是過濾．
（5）為了有效地除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入試劑的順序為bc（選填a、b、c）．
a．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加BaCl₂
b．先加NaOH，后加BaCl₂，再加Na₂CO₃
c．先加BaCl₂，后加NaOH，再加Na₂CO₃
（6）為檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，其方法是取少量試樣溶于水后，再滴加硝酸酸化的硝酸銀，觀察產生白色沉淀．
（7）向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品，通氨氣的作用有AC．
A．增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出
B．使NaHCO₃更多地析出
C．使NaHCO₃轉化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度．

Answer 1

分析 根據聯合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，反應式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；主要的副產物為氯化銨，需要考慮氯化銨的回收利用，要提高原料的利用率，可以用循環使用的方法，
（1）工業制純堿法為侯氏制堿或聯合制堿法，主要副產品為NH₄Cl；
（2）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；
（3）碳酸氫鈉受熱易分解生成CO₂、水及純堿；
（4）循環Ⅰ中的氯化鈉有又返回到沉淀池；從固液混合物中分離出固體的方法為過濾；
（5）粗鹽樣品含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，除去鈣離子用碳酸鈉，除去鎂離子用氫氧根離子，除去硫酸根離子用鋇離子，由于加入的試劑均過量，則加入碳酸鈉溶液應該放在氯化鋇溶液之后即可；
（6）檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉即檢驗是否含氯離子，用硝酸酸化的硝酸銀即可；
（7）根據氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來分析；同時通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度．

解答 解：（1）題中方法由我們侯德邦所創，稱為侯氏制堿法，也稱為聯合制堿法，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，得到一摩爾的碳酸氫鈉同時得到一摩爾的氯化銨，故副產物為氯化銨，氯化銨可用來制作化肥，
故答案為：聯合制堿法；做化肥；
（2）沉淀池中發生的化學反應為飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案為：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（3）煅燒爐中為加熱碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，在聯合制堿法中二氧化碳是反應的原料同時也是反應的副產物，可以循環利用，所以X物質的分子式為CO₂；故答案為：CO₂；
（4）循環Ⅰ是將未反應的氯化鈉返回沉淀池中，從固液混合物中分離出固體的方法為過濾；
故答案為：循環Ⅰ，過濾；
（5）粗鹽樣品含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，除去Ca²⁺用過量的Na₂CO₃溶液，除去Mg²⁺用氫氧根離子，除去SO₄^2-用鋇離子，由于加入的試劑均過量，則加入Na₂CO₃溶液應該放在氯化鋇溶液之后，所以a錯誤，bc正確；故選：bc；
（6）檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉即檢驗是否含氯離子，可以取少量試樣溶于水后，用硝酸酸化的硝酸銀，觀察到若產生白色沉淀則說明有氯化鈉存在，故答案為：取少量試樣溶于水后，再滴加硝酸酸化的硝酸銀，觀察產生白色沉淀；
（7）氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來，所以A正確；通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度所以C正確，B錯誤；
故答案為：AC．

點評 本題主要考察了聯合制堿法的原料、反應式以及副產物的回收利用，如何提高原料的利用率、檢驗氯離子的方法是關鍵．