Question

我國化學家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：

有關信息：已知“沉淀池”中發生的化學反應方程式是：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；或NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃、NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl．上述生產純堿副產品NH₄Cl可作為化肥或電解液或焊藥等．
（1）上述流程中X物質的化學式為

 

．
（2）使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了I的循環，該設計體現了“綠色化學”的基本理念是

 

．從“沉淀池”中分離出沉淀的操作名稱是

 

．
（3）為檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，具體操作和現象是

 

．
（4）某純堿廠每天消耗NaCl質量為130t，原料NaCl的利用率按90%計，則每天可生產Na₂CO₃的質量為

 

t．

Answer 1

考點：純堿工業（侯氏制堿法）

專題：元素及其化合物,化學應用

分析：（1）循環Ⅱ是利用碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳通入沉淀池循環使用；
（2）綠色化學的主要原則之一是提高反應的原子利用率，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；
（3）碳酸鈉中可能含有氯化鈉，則含有氯離子，氯離子和硝酸酸化的硝酸銀溶液反應生成白色沉淀，所以只需檢驗氯離子；
（4）根據NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，2NaHCO₃

△   .

2Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，根據鈉元素守恒解答．

解答： 解：聯合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，反應過程是向氨化的飽和氯化鈉溶液中通入二氧化碳氣體沒說錯碳酸氫鈉晶體和氯化銨溶液，過濾得到碳酸氫鈉固體，加熱分解得到純堿；
（1）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，
故答案為：CO₂；
（2）“綠色化學”是在化學反應過程或化工生產中，盡量減少使用或徹底消除有害物質，提高反應的原子利用率，循環Ⅰ是將未反應的氯化鈉返回沉淀池中，提高反應物氯化鈉的原子利用率，從固液混合物中分離出固體的方法為過濾，
故答案為：提高反應物氯化鈉的原子利用率；過濾；
（3）檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，含有氯化鈉，則氯離子能和硝酸酸化的硝酸銀反應生成白色沉淀，所以檢驗的方法為：取少量試樣溶解，加用硝酸酸化的硝酸銀溶液，若有白色沉淀說明含有氯化鈉，否則，沒有氯化鈉，
故答案為：取少量試樣溶解，加用硝酸酸化的硝酸銀溶液，若有白色沉淀說明含有氯化鈉，否則，沒有氯化鈉；
（4）由NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，2NaHCO₃

△   .

2Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，可知生產的Na₂CO₃鈉元素質量來自氯化鈉，根據鈉元素守恒可知：n（Na₂CO₃）=

1

2

n（NaCl）×90%=

1

2

×

130×106

58.5

×90%=1×10⁶mol，則每天可生產Na₂CO₃的質量為m=nM=1×10⁶mol×106g/mol=1×10⁶g=1t，
故答案為：1．

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，注意運用鈉守恒計算，題目難度中等．