Question

純堿是一種重要的化工原料．目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制減法”兩種工藝．請按要求回答下列問題：
（1）“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl₂廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl₂的化學方程式：

 

．
（2）寫出“聯(lián)合制減法”有關反應的化學方程式：

 

；

 

．
（3）CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制減法”和“氨堿法”中CO₂的來源有何不同？

 

．
（4）綠色化學的重要原則之一是提高反應的原子利用率．根據(jù)“聯(lián)合制減法”的總反應，列出計算原子利用率的表達式：原子利用率（%）=

 

．

Answer 1

分析：（1）氨堿法的原理為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）聯(lián)合制堿法的原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl； 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）聯(lián)合制堿法中CO₂來源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來源于合成氨工業(yè)的廢氣；
（4）根據(jù)根據(jù)“聯(lián)合制減法”的反應方程式計算；

解答：解：（1）氨堿法是由氯化銨和消石灰在加熱條件下反應后生成氨氣和氯化鈣的反應，反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）聯(lián)合制堿法是在氨的飽和NaCl溶液中二氧化碳氣體，反應生成碳酸氫鈉，解熱碳酸氫鈉即可制備碳酸鈉，反應的有關方程式為，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；  
（3）CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，聯(lián)合制堿法中CO₂來源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來源于合成氨工業(yè)的廢氣，
故答案為：“氨堿法”CO₂來源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”CO₂來源于合成氨工業(yè)的廢氣；
（4）聯(lián)合制堿法的原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
原子利用率=

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%；
故答案為：

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%．

點評：本題考查目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝的實驗設計，題目難度較大，易出錯點為化學方程式的書寫，注意把握反應的原理，注重相關基礎知識的積累．