碳酸鈉用途非常廣泛,是工業(yè)生產(chǎn)中重要的化工原料.在1921年我國科學(xué)家侯德榜創(chuàng)造了一種著名的純堿生產(chǎn)方法--“聯(lián)合制堿法”.
“聯(lián)合制堿法”生產(chǎn)過程:
(1)第一步主要反應(yīng)為NH
3+CO
2+H
2O=NH
4HCO
3該反應(yīng)屬于
反應(yīng)基本反應(yīng)類型.
(2)第二步用食鹽與NH
4HCO
3反應(yīng).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(jīng)凈化、精制得到生產(chǎn)碳酸鈉所需要的食鹽水,其主要流程如下
①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?jiān)谌芙舛葓D(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.
②“精制I”操作中,加入過量含鈣元素的堿的化學(xué)式是
.其反應(yīng)化學(xué)方程示為
.
③“精制II”操作中,加入B鹽的有關(guān)反應(yīng)方程式為
.
④為保證“精制II”操作中過量B鹽把雜質(zhì)全部除去,請?jiān)谙卤碇袑懗鰴z驗(yàn)溶液中B鹽是否過量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告.
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
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⑤查閱資料得知NaCl、NH
4HCO
3、NaHCO
3、NH
4Cl在30℃時的溶解度如下表所示:
溫度 |
NH4Cl |
NH4HCO3 |
NaHCO3 |
NaCl |
30℃ |
41.1g |
27.0g |
11.1g |
36.3g |
請根據(jù)溶解度表所提供的信息,寫出“聯(lián)合制堿法”中的第二步屬于復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:
.
(3)第三步處理制得碳酸鈉,反應(yīng)原理為2NaHCO
3Na
2CO
3+H
2O+CO
2↑