Question

1862年，比利時(shí)化學(xué)家索爾維發(fā)明了氨堿法制堿，1926年，我國(guó)化學(xué)家侯德榜創(chuàng)立了更為進(jìn)侯德榜制堿法，也叫聯(lián)合制堿法，兩種制堿的生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如圖：

（1）向沉淀池中通入CO₂和氨氣時(shí)，應(yīng)先通入氨氣的原因是

 

．
（2）沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是

 

，從沉淀池中分離沉淀的操作是

 

．
（3）氨堿法生產(chǎn)流程示意圖中的Y是

 

，從原料到產(chǎn)品，氨堿法總反應(yīng)過(guò)程用化學(xué)方程式表示，可寫為

 

．
（4）聯(lián)合制堿法中從濾液中提取氯化銨晶體的過(guò)程推測(cè)，所得結(jié)論正確是

 

（選填編號(hào)）．
a．常溫時(shí)氯化銨的溶解度比氯化鈉小
b．通入氨氣能增大NH₄⁺的濃度，使氯化銨更多析出
c．加入食鹽細(xì)粉能提高Na⁺的濃度，使NaHCO₃結(jié)晶析出
d．通入氨氣能使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度
（5）聯(lián)合制堿法相比于氨堿法，氯化鈉利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計(jì)了循環(huán)Ⅰ，聯(lián)合制堿法的另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是

 

．
（6）產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉，可以用加熱分解的方法測(cè)定產(chǎn)品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，已知樣品質(zhì)量為ag，加熱至質(zhì)量不再改變時(shí)稱重為bg，則純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較小；
（2）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；根據(jù)過(guò)濾的原理和適用范圍回答；
（3）氨堿法的生產(chǎn)流程中循環(huán)Ⅰ是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣與銨鹽反應(yīng)生成的氨氣；
（4）向母液中通氨氣作用有增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出和使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度；加入食鹽細(xì)粉目的是提高Cl^-的濃度，使氯化氨析出；
（5）與氨堿法比較，聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)是提高了原料的原子利用率，避免產(chǎn)生大量的含有CaCl₂的溶液，節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設(shè)備；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，加熱至質(zhì)量不再改變，反應(yīng)后生成的二氧化碳和水的質(zhì)量之和為（a-b）g，據(jù)此求出碳酸鈉的質(zhì)量，再用碳酸鈉的質(zhì)量除以樣品質(zhì)量即可；

解答： 解：（1）二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，所以應(yīng)該先通氨氣有利于吸收二氧化碳，
故答案為：因?yàn)镃O₂溶解度小，而NH₃易溶于水，先通入NH₃有利于后面CO₂的吸收；
（2）氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，過(guò)濾是把不溶于溶液的固體和液體分開(kāi)的一種分離混合物的方法，從沉淀池中分離沉淀NaHCO₃晶體，可用過(guò)濾的方法，故答案為：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；過(guò)濾；
（3）氨堿法的生產(chǎn)流程中循環(huán)Ⅰ是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與銨鹽反應(yīng)生成的氨氣可以循環(huán)使用，NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；CaCO₃═CaO+CO₂↑；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+2NH₄Cl═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑合并得到總化學(xué)方程式為：CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂，
故答案為：NH₃； CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂；
（4）a．常溫時(shí)氯化銨的溶解度比氯化鈉大，故a錯(cuò)誤；
b．通氨氣作用有增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出和使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度，故b正確；
c．加入食鹽細(xì)粉目的是提高Cl^-的濃度，促進(jìn)氯化銨結(jié)晶析出，故c錯(cuò)誤；
d．通入氨氣使溶液堿性增強(qiáng)，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度，故d正確；
故選bd；
（5）聯(lián)合制堿法的主要原理是：①向濃氨水中通入足量的CO₂后，氨氣、水和CO₂發(fā)生化合反應(yīng)而生成NH₄HCO₃溶液；②然后加入食鹽細(xì)粒充分?jǐn)嚢瑁�生成的碳酸氫鈉和氯化銨；③將析出的碳酸氫鈉加熱得碳酸鈉、二氧化碳和水，相對(duì)于氨堿法制堿，即向過(guò)濾后的濾液中加熟石灰以回收氨，使之循環(huán)使用能夠避免產(chǎn)生大量的含有CaCl₂的溶液，或節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設(shè)備，
故答案為：避免產(chǎn)生大量的含有CaCl₂的溶液，或節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設(shè)備；
（6）設(shè)原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為X，
2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑     固體減少的質(zhì)量
168          106   18   44           62
（a-x）g                             （a-b）g
列比例式：

168

a-x

=

62

a-b

 解得X=

84b-53a

31

，所以純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

84b-53a

31a

×100%，
故答案為：

(84b-53c)

31a

×100%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了聯(lián)堿法和氨堿法生產(chǎn)流程的原理比較和物質(zhì)分析判斷，明確碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨氣、二氧化碳的性質(zhì)，掌握工藝流程和反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．