Question

18．純堿一直以來都是工業(yè)生產(chǎn)的重要原料，很長一段時(shí)間來純堿的制法都被歐美國家所壟斷．上個(gè)世紀(jì)初我國著名的工業(yè)化學(xué)家侯德榜先生，經(jīng)過數(shù)年的反復(fù)研究終于發(fā)明了優(yōu)于歐美制堿技術(shù)的聯(lián)合制堿法（又稱侯氏制堿法）．并在天津建造了我國獨(dú)立研發(fā)的第一家制堿廠．其制堿原理的流程如圖所示：

（1）侯德榜選擇天津作為制堿廠的廠址有何便利條件（舉二例說明）原料豐富、運(yùn)輸方便．
（2）侯氏制堿法的最終產(chǎn)物是（化學(xué)式）Na₂CO₃；其在水溶液中顯著的實(shí)質(zhì)是（離子方程式）：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（3）合成氨工廠需要向制堿廠提供兩種原料氣體，它們分別是：CO₂、NH₃．這兩種氣體在使用過程中是否需要考慮添加的順序？是（填“是”或“否”），原因是氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣后通二氧化碳產(chǎn)生碳酸氫銨多，有利于碳酸氫鈉的析出．
（4）在沉淀池中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（5）使原料水中溶質(zhì)的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計(jì)了循環(huán)Ⅰ（填上述流程中的編號(hào)）的循環(huán)．從母液中可以提取的副產(chǎn)品的應(yīng)用是做肥料（舉一例）．

Answer 1

分析 合成氨工廠需要向制堿廠提供兩種原料氣體，它們分別是二氧化碳和氨氣；二氧化碳在水溶液中溶解度小，生成碳酸氫鈉少，不能析出晶體，而氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣后通二氧化碳產(chǎn)生碳酸氫銨多，有利于碳酸氫鈉的析出，氨化的飽和氯化鈉溶液中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)二氧化碳和氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨，碳酸氫銨和氯化鈉反應(yīng)，由于碳酸氫鈉溶解度小，所以先生成碳酸氫鈉晶體析出，母液中氯化鈉和碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳可以循環(huán)使用，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉，
（1）而制堿的原料之一NaCl，在海水中含量豐富．
（2）侯氏制堿法的最終產(chǎn)物是碳酸鈉，碳酸鈉在水溶液中顯堿性，是因?yàn)镃O₃^2-水解．
（3）合成氨工廠需要向制堿廠提供兩種原料氣體，它們分別是二氧化碳和氨氣；二氧化碳在水溶液中溶解度小，生成碳酸氫鈉少，不能析出晶體，而氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣后通二氧化碳產(chǎn)生碳酸氫銨多，有利于碳酸氫鈉的析出．
（4）氨化的飽和氯化鈉溶液中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)二氧化碳和氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨，碳酸氫銨和氯化鈉反應(yīng)，由于碳酸氫鈉溶解度小，所以先生成碳酸氫鈉晶體析出，反應(yīng)方程式為NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（5）碳酸氫鈉能溶于水，析出晶體后的溶液中還含有較多碳酸氫鈉，所以要循環(huán)利用，從母液中有NH₄Cl可以做肥料．

解答 解：（1）天津位于沿海地區(qū)交通發(fā)達(dá)，而制堿的原料之一NaCl，在海水中含量豐富，
故答案為：原料豐富；運(yùn)輸方便；
（2）侯氏制堿法的最終產(chǎn)物是碳酸鈉，酸鈉在水溶液中顯堿性，是因?yàn)镃O₃^2-水解，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，故答案為：Na₂CO₃ ；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（3）合成氨工廠需要向制堿廠提供兩種原料氣體，它們分別是二氧化碳和氨氣；二氧化碳在水溶液中溶解度小，生成碳酸氫鈉少，不能析出晶體，而氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣后通二氧化碳產(chǎn)生碳酸氫銨多，有利于碳酸氫鈉的析出；
故答案為：CO₂；NH₃；是；氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣后通二氧化碳產(chǎn)生碳酸氫銨多，有利于碳酸氫鈉的析出；
（4）氨化的飽和氯化鈉溶液中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)二氧化碳和氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨，碳酸氫銨和氯化鈉反應(yīng)，由于碳酸氫鈉溶解度小，所以先生成碳酸氫鈉晶體析出，反應(yīng)方程式為：NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl，
故答案為：NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（5）碳酸氫鈉能溶于水，析出晶體后的溶液中還含有較多碳酸氫鈉，所以要循環(huán)利用，從母液中有NH₄Cl可以做肥料，
故答案為：循環(huán)Ⅰ；做肥料．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了純堿工業(yè)制備原理，反應(yīng)實(shí)質(zhì)的應(yīng)用，試劑的作用，理解生產(chǎn)原理和過程的實(shí)質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．