(17分)純堿在日常生活和工業(yè)生產中用途廣泛,需求量很大,因此純堿的制備一直是科學家工作的一個重要方面。19世紀歐洲有個呂布蘭制堿法,其主要反應原理是:
Na
2SO
4+2C
Na
2S+2CO
2↑
Na
2S+CaCO
3====CaS+Na
2CO
3這種方法的最大缺點是:①此反應是高溫固體反應,不能連續(xù)生產;②浪費原料,CO
2不能回收利用;③污染環(huán)境,CaS沒有任何用處,只能拋至野外。由于這些缺點的存在和后來化學工業(yè)的發(fā)展,呂布蘭法被索爾維法代替。索爾維法的生產流程如下:
索爾維法能實現連續(xù)生產,但其食鹽利用率只有75%,且所得副產品CaCl
2沒有用處,污染環(huán)境。
我國化學家侯德榜經過一年的努力,做了500多次循環(huán)實驗,終于設計出新的制堿工藝,于1943年11月在完成實驗室規(guī)模的流程實驗基礎上,在工廠順利試產,食鹽的利用率達96%以上,得到了純堿和氯化銨兩種重要產品。氯化銨主要用作氮肥。侯德榜制堿法原理是:
①在30~50 ℃的飽和食鹽水中,先通入氨至飽和,再通入二氧化碳得到碳酸氫鈉沉淀;
②過濾,將濾渣加熱而得到產品;
③濾液中加入細食鹽末,在10~15 ℃,使NH
4Cl沉淀,濾液為飽和食鹽水。
據此回答下列問題:
(1)標出反應Na
2SO
4+2C
Na
2S+2CO
2↑的電子轉移方向和數目。
(2)寫出索爾維制堿法的各步反應的化學反應方程式:
①_________________________
②_________________________
③_________________________
④_________________________
(3)寫出侯德榜制堿法第①步反應的化學方程式_________________________
(4)在索爾維制堿法中____________物質可循環(huán)利用。
(5)在侯德榜制堿法中____________物質可循環(huán)利用。