Question

純堿在日常生活和化學(xué)工業(yè)中用途很廣，如用于硬水軟化、洗滌劑生產(chǎn)、食品加工、石油精煉、粗鹽精制、玻璃制造等領(lǐng)域．工業(yè)上以食鹽、氨氣（主要由合成氨廠提供）和二氧化碳為主要原料生產(chǎn)純堿．其流程如下：根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題．
（1）鹽水精制的過(guò)程是除去溶液中各種雜質(zhì)的過(guò)程．為將鹽水中含有的Ca²⁺、Mg²⁺等沉淀，可以向其中加入過(guò)量純堿．此時(shí)將混合液中不溶物除去的方法是

過(guò)濾

；溶液中多余的純堿可以加

鹽酸

試劑來(lái)除去．
（2）上述工藝流程中，加壓條件下通入二氧化碳進(jìn)行碳酸化時(shí)沒(méi)有析出碳酸鈉晶體，其原因是

碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大

．
（3）在氨堿工業(yè)的歷史上，如何處理流程中剩余的濾液，出現(xiàn)了兩種工藝：一是“索爾維法”，即在濾液中加入石灰水；二是我國(guó)化學(xué)家侯德榜發(fā)明的“聯(lián)合制堿法”，即在濾液中加入適量氯化鈉晶體．
①“索爾維法”中，濾液加石灰水前先要加熱，原因是

防止加入石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀

．
②“聯(lián)合制堿法”中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是

NaCl

 （用化學(xué)式表示）．
（4）若采用上述流程生產(chǎn)106噸純堿，則理論上通入的二氧化碳的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）不得少于

4.48×10⁷

L（不考慮二氧化碳的回收利用）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)過(guò)濾的原理分析，難溶物呈溶液中分離出的方法是過(guò)濾；根據(jù)碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)和除雜的原理，提純的是氯化鈉，可以加鹽酸到不再產(chǎn)生氣體為止除去碳酸鈉；
（2）根據(jù)物質(zhì)的溶解度不同分析判斷；
（3）根據(jù)氫氧化鈣和碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，加熱促進(jìn)水解分析；根據(jù)氯化鈉溶液和氯化銨溶液中都含氯離子，氯化鈉是制純堿的原料，結(jié)合流程圖分析判斷．
（4）根據(jù)制備碳酸氫鈉的化學(xué)方程式計(jì)算分析判斷；

解答：解：（1）鹽水精制的過(guò)程是除去溶液中各種雜質(zhì)的過(guò)程．為將鹽水中含有的Ca²⁺、Mg²⁺等沉淀，可以向其中加入過(guò)量純堿．此時(shí)將混合液中不溶物除去的方法是過(guò)濾，在濾液中加入鹽酸到不再產(chǎn)生氣體為止除去碳酸鈉；
故答案為：過(guò)濾 鹽酸；
（2）述工藝流程中，加壓條件下通入二氧化碳進(jìn)行碳酸化時(shí)沒(méi)有析出碳酸鈉晶體，是因?yàn)樘妓徕c溶解度比碳酸氫鈉大，所以不析出碳酸鈉晶體；
故答案為：碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；
（3）①依據(jù)生產(chǎn)流程的過(guò)程分析，“索爾維法”中，濾液加石灰水前先要加熱，由于濾液中還含有一定量的碳酸氫鈉，加熱時(shí)，碳酸氫根和銨根發(fā)生雙水解反應(yīng)，碳酸氫根轉(zhuǎn)化為CO₂而除去，防止加入石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，故答案為：防止加入石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；
②氯化鈉溶液和氯化銨溶液中都含氯離子，氯化鈉是制純堿的原料，可以循環(huán)利用的 物質(zhì)為氯化鈉，故答案為：NaCl；
（4）若采用上述流程生產(chǎn)106噸純堿，則理論上通入的二氧化碳的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）不考慮二氧化碳的回收利用，可以根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算得到：
NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；分析得到計(jì)算關(guān)系為：
2CO₂～2NaHCO₃～Na₂CO₃；
88              106
88噸             106噸
所以二氧化碳物質(zhì)的量=

88×106g

44g/mol

=2×10⁶mol；
二氧化碳?xì)怏w的體積=2×10⁶mol×22.4L/mol=4，48×107L
4.48×10⁷L；
故答案為：4.48×10⁷

點(diǎn)評(píng)：本題考查了純堿工業(yè)制取的工業(yè)流程分析，過(guò)程特征性質(zhì)的應(yīng)用，化學(xué)方程式的計(jì)算應(yīng)用，方法過(guò)程的比較分析判斷，掌握工業(yè)生產(chǎn)流程和注意問(wèn)題是解題關(guān)鍵，題目難度中等．