Question

純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請按要求回答問題：

(1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl₂廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl₂的化學(xué)方

程式：_____________________________________________________。

(2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________

____________________________________________________________。

(3)CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO₂的來源

有何不同？________________________________________________。

(4)綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)列出計算原子利用率的表達式：原子利用率(%)＝_________________。

Answer 1

解析　氨堿法的原料：氯化鈉、碳酸鈣(或二氧化碳)及氨。

工藝流程：CaCO₃CaO＋CO₂↑

CO₂＋NH₃＋H₂O===NH₄HCO₃，

NaCl＋NH₄HCO₃===NaHCO₃↓＋NH₄Cl，

2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O↑＋CO₂↑，

CaO＋H₂O===Ca(OH)₂，

產(chǎn)生CaCl₂的反應(yīng)：Ca(OH)₂＋2NH₄ClCaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O，該反應(yīng)

的CaCl₂中的Cl^－來源于NaCl，Ca^2＋來源于CaCO₃，產(chǎn)生無用的CaCl₂，降低

了NaCl的利用率。

聯(lián)合制堿法：NH₃和CO₂來源于合成氨廠

工藝流程：NH₃＋CO₂＋H₂O===NH₄HCO₃，

NaCl＋NH₄HCO₃===NaHCO₃↓＋NH₄Cl，

2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O↑＋CO₂↑。

依據(jù)總反應(yīng)：2NaCl＋CO₂＋H₂O＋2NH₃===Na₂CO₃＋2NH₄Cl

可得：原子利用率＝×100%＝49.77%。

答案　(1)2NH₄Cl＋Ca(OH)₂2NH₃↑＋CaCl₂＋2H₂O

(2)NH₃＋CO₂＋H₂O===NH₄HCO₃

NaCl＋NH₄HCO₃===NaHCO₃↓＋NH₄Cl

2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O↑＋CO₂↑

(3)“聯(lián)合制堿法”中的CO₂來源于合成氨廠，“氨堿法”中的CO₂來源于煅

燒石灰石

(4)×100%＝49.77%