13.
(2010·杭州二中期中考题)联碱法(侯氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图:
(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)X是________,Y是________(填化学式)。
(3)Z中除了溶解的氨气、食盐外,其它溶质还有____________________;排出液W中的溶质除了氢氧化钙外,还有____________________。
(4)从理论上分析,在氨碱法生产过程中________(填“需要”、“不需要”)补充氨气,从原料到产品,氨碱法总反应过程用化学方程式表示,可写为________________________________________________________________________。
(5)根据联碱法从母液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是_______(填序号)。
a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b.通入氨气目的是使氯化铵更多析出
c.加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度,促进碳酸氢钠结晶析出
(6)联碱法中,每当通入NH3 44.8 L(已析合成标准状况下)时可以得到纯碱100.0 g,则NH3的利用率为________。相比于氨碱法,指出联碱法的一项优点________________________________________________________________________。
解析:(1)两种方法中沉淀池内产生的物质均为NaHCO3和NH4Cl且析出的均是NaHCO3,发生的反应是NH3+H2O+NaCl+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)两种方法中煅烧炉内发生的反应均是:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,可见循环的是CO2。氨碱法中:向母液加入CaO后,生成NH3循环利用,排出液W中含有CaCl2及未反应的NaCl、Ca(OH)2等。
(3)联碱法中,母液中含有NaCl、NH3、NH4Cl(少量)、NaHCO3(少量)。
(4)从理论上分析,氨碱法生产中的母液主要含有NH4Cl、NaHCO3,加入过量CaO后,NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3,显然不用补充氨气;氨碱法发生的反应有①CaCO3CaO+CO2,②2CO2+2NaCl+2H2O+2NH3===2NaHCO3↓+2NH4Cl,③CaO+2NH4Cl===2NH3+CaCl2+H2O,④2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,①+②+③+④可得:CaCO3+2NaCl===Na2CO3+CaCl2。
(5)增大母液中C(NH4+)和C(Cl-)均可以使NH4Cl析出。
(6)2 mol NH3理论上生成106 g Na2CO3,NH3的利用率为94.3%;从不同点找优点,联碱法不产生无用的CaCl2或提高食盐的利用率。
答案:(1)NaCl+NH3+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl (2)CO2,NH3 (3)NaHCO3、NH4Cl CaCl2、NaCl (4)不需要 CaCO3+2NaCl===CaCl2+Na2CO3