Question

某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究．
【产品与原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品--纯碱（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl．生产原理是：将NH₃和CO₂通入饱和食盐水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反应为：NaCl（饱和）+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；分离出NaHCO₃，加热制得纯碱．【生产流程】

【相关资料】（1）NH₄Cl 

△   .

 NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）

物质	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

【问题讨论】：
（1）氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体，溶液中会有碳酸氢钠晶体析出．试分析该流程需要加压条件的原因是：

 

．
（2）反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程式：

 

．
（3）反应③中得到纯碱的化学方程式为：

 

．
（4）溶液B中的溶质有

 

（至少写出两种）．
（5）上述生产流程中可循环使用的是

 

（填序号）．
A．挥发性气体C        B．溶液D       C．氢氧化镁      D．化肥NH₄Cl
（6）在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时，为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体？
答：

 

．

Answer 1

考点：纯碱的制取,结晶的原理、方法及其应用,气体溶解度的影响因素,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见的盐 化学肥料

分析：【问题讨论】
（1）了解氨碱工业最关键的一步：碳酸氢钠晶体析出；
（2）根据盐的溶解性可知，在第一次反应后溶液中只剩NaCl、Na₂CO₃、NaOH，所以在加入盐酸后Na₂CO₃、NaOH可与盐酸反应生成NaCl等；
（3）根据题干中提供的侯氏制碱法的反应原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO₃不会全部析出，肯定会有部分溶解在溶液中；
（4）由图可知，推测溶液B中的溶质；
（5）挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用；
（6）根据氯化铵受热易分解的性质，进行分析．

解答：解：
【问题讨论】
（1）氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体，溶液中会有碳酸氢钠晶体析出．试分析该流程需要加压条件的原因是：增大二氧化碳在水中的溶解度；
（2）由图可知，反应①中与盐酸反应的物质有NaOH和Na₂CO₃，故反应方程式为：NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）反应③中得到纯碱的化学方程式为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）由图可知，溶液B中的溶质有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl三种；
（5）挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用，即A、B；
（6）在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时．因为氯化铵受热易分解，所以不直接蒸发结晶析出氯化铵固体．
故答案为：【问题讨论】（1）增大二氧化碳在水中的溶解度
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O或者Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
（3）2NaHCO₃

△   .

 Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
（4）NaHCO₃和NH₄Cl；
（5）AB；
（6）氯化铵受热易分解

点评：本题考查了碳酸钠的制取，完成此题，可以依据已有的知识结合题干提供的信息进行．