Question

20．我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为做化肥．
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓．
（3）写出上述流程中X物质的分子式CO₂．
（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环Ⅰ（填上述流程中的编号）的循环．从沉淀池中取出沉淀的操作是过滤．
（5）为了有效地除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入试剂的顺序为bc（选填a、b、c）．
a．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加BaCl₂
b．先加NaOH，后加BaCl₂，再加Na₂CO₃
c．先加BaCl₂，后加NaOH，再加Na₂CO₃
（6）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，其方法是取少量试样溶于水后，再滴加硝酸酸化的硝酸银，观察产生白色沉淀．
（7）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有AC．
A．增大NH₄⁺的浓度，使NH₄Cl更多地析出
B．使NaHCO₃更多地析出
C．使NaHCO₃转化为Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl纯度．

Answer 1

分析 根据联合制碱法的原料为氨气、二氧化碳和饱和氯化钠，反应式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；主要的副产物为氯化铵，需要考虑氯化铵的回收利用，要提高原料的利用率，可以用循环使用的方法，
（1）工业制纯碱法为侯氏制碱或联合制碱法，主要副产品为NH₄Cl；
（2）饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体；
（3）碳酸氢钠受热易分解生成CO₂、水及纯碱；
（4）循环Ⅰ中的氯化钠有又返回到沉淀池；从固液混合物中分离出固体的方法为过滤；
（5）粗盐样品含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，除去钙离子用碳酸钠，除去镁离子用氢氧根离子，除去硫酸根离子用钡离子，由于加入的试剂均过量，则加入碳酸钠溶液应该放在氯化钡溶液之后即可；
（6）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，用硝酸酸化的硝酸银即可；
（7）根据氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析；同时通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度．

解答 解：（1）题中方法由我们侯德邦所创，称为侯氏制碱法，也称为联合制碱法，反应方程式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，得到一摩尔的碳酸氢钠同时得到一摩尔的氯化铵，故副产物为氯化铵，氯化铵可用来制作化肥，
故答案为：联合制碱法；做化肥；
（2）沉淀池中发生的化学反应为饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体，反应方程式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案为：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（3）煅烧炉中为加热碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物，可以循环利用，所以X物质的分子式为CO₂；故答案为：CO₂；
（4）循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中，从固液混合物中分离出固体的方法为过滤；
故答案为：循环Ⅰ，过滤；
（5）粗盐样品含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，除去Ca²⁺用过量的Na₂CO₃溶液，除去Mg²⁺用氢氧根离子，除去SO₄^2-用钡离子，由于加入的试剂均过量，则加入Na₂CO₃溶液应该放在氯化钡溶液之后，所以a错误，bc正确；故选：bc；
（6）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以取少量试样溶于水后，用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，故答案为：取少量试样溶于水后，再滴加硝酸酸化的硝酸银，观察产生白色沉淀；
（7）氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来，所以A正确；通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度所以C正确，B错误；
故答案为：AC．

点评 本题主要考察了联合制碱法的原料、反应式以及副产物的回收利用，如何提高原料的利用率、检验氯离子的方法是关键．