Question

某纯碱厂用了中国化学家侯德榜对国外纯碱生产改良的工艺，它的生产流程可简要表示如下，请回答：

（1）该生产工艺的名称是

 

．
（2）合成氨厂的主要设备名称为

 

．
（3）沉淀池中发生反应的化学方程式为

 

．
（4）工艺流程中设计循环1、循环2的目的是

 

．
（5）从粗盐水（含Ca²⁺、Mg²⁺、等杂质）到饱和食盐水需经过除杂工艺．加入除杂试剂的顺序为

 

（a．NaOH溶液，b、Na₂CO₃溶液，c．BaCl₂溶液．填代号），除杂后．还需加入

 

以调节pH至中性．

Answer 1

考点：纯碱工业（侯氏制碱法）

专题：元素及其化合物

分析：（1）根据联合制碱法的原料为氨气、二氧化碳和饱和氯化钠，反应过程是向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体没说错碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液，过滤得到碳酸氢钠固体，加热分解得到纯碱；
（2）工业合成氨在合成塔中进行；
（3）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↓；
（4）工艺流程中设计循环1提高NaCl原料的利用率，设计循环2提高CO₂等原料的利用率；
（5）除去粗盐中含有的SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等杂质，加入试剂要注意氯化钡在碳酸钠的前面，以便把过量的氯化钡除掉；过滤后再加盐酸以调节pH至中性．

解答： 解：（1）目前工业制碱方法有二：氨碱法和联合制碱法．题中方法由我们侯德榜所创，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↓，得到碳酸氢钠同时得到氯化铵，
故答案为：联合制碱法或侯德榜制碱法；
（2）工业合成氨在合成塔中进行，氮气和氢气在合成塔内发生化合反应生成氨气，故答案为：合成塔；
（3）从流程图可以看出，沉淀池中加入的反应物有氨气、二氧化碳、氯化钠，根据生成物是碳酸氢钠，可推出反应物有水，同时可知碳酸氢钠为沉淀，反应原理首先是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢氨，然后碳酸氢氨和氯化钠发生复分解反应交换成分生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，所以反应方程式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
故答案为：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（4）整个生产流程中可进行循环使用的主要物质是NaCl、CO₂，工艺流程中设计循环1、循环2节约了成本，减少了浪费，
故答案为：提高NaCl、CO₂等原料的利用率，节约成本；
（5）除杂试剂为了除去杂质离子，一般是过量的，碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来，BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃加入的顺序必须满足最后加入碳酸钠，过滤后再加盐酸至不再有气体生成即可调节pH至中性，所以除杂试剂BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃加入的顺序还可以是NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、（或BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH），
故答案为：cba或cab或acb；盐酸．

点评：本题主要考查了合成氨工业、制碱法的生产工艺流程，掌握生产的原理和步骤是解题的关键，要求学生具有分析和解决问题的能力，注意除去粗盐中含有的SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等杂质，加入的试剂顺序，题目难度中等．