题目内容
纯碱在日常生活和化学工业中用途很广，如用于硬水软化、洗涤剂生产、食品加工、石油精炼、粗盐精制、玻璃制造等领域．工业上以食盐、氨气（主要由合成氨厂提供）和二氧化碳为主要原料生产纯碱．其流程如下：根据以上信息回答下列问题．（1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉淀，可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是______；溶液中多余的纯碱可以加______试剂来除去．
（2）上述工艺流程中，加压条件下通入二氧化碳进行碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是______．
（3）在氨碱工业的历史上，如何处理流程中剩余的滤液，出现了两种工艺：一是“索尔维法”，即在滤液中加入石灰水；二是我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”，即在滤液中加入适量氯化钠晶体．
①“索尔维法”中，滤液加石灰水前先要加热，原因是______．
②“联合制碱法”中，可以循环利用的物质是______ （用化学式表示）．
（4）若采用上述流程生产106吨纯碱，则理论上通入的二氧化碳的体积（标准状况下）不得少于______L（不考虑二氧化碳的回收利用）．
【答案】分析：（1）根据过滤的原理分析，难溶物呈溶液中分离出的方法是过滤；根据碳酸钠的化学性质和除杂的原理，提纯的是氯化钠，可以加盐酸到不再产生气体为止除去碳酸钠；
（2）根据物质的溶解度不同分析判断；
（3）根据氢氧化钙和碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀，加热促进水解分析；根据氯化钠溶液和氯化铵溶液中都含氯离子，氯化钠是制纯碱的原料，结合流程图分析判断．
（4）根据制备碳酸氢钠的化学方程式计算分析判断；
解答：解：（1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉淀，可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是过滤，在滤液中加入盐酸到不再产生气体为止除去碳酸钠；
故答案为：过滤 盐酸；
（2）述工艺流程中，加压条件下通入二氧化碳进行碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，是因为碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大，所以不析出碳酸钠晶体；
故答案为：碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大；
（3）①依据生产流程的过程分析，“索尔维法”中，滤液加石灰水前先要加热，由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠，加热时，碳酸氢根和铵根发生双水解反应，碳酸氢根转化为CO2而除去，防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀，故答案为：防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀；
②氯化钠溶液和氯化铵溶液中都含氯离子，氯化钠是制纯碱的原料，可以循环利用的 物质为氯化钠，故答案为：NaCl；
（4）若采用上述流程生产106吨纯碱，则理论上通入的二氧化碳的体积（标准状况下）不考虑二氧化碳的回收利用，可以根据化学方程式计算得到：
NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O；分析得到计算关系为：
2CO2～2NaHCO3～Na2CO3；
88 106
88吨 106吨
所以二氧化碳物质的量=
=2×106mol；
二氧化碳气体的体积=2×106mol×22.4L/mol=4，48×107L
4.48×107L；
故答案为：4.48×107
点评：本题考查了纯碱工业制取的工业流程分析，过程特征性质的应用，化学方程式的计算应用，方法过程的比较分析判断，掌握工业生产流程和注意问题是解题关键，题目难度中等．
（2）根据物质的溶解度不同分析判断；
（3）根据氢氧化钙和碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀，加热促进水解分析；根据氯化钠溶液和氯化铵溶液中都含氯离子，氯化钠是制纯碱的原料，结合流程图分析判断．
（4）根据制备碳酸氢钠的化学方程式计算分析判断；
解答：解：（1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉淀，可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是过滤，在滤液中加入盐酸到不再产生气体为止除去碳酸钠；
故答案为：过滤 盐酸；
（2）述工艺流程中，加压条件下通入二氧化碳进行碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，是因为碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大，所以不析出碳酸钠晶体；
故答案为：碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大；
（3）①依据生产流程的过程分析，“索尔维法”中，滤液加石灰水前先要加热，由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠，加热时，碳酸氢根和铵根发生双水解反应，碳酸氢根转化为CO2而除去，防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀，故答案为：防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀；
②氯化钠溶液和氯化铵溶液中都含氯离子，氯化钠是制纯碱的原料，可以循环利用的 物质为氯化钠，故答案为：NaCl；
（4）若采用上述流程生产106吨纯碱，则理论上通入的二氧化碳的体积（标准状况下）不考虑二氧化碳的回收利用，可以根据化学方程式计算得到：
NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O；分析得到计算关系为：
2CO2～2NaHCO3～Na2CO3；
88 106
88吨 106吨
所以二氧化碳物质的量=
=2×106mol；二氧化碳气体的体积=2×106mol×22.4L/mol=4，48×107L
4.48×107L；
故答案为：4.48×107
点评：本题考查了纯碱工业制取的工业流程分析，过程特征性质的应用，化学方程式的计算应用，方法过程的比较分析判断，掌握工业生产流程和注意问题是解题关键，题目难度中等．
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