Question

15．“索尔维制碱法”工艺流程如图所示，请回答下列问题：
（1）合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO和Fe₂O₃，若某α-Fe催化剂中FeO和Fe₂O₃的物质的量相等，则其中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为1：2；
（2）向饱和NaCl溶液中先通入NH₃气体，效果更好．反应制得NaHCO₃沉淀和NH₄Cl溶液的化学程式为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl
（3）索尔维制碱法除了得到纯碱外，还会产生一种废渣CaCl₂．侯氏制碱法在此工业上改进，不再使用CaCO₃制备CO₂，而是在制备NH₃的过程中制得CO₂，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了NH₄Cl，此物质在农业上的用途是作氮肥．

Answer 1

分析 （1）根据某α-Fe催化剂中FeO和Fe₂O₃的物质的量相等，计算其中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比；
（2）为了增大二氧化碳的溶解性，所以向饱和NaCl溶液中先通入NH₃，后通入CO₂，效果更好，氯化钠、二氧化碳、氨气和水反应生成NaHCO₃沉淀和NH₄Cl；
（3）根据索尔维制碱法的流程使用CaCO₃制备CO₂，最后用氢氧化钙与氯化铵反应生成氨气循环，同时生成氯化钙废渣；而侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了NH₄Cl，可以作氮肥．

解答 解：（1）某α-Fe催化剂中FeO和Fe₂O₃的物质的量相等，则其中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比1：2，故答案为：1：2；
（2）为了增大二氧化碳的溶解性，所以向饱和NaCl溶液中先通入NH₃，后通入CO₂，效果更好，发生反应的方程式为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案为：NH₃； NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）根据索尔维制碱法的流程使用CaCO₃制备CO₂，最后用氢氧化钙与氯化铵反应生成氨气循环，同时生成氯化钙废渣；而侯氏制碱法不再使用CaCO₃制备CO₂，在得到纯碱的同时还制得了NH₄Cl，所以物质在农业上的用途是可以作氮肥，故答案为：CaCl₂；NH₄Cl；作氮肥．

点评 本题考查了纯碱工业制备原理分析比较，反应实质的应用，试剂的作用，理解生产原理和过程的实质是解答的关键，题目难度中等．