题目内容

3．“侯氏制碱法”又称联合制碱法，其主要利用离子反应的原理和碳酸氢钠的溶解性、热稳定性等，生产出产品纯碱和副产品氯化铵，生产流程示意如图

可能使用到的溶解度信息见图：


回答下列问题：
（1）气体A是NH3（化学式），“吸收合成车间”主要合成碳酸氢钠固体，在吸收塔②中发生反应的化学方程式为NaCl+CO2+H2O+NH3═NaHCO3↓+NH4Cl．
（2）气体B通过增压机压入吸收塔②的主要目的是通过增压，提高CO2在吸收塔②中的溶解量，从而提高HCO3-的浓度，有利于形成NaHCO3沉淀．
（3）生产中有一道工艺叫“冷析”（控制温度约5℃左右），“冷析”应该发生在D．
A、精盐车间        B、吸收合成车间       C、纯碱车间        D、氮肥车间
（4）氮肥车间分离出氯化铵之后的母液，可以循环至吸收塔①中继续使用，这样做的主要目的是提高NaCl的利用率；除此之外，还可以循环利用的是CO2（化学式）．
（5）对于日产200吨纯碱的生产企业来说，如果NaCl的利用率为96%，则，精盐厂需要日供精盐230吨．

分析 精盐车间制备饱和氯化钠溶液，在吸收塔①中通入气体A为氨气，进入吸收塔②中再通入二氧化碳，“吸收合成车间”主要合成碳酸氢钠固体，反应后得到碳酸氢钠晶体、氯化铵，其中氯化铵为氮肥，碳酸氢钠受热分解生成纯碱、二氧化碳和水，二氧化碳循环使用，
（1）分析可知气体A为氨气，气体B为二氧化碳，想氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵；
（2）二氧化碳溶解性较小，增大压强提高二氧化碳溶解量；
（3）生产中有一道工艺叫“冷析”是析出碳酸氢钠晶体过滤得到滤液为氯化铵溶液；
（4）分离出氯化铵后的母液中主要是氯化钠，可以循环至吸收塔①中继续使用，这样做的主要目的是提高NaCl的利用率，碳酸氢钠分解生成的二氧化碳也可以循环使用；
（5）根据反应方程式，钠元素守恒计算得到；

解答 解：精盐车间制备饱和氯化钠溶液，在吸收塔①中通入气体A为氨气，进入吸收塔②中再通入二氧化碳，“吸收合成车间”主要合成碳酸氢钠固体，反应后得到碳酸氢钠晶体、氯化铵，其中氯化铵为氮肥，碳酸氢钠受热分解生成纯碱、二氧化碳和水，二氧化碳循环使用，
（1）分析可知气体A为NH3，“吸收合成车间”主要合成碳酸氢钠固体，在吸收塔②中发生反应的化学方程式为：NaCl+CO2+H2O+NH3═NaHCO3↓+NH4Cl，
故答案为：NH3；  NaCl+CO2+H2O+NH3═NaHCO3↓+NH4Cl；
（2）气体B为二氧化碳，溶解性较小，通过增压机压入吸收塔②的主要目的是：通过增压，提高CO2在吸收塔②中的溶解量，从而提高HCO3-的浓度，有利于形成NaHCO3沉淀，
故答案为：通过增压，提高CO2在吸收塔②中的溶解量，从而提高HCO3-的浓度，有利于形成NaHCO3沉淀；
（3）生产中有一道工艺叫“冷析”（控制温度约5℃左右），“冷析”应该发生在氮肥车间，析出晶体碳酸氢钠过滤得到滤液氯化铵和晶体碳酸氢钠，故选D，
故答案为：D；
（4）氮肥车间分离出氯化铵之后的母液，可以循环至吸收塔①中继续使用，这样做的主要目的是提高NaCl的利用率；除此之外，还可以循环利用的是碳酸氢钠分解生成的二氧化碳，
故答案为：CO2 ；
（5）对于日产200吨纯碱的生产企业来说，如果NaCl的利用率为96%，设精盐厂需要日供精盐为xt，结合钠元素守恒l列式计算得到：
$\frac{200}{106}$×2=$\frac{x×96%}{58.5}$
x=230t
故答案为：230；

点评 本题考查了侯氏制碱法的原理、过程分析，主要是气体通入的顺序、生成产物的判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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回答下列问题：
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（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．
12．某课外活动小组模拟工业制备纯碱，方案如下：
（一）实验原理：向饱和食盐水中通入足量氨气和过量二氧化碳，析出溶解度较小的碳酸氢钠．（1）写出相关离子方程式Na++H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4+．
（二）实验装置：所需实验药品和装置如图所示：

（三）实验步骤：
（2）组装好装置，然后应该进行的操作是检查装置气密性．
（3）中间的烧瓶中加入20mL饱和食盐水，并将其浸入冰水中；D中加入足量氢氧化钠固体，E中加入足量浓氨水；B中加入足量碳酸钙粉末，A中加入足量稀硫酸于（可分多次加入）．仪器A的名称是分液漏斗，选择用稀硫酸而不用稀盐酸的好处是盐酸易挥发，CO2中混入HCl．
（4）先打开K2（填K1或K2），将装置A或E中的试剂慢慢加入圆底烧瓶．大约20分钟左右时，观察到饱和食盐水上方有大量的白雾现象时，再打开K1（填K1或K2），将装置A或E中的试剂慢慢加入圆底烧瓶，大约5分钟即有浑浊出现，约15分钟出现大量白色固体．
（四）纯碱制备：
（5）上述实验结束后，欲得到纯碱，将固体过滤、洗涤后，还需进行的操作是加热（或灼烧）（不加任何其它试剂，装置任选），反应的化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑；若将上述操作产生的气体全部通过浓硫酸，再通过足量的过氧化钠，过氧化钠增重0.28g，则制得的纯碱质量为1.06g．
13．如图所示，隔板I固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A（g）+3B（g）?2C（g）+192kJ．向M、N中都通入xmolA和ymolB的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变．下列说法正确的是（　　）
A．M中达到平衡后再通入一定量的氦气，平衡不移动，容器内气体的密度不变
B．若x：y=1：2，则平衡时，M中的转化率：A＞B
C．若x：y=1：3，当M中放出热量172.8 kJ时，A的转化率为90%
D．N中达到平衡后再通入一定量的氦气时，v（正）＜v（逆）

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