Question

目前制堿工業主要有“氨堿法”和“聯合制堿法”兩種工藝．請填寫下列空白：
（1）“氨堿法”生產過程中產生大量CaCl₂廢棄物，請寫出該工藝中產生大量CaCl₂的化學方程式

 

；
（2）寫出“聯合制堿法”有關反應的化學方程式：

 

；
（3）CO₂是制堿工業的重要原料．“氨堿法”和“聯合制堿法”中CO₂的來源有何不同？

 

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（4）根據“聯合制堿法”總反應，列出計算原子利用率的表達式：

 

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Answer 1

分析：（1）氨堿法：以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣為原料來制取純堿，工藝中產生大量CaCl₂的化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）聯合制堿法：以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣）為原料來制取純堿，聯合制堿法的原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl； 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）聯合制堿法中CO₂來源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來源于合成氨工業的廢氣；
（4）根據根據“聯合制堿法”的反應方程式計算；

解答：解：（1）氨堿法工藝中產生大量CaCl₂是由氯化銨和消石灰在加熱條件下反應后生成氨氣和氯化鈣的反應，反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）聯合制堿法是在氨的飽和NaCl溶液中二氧化碳氣體，反應生成碳酸氫鈉，解熱碳酸氫鈉即可制備碳酸鈉，反應的有關方程式為，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）CO₂是制堿工業的重要原料，聯合制堿法中CO₂來源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來源于合成氨工業的廢氣，
故答案為：“氨堿法”CO₂來源于石灰石煅燒，“聯合制堿法”CO₂來源于合成氨工業的廢氣；
（4）聯合制堿法的原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，原子利用率=

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%，
故答案為：

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%；

點評：本題考查“氨堿法”和“聯合制堿法”兩種工藝的實驗設計，掌握反應的原理是解題的關鍵，題目難度中等．