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纯碱(化学式为Na2CO3)是一种重要的化工原料.现代化工生产有三种工艺:
Ⅰ.布兰制碱法.以食盐为原料制碱,该法分三步:
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠:2NaCl+H2SO4═Na2SO4+2HCl;
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4C═Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠:Na2S+CaCO3═Na2CO3+CaS
Ⅱ、氨碱法即索尔维制碱法.以食盐、氨、二氧化碳为原料,其反应也分三步进行:
①NH3+CO2+H2O═NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl═NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O
Ⅲ、侯氏制碱法.低温下先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠,再加入细盐末,因同离子效应,低温氯化铵溶解度突然降低,而食盐的溶解度变化不大,所以氯化铵析出而食盐不析出;再用氨饱和后通二氧化碳,结果往返析出NaHCO3和NH4Cl.该法生产的纯碱质量优良,纯白如雪.
(1)通过三种方法的比较,布兰制碱法工艺的缺点有生产时需要高温、硫酸对设备腐蚀严重、CaS废弃物长期堆积臭气四溢、成本较高生产时需要高温、硫酸对设备腐蚀严重、CaS废弃物长期堆积臭气四溢、成本较高(写两点).
(2)氨碱法工艺的中循环利用的物质是CO2CO2(填化学式);产品的副产物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨气.写出NH4Cl与生石灰反应的化学方程式2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O
(3)侯氏制碱法反应的方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2ONaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)为什么侯氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳.CO2在水中的溶解度较小,吸收率低;后通入CO2保证全部生成NaHCO3CO2在水中的溶解度较小,吸收率低;后通入CO2保证全部生成NaHCO3
(5)侯氏制碱法产品纯碱中含有碳酸氢钠.如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,用m1表示加热前纯碱样品的质量,m2表示加热后固体的质量.则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:84(m1-m2)31m184(m1-m2)31m1.
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【考点】纯碱工业(侯氏制碱法).
【答案】生产时需要高温、硫酸对设备腐蚀严重、CaS废弃物长期堆积臭气四溢、成本较高;CO2;2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O;NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;CO2在水中的溶解度较小,吸收率低;后通入CO2保证全部生成NaHCO3;
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【解答】
【点评】
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发布:2024/11/6 8:0:1组卷:110引用:2难度:0.1
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1.“侯氏制碱法”的主要过程如图(部分物质已略去)。
下列说法错误的是( )发布:2024/12/8 0:0:1组卷:135引用:4难度:0.7 -
2.以NaCl为原料,可制取纯碱。Na2CO3可用侯氏制碱法制取,主要涉及如下反应:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,下列有关实验室模拟侯氏制碱法的实验原理和装置正确的是( )△A.制取CO2 B.制取NaHCO3 C.分离NaHCO3 D.制取Na2CO3 发布:2024/12/8 18:0:1组卷:170引用:5难度:0.8 -
3.氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)是两大重要的工业制碱法,下列表达正确的是( )
氨碱法 联合制碱法 A 原料 食盐、氨气、生石灰 食盐、氨气、二氧化碳 B 副产物 氯化钙 氯化铵 C 循环物质 氨气、二氧化碳 氯化钠 D 评价 原料易得、设备简单、能耗低 原料利用率高、废弃物少 发布:2024/12/16 6:0:1组卷:38引用:2难度:0.8