Question

[选修一化学与技术]联碱法（候氏制碱法）和氨碱法的生产流程简要表示如下图：



（1）沉淀池中发生反应的化学方程式为______；
（2）X是______，Y是______ （填化学式）；
（3）Z中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有______；排出液中的溶质除了氢氧化钙外，还有______；
（4）从理论上分析，在氨碱法生产过程中______ （填“需要”、“不需要”）补充氨气，从原料到产品，氨碱法总反应过程用化学方程式表示，可写为______；
（5）根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是______；
a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b．通入氨气目的是使氯化铵更多析出
c．加入食盐细粉目的是提高Na⁺的浓度，促进碳酸氢钠结晶析出
（6）联碱法中，每当通入NH₃ 44.8L（巳折合成标准状况下）时可以得到纯碱100.0g则NH₃的利用率为______．相比于氨碱法，指出联碱法的一项优点______?

Answer 1

（1）依据流程图分析可知，生产流程联碱法和氨碱法生产流程中沉淀池中发生的反应是氨气、二氧化碳、水、氯化钠反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，所以反应的化学方程式为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（2）联碱法生产流程图中分析循环Ⅱ中是碳酸氢钠分解生成的二氧化碳气体；氨碱法的生产流程中循环Ⅰ是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与铵盐反应生成的氨气可以循环使用，故答案为：CO₂；NH₃；
（3）依据两个过程中的物质发生的反应分析，联碱法母液主要是氯化铵、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠；Z中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有氯化铵、碳酸钠；氨碱法排出液中的溶质除了氢氧化钙外，还有氢氧化钙和氯化铵反应生成的氯化钙，氯化钠，故答案为：Na₂CO₃、NH₄Cl；CaCl₂、NaCl；
（4）从理论上分析，氨碱法生产过程中，母液中加入氧化钙反应生成氢氧化钙会和铵盐生成氨气，反应过程中氨气转化为铵盐，铵盐转化为氨气，氨气循环使用，不需要补充氨气；
NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；CaCO₃═CaO+CO₂↑；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+2NH₄Cl═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑合并得到总化学方程式为：CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂，故答案为：不需要；CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂；
（5）联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程中；
a、温时氯化铵的溶解度比氯化钠大，故a错误；
b、通氨气作用有增大NH₄⁺的浓度，使NH₄Cl更多地析出和使NaHCO₃转化为Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl纯度，故b正确；
c、加入食盐细粉目的是提高Cl^-的浓度，促进氯化铵结晶析出，故c错误；
故答案为：b；
（6）联碱法中发生的反应为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；每当通入NH₃ 44.8L（巳折合成标准状况下）物质的量为2mol；生产过程中得到纯碱100.0g，物质的量为

100g

106g/mol

=

50

53

mol；需要氨气的物质的量为

50

53

×2=

100

53

mol；则NH₃的利用率=

100 53 mol

2mol

×100%=94.3%；
联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱．另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品--纯碱和氯化铵．将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl^-）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵．从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性，
故答案为：94.3%；不产生无用的CaCl₂，提高了食盐的转化率．