Question

1892年，比利时人索尔维以NaCl、CO₂、H₂O为原料生产Na₂CO₃，叫索尔维法．其主要步骤是：（1）在NH₃饱和的NaCl液中通入CO₂制得的NaHCO₃；（2）再将NaHCO₃焙烧制得纯碱，CO₂循环使用；（3）析出小苏打的母液中加入生石灰，NH₂循环使用．1940年，我国著名化学家侯德榜先生冲破了“索尔维法”技术封锁，并加以改进，用NaCl固体代替生石灰；加入母液使NH4CI晶体析出，生产出纯碱和氯化铵．这便是举世闻名的“侯氏制碱法”试回答：
（1）向母液通入氨气的目的和作用是______．
（2）在氨饱和NaCl溶液中通入CO₂的两步反应方程式为______．
（3）不能在NaC1溶液中通入CO₂制NaHCO₃的原因是______．
（4）析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是______．
（5）“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比较其优点是______．

Answer 1

解：（1）二氧化碳在水溶液中溶解度小，生成碳酸氢钠少，不能析出晶体；向母液通入氨气的目的和作用是：增大二氧化碳的溶解度；
故答案为：增大二氧化碳的溶解度；
（2）氨化的饱和氯化铵溶液中通入过量二氧化碳，发生反应二氧化碳和氨水反应生成碳酸氢铵，碳酸氢铵和氯化钠反应，由于碳酸氢钠溶解度小，所以先生成碳酸氢钠晶体析出；在氨饱和NaCl溶液中通入CO₂的两步反应方程式为：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃ NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案为：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃ NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）不能在NaC1溶液中通入CO₂制NaHCO₃的原因是，CO₂在NaCl溶液中溶解度较小，生成NaHCO₃太少不会结晶；
故答案为：CO₂在NaCl溶液中溶解度较小，生成NaHCO₃太少不会结晶；
（4）析出小苏打的母液中加入生石灰是为了生成强碱和铵盐反应生成氨气循环利用；反应的化学方程式为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂ 2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂ 2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
（5）索尔维法缺点：大量CaCl₂用途不大，NaCl利用率只有70%，约有30%的NaCl留在母液中．
侯氏制碱法的优点：把合成氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本．保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH₄Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO₂，减少无用的氯化钙生成；
故答案为：使NH₄Cl析出，可做氮肥；减少无用的CaCl₂生成，原料NaCl充分利用；
分析：（1）二氧化碳在水溶液中溶解度小，生成碳酸氢钠少，不能析出晶体；
（2）氨化的饱和氯化铵溶液中通入过量二氧化碳，发生反应二氧化碳和氨水反应生成碳酸氢铵，碳酸氢铵和氯化钠反应，由于碳酸氢钠溶解度小，所以先生成碳酸氢钠晶体析出；
（3）依据CO₂在NaCl溶液中溶解度较小，生成NaHCO₃太少不会结晶分析；
（4）析出小苏打的母液中加入生石灰是为了生成强碱和铵盐反应生成氨气循环利用；
（5）分析比较两种制备流程，结合反应生成产物比较异同，从副产物的主要作用和原料利用等分析比较；
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交通工具，题目难度中等．