Question

【题目】纯碱是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料．
（1）路布兰法制备纯碱：①食盐与硫酸反应生成硫酸钠；②将硫酸钠、石灰石和足量煤混合，高温下共熔制得碳酸钠，反应有硫化钙生成．第②步反应的化学方程式为 ．
（2）①原盐水中含少量Mg2和Ca2 ， 结合生产实际，精制盐水需要的试剂时、 ． （填化学式）
②步骤 II保持在30﹣35℃进行，反应的化学方程式为 ， 该反应能发生的原因是 ． 该工艺中循环利用的物质是 ．
③索尔维制纯碱不需要用到的一种设备是 （填正确答案标号）．
A．吸氨塔 B．蒸氨塔 C．碳酸化塔 D．沸腾炉 E．石灰窑
④该工艺中食盐利用率大约只有70%，食盐损失的主要原因是 ． 我国科学家侯德榜将合成氨工业得到的NH3和CO2引入纯碱的生产，向上述工艺的“母液”中通入NH3并加入食盐固体，降温结晶得到副产品（填化学式），剩余母液返回“吸氨”步骤，大大提高了食盐的利用率．

（3）纯碱产品中可能含有碳酸氢钠．用热重分析的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数为ω（NAHCO3）=（列出算式，所需数据用字母表示，并说明各字母的含义）．

Answer 1

【答案】
（1）Na2SO4+CaCO3+4C Na2CO3+CaS+4CO↑
（2）Ca（OH）2（或CaO）；Na2CO3；NH3?H2O+NaCl+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl；常温下，NaHCO3、NH4Cl、NH4HCO3、NaCl四种物质中，NaHCO3溶解度最小；CO2、NH3；D；NaHCO3未完全析出，母液中的Na随废液排出；NH4Cl
（3）（ m1是样品质量，m2是样品受热分解后的质量）
【解析】解：（1）将硫酸钠、石灰石和足量煤混合，高温下共熔制得碳酸钠，反应有硫化钙生成，S元素发生还原反应，C发生氧化反应生成CO，反应方程式为：Na2SO4+CaCO3+4C Na2CO3+CaS+4CO↑，
所以答案是：Na2SO4+CaCO3+4C Na2CO3+CaS+4CO↑；（2）石灰水煅烧得到二氧化碳，食盐水中通入氨气，溶液呈碱性，有利于吸收二氧化碳，增大溶液中HCO3﹣ ， 析出NaHCO3晶体，过滤分离，母液中含有NH4Cl，碳酸氢钠加热分解得到纯碱，同时生成二氧化碳，向母液中加入石灰乳得到氨气，二氧化碳、氨气循环利用．
①精制盐水需要，用氢氧化钙沉淀镁离子，再用碳酸钠沉淀钙离子，
所以答案是：Ca（OH）2（或CaO）；Na2CO3；
②NaHCO3、NH4Cl、NH4HCO3、NaCl四种物质中，NaHCO3溶解度最小，析出中NaHCO3晶体，同时生成氯化铵，反应方程式为：NH3H2O+NaCl+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl，该工艺中循环利用的物质是氨气与二氧化碳，
所以答案是：NH3H2O+NaCl+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl；常温下，NaHCO3、NH4Cl、NH4HCO3、NaCl四种物质中，NaHCO3溶解度最小；CO2、NH3；
③工艺流程中不需要沸腾炉，工业制备硫酸用到沸腾炉，盐水吸收氨气用到吸氨塔，母液中得到氨气用蒸氨塔，铵盐水吸收二氧化碳用到碳酸化塔，石灰水煅烧需要石灰窑，
所以答案是：D；
④该工艺中食盐利用率大约只有70%，食盐损失的主要原因是：NaHCO3未完全析出，母液中的Na随废液排出；
母液中含有氯化铵，通入NH3并加入食盐固体，有利于氯化铵析出，降温结晶得到副产品为氯化铵，
所以答案是：NaHCO3未完全析出，母液中的Na随废液排出； NH4Cl；（3）称量样品的质量m1 ， 加热分解完成，测定分解后样品质量m2 ， 根据固体质量差可以计算碳酸氢钠的质量，进而计算样品中碳酸氢钠的质量分数．

2NaHCO3		Na2CO3+CO2↑+H2O	固体质量减少
168			62
m			（m1﹣m2）

则m= ，
故样品中碳酸氢钠的质量分数为 = ，
所以答案是： （ m1是样品质量，m2是样品受热分解后的质量）．