Question

继侯德榜“联合制碱法”后，上世纪50年代某些化工专家开始研究有机胺制碱法，目前这项研究工作取得了一定进展．其工艺流程如图：已知：NR₃+HCl=NR₃?HCl，且NR₃?HCl易溶于有机溶剂．
（1）有机胺制碱法反应生成小苏打的化学方程式是：

 

；操作①称为

 

；
（2）过程③得到产品的化学方程式是：

 

；
（3）在过程④中，回收有机胺的化学方程式是：

 

；
（4）副产品的用途

 

；
（5）本工艺流程中可循环利用的物质是：

 

．

Answer 1

考点：氯碱工业

专题：

分析：有机胺制碱法：有机胺NR₃易溶于有机溶剂，和二氧化碳与氯化钠饱和溶液反应生成碳酸氢钠和NR₃?HCl，NR₃?HCl易溶于有机溶剂，NaHCO₃不溶于有机溶剂在水层，通过操作①萃取分液，
有机层通入氨气，在过程④中，NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl，得到副产品NH₄Cl；
水层通过结晶得到小苏打（碳酸氢钠），过程③是加热小苏打，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，得到产品碳酸钠；
（1）侯氏制碱法，也称为联合制碱法，化学反应原理是用氨气和二氧化碳与氯化钠饱和溶液反应生成碳酸氢钠，然后加热碳酸氢钠制取碳酸钠，反应方程式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，根据联合制碱法原理分析有机胺制碱法；NR₃?HCl易溶于有机溶剂，NaHCO₃不溶于有机溶剂，采用萃取分液分离出有机层；从溶液中析出溶质操作②称为结晶；
（2）过程③是加热小苏打，小苏打受热分解生成碳酸钠和二氧化碳和水；
（3）在过程④中，NR₃?HCl和氨气反应生成氯化铵和有机物NR₃；
（4）根据副产品是NH₄Cl来分析；
（5）观察分析工艺流程，找出可循环利用的物质；

解答： 解：有机胺制碱法：有机胺NR₃易溶于有机溶剂，和二氧化碳与氯化钠饱和溶液反应生成碳酸氢钠和NR₃?HCl，NR₃?HCl易溶于有机溶剂，NaHCO₃不溶于有机溶剂在水层，通过操作①萃取分液，
有机层通入氨气，在过程④中，NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl，得到副产品NH₄Cl；
水层通过结晶得到小苏打（碳酸氢钠），过程③是加热小苏打，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，得到产品碳酸钠；
（1）侯氏制碱法，制备小苏打反应方程式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，有机胺制碱法反应①二氧化碳通入胺化的饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体，反应的化学方程式：NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃?HCl，NR₃?HCl易溶于有机溶剂，NaHCO₃不溶于有机溶剂在水层，分离能分层的混合物用萃取分液；故答案为：NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃?HCl；萃取分液；
（2）过程③是加热小苏打，小苏打为碳酸氢钠，受热分解生成碳酸钠和二氧化碳和水，反应为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（3）在过程④中，NR₃?HCl和氨气反应NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl，可回收有机胺NR₃，
故答案为：NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl；
（4）根据反应可知，副产品是NH₄Cl，是铵态氮肥，且其水溶液呈酸性，故可以除铁锈，故答案为：用做化肥、除铁锈；
（5）由工艺流程中可知，向饱和的食盐水中通入了二氧化碳，在加热碳酸氢钠时又生成了二氧化碳，所以，CO₂是可循环利用的物质，在过程④中，可回收有机胺NR₃，NR₃是可循环利用的物质，有机溶剂也是可循环利用的物质，
故答案为：CO₂、NR₃或有机溶剂；

点评：本题考查有机胺制碱法，注意根据联合制碱法的实验原理迁移理解解答有机胺制碱法的相关问题，题目难度中等．