Question

7．如图是联合制碱法（侯氏制碱法）和氨碱法的流程示意图．

（1）沉淀池中涉及的总反应的离子方程式是：NH₃+CO₂+H₂O+Na⁺+Cl^-=NaHCO₃↓+NH₄⁺+Cl^-．此时溶液中相当于有4种离子型产物大量存在，进入煅烧炉的物质是NaHCO₃．写出煅烧的化学方程式2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑．
（2）X是CO₂，Y是NH₃（填化学式）．
（3）某实验小组在实验室模拟主要反应过程，向100mL锥形瓶中一次性加入25mL浓氨水，10mL蒸馏水，以及10.0g粉状NaCl，振荡使NaCl溶解并达到饱和，向其中通入CO₂．
实验小组发现实验过程中CO₂的通入量过大、过小都不好，都会使产物的产率降低，原因是过大，未反应的CO₂逸出带出氨气，原料气的损耗导致NaHCO₃产率下降过小，生成的NH₄HCO₃不足，导致NaHCO₃产率下降．
对此实验小组作了改进．将氨水分三次加入，第一次加入氨水后，滴入1～2滴酚酞，然后通入CO₂，随着CO₂的通入，溶液颜色的变化为溶液颜色由红变无色，此时再加入氨水，重复此操作．此改进的好处是分次加入可以减少氨的逸出，同时酚酞变色指示加入氨水的时机，可以充分利用CO₂．

Answer 1

分析 联碱法是以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，联合制碱法是向饱和的氯化钠溶液中，先通入氨气后通入过量的二氧化碳，根据溶解度之间的差异得到碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠灼烧分解得到碳酸钠；其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液，第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体，在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品，纯碱工厂与合成氨工厂进行联合生产，以便获得原料NH₃、CO₂，联合制碱法循环物质：氯化钠，二氧化碳，而在氨碱法中循环使用率不高，根据物质的性质来回答．

解答 解：（1）联碱法是以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，联合制碱法是向饱和的氯化钠溶液中，先通入氨气后通入过量的二氧化碳，根据溶解度之间的差异得到碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠灼烧分解得到碳酸钠，沉淀池中涉及的总反应的离子方程式是：NH₃+CO₂+H₂O+Na⁺+Cl^-=NaHCO₃↓+NH₄⁺+Cl^-；NaHCO₃；2 NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑，故答案为：NH₃+CO₂+H₂O+Na⁺+Cl^-=NaHCO₃↓+NH₄⁺+Cl^-；NaHCO₃；2 NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
（2）从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体，在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品，纯碱工厂与合成氨工厂进行联合生产，以便获得原料NH₃、CO₂，联合制碱法循环物质：氯化钠，二氧化碳，X是CO₂，Y是NH₃；故答案为：CO₂，NH₃；
（3）NaCl溶解并达到饱和的溶液中通入CO₂，实验过程中CO₂的通入量过大、过小都不好，过大，未反应的CO₂逸出带出氨气，原料气的损耗导致NaHCO₃产率下降、过小，生成的NH₄HCO₃不足，导致NaHCO₃产率下降；一次加入氨水后，滴入1～2滴酚酞，然后通入CO₂，随着CO₂的通入，溶液从碱性碳酸铵转化为弱酸性的碳酸氢铵，颜色的变化为溶液颜色由红变无色；分次加入可以减少氨的逸出，同时酚酞变色指示加入氨水的时机，可以充分利用CO₂．
故答案为：过大，未反应的CO₂逸出带出氨气，原料气的损耗导致NaHCO₃产率下降、过小，生成的NH₄HCO₃不足，导致NaHCO₃产率下降；溶液颜色由红变无色；分次加入可以减少氨的逸出，同时酚酞变色指示加入氨水的时机，可以充分利用CO₂．

点评 本题主要考查了联合制碱法（侯氏）的原理，掌握工艺流程和反应原理是解题关键，题目难度不大．