Question

纯碱是一种重要的化工原料．目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制减法”两种工艺．请按要求回答下列问题：
（1）“氨碱法”产生大量CaCl₂废弃物，请写出该工艺中产生CaCl₂的化学方程式：

 

．
（2）写出“联合制减法”有关反应的化学方程式：

 

；

 

．
（3）CO₂是制碱工业的重要原料，“联合制减法”和“氨碱法”中CO₂的来源有何不同？

 

．
（4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率．根据“联合制减法”的总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率（%）=

 

．

Answer 1

分析：（1）氨碱法的原理为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）联合制碱法的原理为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl； 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）联合制碱法中CO₂来源于石灰石煅烧，氨碱法中CO₂的来源于合成氨工业的废气；
（4）根据根据“联合制减法”的反应方程式计算；

解答：解：（1）氨碱法是由氯化铵和消石灰在加热条件下反应后生成氨气和氯化钙的反应，反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）联合制碱法是在氨的饱和NaCl溶液中二氧化碳气体，反应生成碳酸氢钠，解热碳酸氢钠即可制备碳酸钠，反应的有关方程式为，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；  
（3）CO₂是制碱工业的重要原料，联合制碱法中CO₂来源于石灰石煅烧，氨碱法中CO₂的来源于合成氨工业的废气，
故答案为：“氨碱法”CO₂来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO₂来源于合成氨工业的废气；
（4）联合制碱法的原理为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
原子利用率=

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%；
故答案为：

m(Na2CO3)+m(NH4Cl)

m(NaCl)+m(NH3)+m(CO2)+m(H2O)

×100%．

点评：本题考查目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺的实验设计，题目难度较大，易出错点为化学方程式的书写，注意把握反应的原理，注重相关基础知识的积累．