Question

【题目】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“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：
（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“联合制碱法”有关反应的化学方程式：。
（3）CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“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“联合制碱法”总反应列出计原子利用率的表达式：原子利用率(%)？

Answer 1

【答案】
（1）2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
（2）NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3、NaCl＋NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
（3）

“联合制碱法”中的CO2来源于合成氨厂，“氨碱法”中的CO2来源于煅烧石灰石

（4）

×100%＝49.77%

【解析】氨碱法的原料：氯化钠、碳酸钙(或二氧化碳)及氨。
工艺流程：CaCO3 CaO＋CO2↑
CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3 ，
NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl，
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，
CaO＋H2O===Ca(OH)2 ，
产生CaCl2的反应：Ca(OH)2＋2NH4Cl CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，该反应的CaCl2中的Cl－来源于NaCl，Ca2＋来源于CaCO3 ， 产生无用的CaCl2 ， 降低了NaCl的利用率。
联合制碱法：NH3和CO2来源于合成氨厂工艺流程：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 ， NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3 Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。
降温、通入NH3加NaCl固体
依据总反应：2NaCl＋CO2＋H2O＋2NH3===Na2CO3＋2NH4Cl
可得：原子利用率＝ ×100%＝49.77%。