Question

【化学—选修2化学与技术】（15分）技术的发展与创新永无止境，我国化工专家侯德榜改革国外路布兰、索尔维的纯碱生产工艺，使生产纯碱的成本明显降低。生产流程可简要表示如下图：

（1）向沉淀池中要通入CO₂和氨气，应先通入________(填化学式)。

（2）沉淀池中发生反应的化学方程式____________         ____，煅烧炉中发生反应的化学方程式是_______________________。

（3）向母液中通氨气后再加入细小食盐颗粒，冷却析出的副产品是         ，加入细小食盐颗粒的作用是________________。

（4）写出路布兰制碱法的反应原理中属于氧化还原反应的化学方程式       ，该法与侯德榜制碱法相比的缺点是                  （写出两点即可）

（5）候氏制碱法制得的纯碱中含有碳酸氢钠杂质。现用沉淀法测定纯碱的纯度，取m₁g样品，加水溶解，再加过量的CaCl₂溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥后称得沉淀的质量为m₂g。则此样品中的纯度表达式为：             。

Answer

（1）NH3

（2）NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O

（3）NH4Cl 增大Cl-浓度，使NH4Cl更多析出

（4）Na2SO4＋2CNa2S+ 2CO2↑ 原料利用不充分；硫酸对设备腐蚀严重；成本较高。

（5）1.06m2/m1 (106m2/m1 %)

【解析】

试题分析：（1）向沉淀池中通入氨气，使溶液显碱性，有利于CO2吸收，所以向沉淀池中要通入CO2和氨气，应先通入NH3 ；

（2）根据流程图可以看出，沉淀池中发生的是饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体的化学反应，方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，煅烧炉中发生的则是NaHCO3 生成Na2CO3 的过程，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O

（3）过滤后，滤渣是碳酸氢钠，向滤液中通入氨气，加入细小食盐颗粒，溶液中的氯离子和铵根离子的浓度增大，使氯化铵大量析出，析出的副产品为：NH4Cl，加入细小食盐颗粒的作用是增大Cl-浓度，使NH4Cl更多析出。

（4）路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱，在路布兰制碱法的反应原理中属于氧化还原反应的化学方程式为Na2SO4＋2CNa2S+ 2CO2↑，该法与侯德榜制碱法相比的缺点是原料利用不充分；硫酸对设备腐蚀严重；成本较高。

（5）干燥后称得沉淀是CaCO3 ，质量为m2g，则CaCO3 的物质的量为m2/100，则碳酸钠的物质的量为m2/100，则此样品中的纯度表达式为[(m2÷100)×106]÷m1×100%=106m2/m1 %.

考点：考查侯德榜制碱法的化学原理。