Question

工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：

（1）卢布兰芳是以食盐、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。

①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为                  _；

②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_                   （已知产物之一为CaS）；

（2）氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。

①图中的中间产物C是_______，D_______。（写化学式）；

②装置乙中发生反应的化学方程式为                  ；

（3）联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是                     ；

（4）有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度（S）随温度变化曲线，分析说明是否可行？

Answer

（1）①NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑；

②Na2SO4+ 2C+CaCO3 CaS+Na2CO3+2CO2↑；

（2）①Ca(OH)2；NH3；②NH3 + CO2 +NaCl +H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl ；

（3）提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2.；

（4）不可行；因为KHCO3的溶解度较大，且在常温下与KCl溶解度相差小，在铵盐水碳酸化时无法大量析出。

【解析】

试题分析：（1）①利用高沸点酸制备挥发性酸，且HCl极易溶于水，故利用直接使用98%浓硫酸和氯化钠制取氯化氢，反应为：NaCl+H2SO4（浓）NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4（浓）Na2SO4+2HCl↑，故答案为：NaCl+H2SO4（浓）NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4（浓）Na2SO4+2HCl↑；

②由题目信息可知，硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS、Na2CO3，根据元素守恒可知，还原C的氧化物CO或CO2生成，故反应方程式为：Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或Na2SO4+2C+CaCO3 CaS+Na2CO3+2CO2，故答案为：Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或Na2SO4+2C+CaCO3 CaS+Na2CO3+2CO2；

（2）①碳酸钙加热分解生成CaO与CO2，故A为CaO，B为CO2，CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙，故C为Ca（OH）2；氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙，故D为NH3，故答案为：Ca（OH）2；NH3；

②氨气与氯化钠溶液混合后，在乙中与二氧化碳发生反应，生成NaHCO3、NH4Cl，反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl，故答案为：NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl；

（3）该方法能提高原料的利用率，减少废渣的排放，保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高；NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，可利用合成氨的产物CO2，故答案为：提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2；

（4）由溶解曲线图可知KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大，当温度高于40℃时，由图象可知，降温结晶时会析出较多的KCl，无法大量析出碳酸氢钾；故答案为：不可行； 因为KHCO3的溶解度较大，且在常温下与KCl溶解度相差小，在铵盐水碳酸化时无法大量析出。

考点：考查了纯碱工业的相关知识。