Question

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图：

(1)向沉淀池中通入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___________。

(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)氯碱工业的原料饱和食盐水中含有一定量的铵根离子，在电解时会生成性质极不稳定的三氯化氮，容易引起爆炸。三氯化氮易水解，其水解的最初产物除生成氨气外，另一产物为___________（填化学式）。为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气。该反应的离子方程式为___________。

(5)侯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。则此样品中碳酸钠的纯度为：___________。

Answer

NH3 NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl NH4Cl 增大Cl－浓度，使NH4Cl更多析出 HClO 3Cl2＋2＋8OH－=N2＋6Cl－＋8H2O %

【解析】

合成氨厂生产原料气，会获得副产物CO2，将饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2，发生反应NH3+NaCl+H2O+CO2==NaHCO3↓+NH4Cl；过滤后，将所得沉淀在煅烧炉内加热，发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，生成的CO2再通入沉淀池，循环使用；母液中通氨气后再加入细小食盐颗粒，NH4Cl结晶析出，剩余溶液循环使用。制得的纯碱中含有碳酸氢钠杂质，溶于水后加入CaCl2溶液，通过测定沉淀的质量，可确定Na2CO3的质量及纯度。

(1)在NaCl溶液中，CO2的溶解度不大，若在碱性溶液中，CO2的溶解度会增大很多，所以向沉淀池中通入CO2和氨气，应先通入NH3。答案为：NH3；

(2)由上面分析知，沉淀池中发生反应的化学方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。答案为：NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；

(3)向母液中通氨气后再加入细小食盐颗粒，此时NH4Cl的生成量增多，溶解量减少，冷却析出的副产品是NH4Cl，加入细小食盐颗粒的作用是增大Cl－浓度，使NH4Cl更多析出。答案为：NH4Cl；增大Cl－浓度，使NH4Cl更多析出；

(4)在NCl3中，N显-3价，Cl显+1价；三氯化氮易水解，其水解的最初产物除生成氨气外，另一产物为HClO。为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气(N由-3价升高到0价)，则Cl的价态应降低，即由0价降低为-1价，从而生成Cl-，该反应的离子方程式为3Cl2＋2＋8OH－=N2＋6Cl－＋8H2O。答案为：HClO；3Cl2＋2＋8OH－=N2＋6Cl－＋8H2O；

(5)由反应Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl，可求出m(Na2CO3)== g，此样品中碳酸钠的纯度为：=%。答案为：%。