Question

4．纯碱作为基本化工原料在国民经济中占有重要地位，联合制碱法制得优质纯碱的同时，还可得到副产品氯化铵，且达到充分利用原料的目的，工业流程及相关溶解度曲线如图，请回答：

（1）母液Ⅰ的主要成分是NaCl，氨母液Ⅰ碳酸化时发生反应的化学方程式为NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NH₄Cl+NaHCO₃↓；氨母液Ⅰ保持在30℃～35℃下碳酸化，原因是防止碳酸氢铵分解
（2）在NaHCO₃过滤后，将NH₄Cl分离并使用剩余的母液回至制碱系统复用，是联碱法与氨碱法的主要区别，母液循环析出，除加入NaCl固体外，还应采取的措施是通入氨气
（3）不用其他试剂，检验NH₄Cl是否纯净的方法及操作是取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净．．

Answer 1

分析 以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，联合制碱法包括两个过程：第一个过程是将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳，发生反应：NH₃+H₂O+CO₂=NH₄HCO₃．在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子、碳酸氢根离子，这其中NaHCO₃溶解度最小，所以析出，发生反应：NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓．再利用碳酸氢钠不稳定性，受热容易分解：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，得到纯碱，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液，第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体．由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多，所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品．此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用．
由流程图可知，母液Ⅰ由母液Ⅱ析出NH₄Cl得到，故母液Ⅰ为NaCl溶液、母液Ⅱ为氯化铵和氯化钠的溶液．

解答 解：以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，联合制碱法包括两个过程：第一个过程是将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳，发生反应：NH₃+H₂O+CO₂=NH₄HCO₃．在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子、碳酸氢根离子，这其中NaHCO₃溶解度最小，所以析出，发生反应：NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓．再利用碳酸氢钠不稳定性，受热容易分解：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，得到纯碱，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液，第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体．由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多，所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品．此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用．
（1）由流程图可知，母液Ⅰ由母液Ⅱ析出NH₄Cl得到，由上述分析可知，母液Ⅰ的主要成分是NaCl，氨母液Ⅰ碳酸化时发生反应的化学方程式为：NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NH₄Cl+NaHCO₃↓，高于35℃NH₄HCO₃开始分解，氨母液Ⅰ保持在30℃～35℃下碳酸化，原因是：防止碳酸氢铵分解，
故答案为：NaCl；NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NH₄Cl+NaHCO₃↓；防止碳酸氢铵分解；
（2）在NaHCO₃过滤后，将NH₄Cl分离并使用剩余的母液回至制碱系统复用，是联碱法与氨碱法的主要区别，母液循环析出，除加入NaCl固体外，还应采取的措施是：通入氨气，
故答案为：通入氨气；
（3）从母液Ⅱ中析出的NH₄Cl中可能含有NaCl，取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净，
故答案为：取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净．

点评 本题考查侯德邦制碱法，掌握原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．