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

（1）①2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑

②Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或

  Na2SO4+2C+CaCO3 CaS+Na2CO3+2CO2

（2）①Ca（OH）2    NH3

②NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl

（3）能提高原料的利用率，减少废渣（CaCl2）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，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2，除了 CaCO3 制 CO2这一工序。

（4）不可行．因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大，当温度高于40℃时，KHCO3的溶解度大于NH4Cl，降温结晶时会析出较多的KCl。

【解析】（1）由题目信息可知，① 食盐与浓硫酸加热生成硫酸钠和HCl，不加热生成硫酸氢钠和HCl，2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑②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+CaCO3CaS+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。

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。

（3）能提高原料的利用率，减少废渣（CaCl2）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，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2，革除了 CaCO3 制 CO2这一工序。

（4）不可行．因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大，当温度高于40℃时，KHCO3的溶解度大于NH4Cl，降温结晶时会析出较多的KCl。

不可行．因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大，当温度高于40℃时，KHCO3的溶解度大于NH4Cl，降温结晶时会析出较多的KCl