Question

纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：

(1)“氨碱法”产生大量CaCl₂废弃物，请写出该工艺中产生CaCl₂的化学方

程式：_____________________________________________________。

(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：_______________________

____________________________________________________________。

(3)CO₂是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO₂的来源

有何不同？________________________________________________。

(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)＝_________________。

Answer 1

解析　氨碱法的原料：氯化钠、碳酸钙(或二氧化碳)及氨。

工艺流程：CaCO₃CaO＋CO₂↑

CO₂＋NH₃＋H₂O===NH₄HCO₃，

NaCl＋NH₄HCO₃===NaHCO₃↓＋NH₄Cl，

2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O↑＋CO₂↑，

CaO＋H₂O===Ca(OH)₂，

产生CaCl₂的反应：Ca(OH)₂＋2NH₄ClCaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O，该反应

的CaCl₂中的Cl^－来源于NaCl，Ca^2＋来源于CaCO₃，产生无用的CaCl₂，降低

了NaCl的利用率。

联合制碱法：NH₃和CO₂来源于合成氨厂

工艺流程：NH₃＋CO₂＋H₂O===NH₄HCO₃，

NaCl＋NH₄HCO₃===NaHCO₃↓＋NH₄Cl，

2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O↑＋CO₂↑。

依据总反应：2NaCl＋CO₂＋H₂O＋2NH₃===Na₂CO₃＋2NH₄Cl

可得：原子利用率＝×100%＝49.77%。

答案　(1)2NH₄Cl＋Ca(OH)₂2NH₃↑＋CaCl₂＋2H₂O

(2)NH₃＋CO₂＋H₂O===NH₄HCO₃

NaCl＋NH₄HCO₃===NaHCO₃↓＋NH₄Cl

2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O↑＋CO₂↑

(3)“联合制碱法”中的CO₂来源于合成氨厂，“氨碱法”中的CO₂来源于煅

烧石灰石

(4)×100%＝49.77%