Question

纯碱即soda，是一种重要的化工原料，是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品，工业制取方法有很多种。

I.布兰制碱法

古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小，远不能满足化工生产需求。1791年法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐为原料制碱，称路布兰制碱法。路布兰法是以食盐、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                        ；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）该方法的缺点是                     。

Ⅱ.氨碱法即索尔维制碱法，是1862年比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。

（3）图中的中间产物B           ，C          ，D           (写化学式)。

（4）装置乙中发生反应的化学方程式为                   。

Ⅲ.候氏制碱法

我国化学家侯德榜对上述方法做了较大的改进，此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产，这样巧妙的把氨气工业和制碱工业联合起来，故又称联合制碱法。

（5）候氏制碱法的优点是                  。

（6）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）2NaCl+2H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑；

Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO；

（2）该方法生产时需要高温，硫酸对设备腐蚀严重；

（3）CO2，Ca(OH)2；NH3；

（4）NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；

（5）保留了氨碱法的优点，使食盐的利用率提高到96%，NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，原料气氨气和一氧化碳都由氨厂提供，减少CaCO3制CO2这一工序，降低了能耗与污染。

（6）不可行，因为碳酸氢钾溶解度较大，且在常温下与氯化钾的溶解度差别小，在氨盐水碳酸化时无法大量析出。

【解析】

试题分析：（1）食盐和浓硫酸混合加热发生反应产生硫酸钠和氯化氢，反应的化学方程式为2NaCl+2H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑；硫酸钠和焦炭、石灰石反应产生CaS、Na2CO3和CO，反应的化学方程式是Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO；（2）该方法的缺点是该方法生产时需要高温，耗费大量的能量，而且反应需要以硫酸为原料，硫酸对设备腐蚀严重；(3)CaCO3高温煅烧，发生分解反应：CaCO3CaO+CO2↑；CaO与水发生反应产生Ca(OH)2，Ca(OH)2与NH4Cl发生反应产生氨气和CaCl2的水溶液，CO2、H2O、NH3、NaCl会发生反应：CO2+H2O+NH3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，所以B是CO2；C是Ca(OH)2；D是NH3；（4）装置乙中发生反应的化学方程式为：NH3+CO2+NaCl+ H2O= NaHCO3↓+NH4Cl；（5）候氏制碱法的优点是保留了氨碱法的优点，使食盐的利用率提高到96%，NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，原料气氨气和一氧化碳都由氨厂提供，减少CaCO3制CO2这一工序，减少了用途不大的CaCl2副产物的产生，降低了能耗与污染。（6）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。根据图像可知：KHCO3的溶解度随温度的升高而增大，与氯化钾的溶解度差别小，在氨盐水碳酸化时无法大量析出。故该方法不可行。

考点：考查纯碱工业制取方法优劣比较的知识。