Question

【題目】碳酸鈉用途非常廣泛，是工業生產中重要的化工原料．在1921年我國科學家侯德榜創造了一種著名的純堿生產方法﹣﹣“聯合制堿法”．“聯合制堿法”生產過程：

（1）第一步主要反應為NH3+CO2+H2O═NH4HCO3 該反應屬于 反應基本反應類型．

（2）第二步用食鹽與NH4HCO3反應．食鹽來源于某鹽田，該粗鹽主要含有氯化鈉，此外還含有少量硫酸鈉，氯化鈣和氯化鎂．經凈化、精制得到生產碳酸鈉所需要的食鹽水，其主要流程如圖1：

①通過降溫使硫酸鈉從粗鹽水中析出，其原理是氯化鈉和硫酸鈉的溶解度與溫度的變化差異較大，請在溶解度圖（如圖2）中簡單畫出氯化鈉和硫酸鈉的溶解度曲線變化趨勢圖．

②“精制I”操作中，加入過量含鈣元素的堿的化學式是 ．

其反應化學方程示為 ．

③“精制II”操作中，加入B鹽的有關反應方程式為 ．

④為保證“精制II”操作中過量B鹽把雜質全部除去，請在下表中寫出檢驗溶液中B鹽是否過量的實驗報告．

實驗操作	實驗現象	實驗結論

⑤查閱資料得知NaCl、NH4HCO3、NaHCO3、NH4Cl在30℃時的溶解度如下表所示：

溫度	NH4Cl	NH4HCO3	NaHCO3	NaCl
30℃	41.1g	27.0g	11.1g	36.3g

請根據溶解度表所提供的信息，寫出“聯合制堿法”中的第二步屬于復分解反應的化學方程式： ．

（3）第三步處理制得碳酸鈉，反應原理為2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑

Answer 1

【答案】（1）化合；（2）①如圖

②Ca（OH）2、Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2

③CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓；Ca（OH）2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓

④NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

方法一

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入氯化鈣溶液，觀察．	產生白色沉淀	碳酸鈉已過量

方法二

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入稀鹽酸，觀察．	產生氣泡	碳酸鈉已過量

【解析】解（1）NH3+CO2+H2O=NH4HCO3的反應為多變一的化合反應，

（2）①硫酸鈉的溶解度隨溫度變化明顯而氯化鈉的溶解度受溫度變化不明顯

②加入堿是使鎂離子沉淀，故含鈣的堿為氫氧化鈣，與氯化鎂反應生氫氧化鎂和氯化鈣，所以本題答案為：Ca（OH）2；Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2，

③要除去氯化鈣可以加入含碳酸根的鹽如碳酸鈉，加入的碳酸鈉還能除去過量的氫氧化鈣，所以本題答案為：CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓；Ca（OH）2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓，

④碳酸鈉屬于碳酸鹽，能與酸反應生成二氧化碳氣體，所以本題答案為：

方法一

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入氯化鈣溶液，觀察．	產生白色沉淀	碳酸鈉已過量

方法二

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取“精制II”過濾后的濾液少許于試管中，滴入稀鹽酸，觀察．	產生氣泡	碳酸鈉已過量

⑤用食鹽與NH4HCO3反應，能生成碳酸氫鈉和氯化銨，所以本題答案為：NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl．