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①请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式_
收录时间:2021-04-08    答题:高三化学(缪老师)

【题目】【化学选修2:化学与技术】

NaCl是价廉且应用广泛的化工业原料,例如应用于纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等。

(1)19世纪60年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的方法,20世纪20年代以后被联合制碱法逐渐取代。

请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式_____________________。

在联合制碱法中,纯碱工厂与______________工厂进行联合生产,以方便的获得原料_________________。

在联合制碱法中循环使用,而在氨碱法中循环使用率不高的物质是_______________。

(2)氯酸钾是重要的化工业产品,在火柴、炸药、雷管、焰火等制造中有重要应用,工业中首先通过电解热食盐水制得氯酸钠,再加入一定量的氯化钾即可得到氯酸钾沉淀。

在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量使用氯酸钾,主要应用氯酸钾的___________性。

请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式__________________。该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有____________________(请答出两点)。

(3)在肥皂的工业生成过程中,也要使用NaCl的目的是_______________________。

 

【答案】(1)①NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O②合成氨   NH3CO2 ③CO2  NaCl

(2)①强氧化  ②NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑  需要加热恒温控制、没有离子交换膜

(3)加入食盐使肥皂析出   有利于肥皂的析出

【解析】

试题分析:(1)氨气溶于水所得氨水呈碱性,比水更易吸收二氧化碳,向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳,析出碳酸氢钠晶体,加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱,上述反应的化学方程式分别为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;②在联合制碱法中,联合制碱法包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微 小晶体,再煅烧制得纯碱产品,放出的二氧化碳气体可回收循环使用,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,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,纯碱工厂与合 成氨工厂进行联合生产,以便获得原料NH3、CO2氨碱法的最大缺点在于原料食盐的利用率只有72%~74%,联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,此外氨碱法与联合制碱法相比,CO2循环使用率也不高。

(2)①处于高价的元素具有氧化性,氯酸钾中氯元素的化合价为+5价,在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中分解生成氯化钾和氧气,氯元素化合价降低,表现强氧化性;化合价升高的氯元素被氧化,化合价由-1价升高到+5价,化合价降低的氢元素被还原,化合价由+1价降低到0价,根据氧化还原反应得失电子数相等,反应为:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑;电解氯化钠溶液控制条件可以得到氯酸钠和氢气,该过程中要控制好温度且不再需要离子交换膜,与氯碱工业制备氯气和氢氧化钠有较大的区别。

(3)工业上制肥皂时,为了使肥皂和甘油充分分离,常向皂化锅中慢慢加入食盐颗粒,将高级脂肪酸钠从混合液中析出。