純堿(化學(xué)式為Na2CO3)是一種重要的化工原料.現(xiàn)代化工生產(chǎn)有三種工藝:
Ⅰ.布蘭制堿法.以食鹽為原料制堿,該法分三步:
①用氯化鈉與硫酸反應(yīng)制硫酸鈉:2NaCl+H2SO4═Na2SO4+2HCl;
②用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉:Na2SO4+4C═Na2S+4CO↑
③用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制碳酸鈉:Na2S+CaCO3═Na2CO3+CaS
Ⅱ、氨堿法即索爾維制堿法.以食鹽、氨、二氧化碳為原料,其反應(yīng)也分三步進(jìn)行:
①NH3+CO2+H2O═NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl═NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O
Ⅲ、侯氏制堿法.低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣,再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉,再加入細(xì)鹽末,因同離子效應(yīng),低溫氯化銨溶解度突然降低,而食鹽的溶解度變化不大,所以氯化銨析出而食鹽不析出;再用氨飽和后通二氧化碳,結(jié)果往返析出NaHCO3和NH4Cl.該法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量?jī)?yōu)良,純白如雪.
(1)通過(guò)三種方法的比較,布蘭制堿法工藝的缺點(diǎn)有
生產(chǎn)時(shí)需要高溫、硫酸對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、CaS廢棄物長(zhǎng)期堆積臭氣四溢、成本較高
生產(chǎn)時(shí)需要高溫、硫酸對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、CaS廢棄物長(zhǎng)期堆積臭氣四溢、成本較高
(寫(xiě)兩點(diǎn)).
(2)氨堿法工藝的中循環(huán)利用的物質(zhì)是CO2
CO2
(填化學(xué)式);產(chǎn)品的副產(chǎn)物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨氣.寫(xiě)出NH4Cl與生石灰反應(yīng)的化學(xué)方程式2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O
2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O
(3)侯氏制堿法反應(yīng)的方程式為NaCl+CO
2+NH
3+H
2O=NaHCO
3↓+NH
4Cl、2NaHCO
3Na
2CO
3+CO
2↑+H
2O
NaCl+CO
2+NH
3+H
2O=NaHCO
3↓+NH
4Cl、2NaHCO
3Na
2CO
3+CO
2↑+H
2O
(4)為什么侯氏制堿法工藝中先向飽和食鹽水中通入氨氣,再通入二氧化碳.CO2在水中的溶解度較小,吸收率低;后通入CO2保證全部生成NaHCO3
CO2在水中的溶解度較小,吸收率低;后通入CO2保證全部生成NaHCO3
(5)侯氏制堿法產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉.如果用加熱分解的方法測(cè)定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),用m1表示加熱前純堿樣品的質(zhì)量,m2表示加熱后固體的質(zhì)量.則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為:.