Question

繼侯德榜“聯(lián)合制堿法”后，上世紀(jì)50年代某些化工專家開始研究有機(jī)胺制堿法，目前這項(xiàng)研究工作取得了一定進(jìn)展．其工藝流程如下：

已知：NR₃+HCl=NR₃?HCl，且NR₃?HCl易溶于有機(jī)溶劑
（1）制備小蘇打的化學(xué)方程式是：

 

；操作①稱為

 

；操作②稱為

 

；
（2）過程③得到產(chǎn)品的化學(xué)方程式是：

 

；
（3）在過程④中，回收有機(jī)胺的化學(xué)方程式是：

 

；
（4）本工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：有機(jī)胺制堿法：有機(jī)胺NR₃易溶于有機(jī)溶劑，和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉和NR₃?HCl，NR₃?HCl易溶于有機(jī)溶劑，NaHCO₃不溶于有機(jī)溶劑在水層，通過操作①萃取分液，
有機(jī)層通入氨氣，在過程④中，NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl，得到副產(chǎn)品NH₄Cl；
水層通過結(jié)晶得到小蘇打（碳酸氫鈉），過程③是加熱小蘇打，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，得到產(chǎn)品碳酸鈉；
（1）侯氏制堿法，也稱為聯(lián)合制堿法，化學(xué)反應(yīng)原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，根據(jù)聯(lián)合制堿法原理分析有機(jī)胺制堿法；NR₃?HCl易溶于有機(jī)溶劑，NaHCO₃不溶于有機(jī)溶劑，采用萃取分液分離出有機(jī)層；從溶液中析出溶質(zhì)操作②稱為結(jié)晶；
（2）過程③是加熱小蘇打，小蘇打受熱分解生成碳酸鈉和二氧化碳和水；
（3）在過程④中，NR₃?HCl和氨氣反應(yīng)生成氯化銨和有機(jī)物NR₃；
（4）觀察分析工藝流程，找出可循環(huán)利用的物質(zhì)；

解答： 解：有機(jī)胺制堿法：有機(jī)胺NR₃易溶于有機(jī)溶劑，和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉和NR₃?HCl，NR₃?HCl易溶于有機(jī)溶劑，NaHCO₃不溶于有機(jī)溶劑在水層，通過操作①萃取分液，
有機(jī)層通入氨氣，在過程④中，NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl，得到副產(chǎn)品NH₄Cl；
水層通過結(jié)晶得到小蘇打（碳酸氫鈉），過程③是加熱小蘇打，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，得到產(chǎn)品碳酸鈉；
（1）侯氏制堿法，制備小蘇打反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，有機(jī)胺制堿法反應(yīng)①二氧化碳通入胺化的飽和氯化鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式：NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃?HCl，NR₃?HCl易溶于有機(jī)溶劑，NaHCO₃不溶于有機(jī)溶劑在水層，分離能分層的混合物用萃取分液；從溶液中析出溶質(zhì)NaHCO₃操作②稱為結(jié)晶，
故答案為：NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃?HCl；萃取分液；結(jié)晶；
（2）過程③是加熱小蘇打，小蘇打?yàn)樘妓釟溻c，受熱分解生成碳酸鈉和二氧化碳和水，反應(yīng)為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（3）在過程④中，NR₃?HCl和氨氣反應(yīng)NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl，可回收有機(jī)胺NR₃，
故答案為：NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl；
（4）由工藝流程中可知，向飽和的食鹽水中通入了二氧化碳，在加熱碳酸氫鈉時(shí)又生成了二氧化碳，所以，CO₂是可循環(huán)利用的物質(zhì)，在過程④中，可回收有機(jī)胺NR₃，NR₃是可循環(huán)利用的物質(zhì)，有機(jī)溶劑也是可循環(huán)利用的物質(zhì)，
故答案為：CO₂、NR₃或有機(jī)溶劑；

點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)胺制堿法，注意根據(jù)聯(lián)合制堿法的實(shí)驗(yàn)原理遷移理解解答有機(jī)胺制堿法的相關(guān)問題，題目難度中等．