Question

【題目】純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請按要求回答問題：
（1）“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式：。
（2）寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：。
（3）CO2是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源有何不同？
（4）綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)列出計原子利用率的表達(dá)式：原子利用率(%)？

Answer 1

【答案】
（1）2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
（2）NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3、NaCl＋NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
（3）

“聯(lián)合制堿法”中的CO2來源于合成氨廠，“氨堿法”中的CO2來源于煅燒石灰石

（4）

×100%＝49.77%

【解析】氨堿法的原料：氯化鈉、碳酸鈣(或二氧化碳)及氨。
工藝流程：CaCO3 CaO＋CO2↑
CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3 ，
NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl，
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，
CaO＋H2O===Ca(OH)2 ，
產(chǎn)生CaCl2的反應(yīng)：Ca(OH)2＋2NH4Cl CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，該反應(yīng)的CaCl2中的Cl－來源于NaCl，Ca2＋來源于CaCO3 ， 產(chǎn)生無用的CaCl2 ， 降低了NaCl的利用率。
聯(lián)合制堿法：NH3和CO2來源于合成氨廠工藝流程：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 ， NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3 Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。
降溫、通入NH3加NaCl固體
依據(jù)總反應(yīng)：2NaCl＋CO2＋H2O＋2NH3===Na2CO3＋2NH4Cl
可得：原子利用率＝ ×100%＝49.77%。