1、第 6 课时 走进化学工业单元复习小结 学案 【知识建构】 【专题突破】 1.在学习理念上，化学与技术、技术与生产相结合，生产与环保相结合，现代技术与技 术创新相结合。 2.在学习方式上，比较制备硫酸、合成氨和制备纯碱，比较索尔维制碱法和侯氏制碱法， 比较化学原理、生产过程、经济效益、对环境的影响等等。 3.在学习内容上，在认识化工基本常识的同时，掌握以硫酸、氨、纯碱等为中心的化学 物质的知识。学习分析与解决问题的技能，学习创新的思路。 专题一：化学工业生成与环境保护 【教师点拨】 随着经济的发展，环境保护问题越来越引起人们的重视。在工业生产(包括其他各类物 质的生产)过程中，之所以出现对环境
2、的污染，一条基本原因是物质使用效率不高所致，资 源未全部变成产品，很多是作为有害废物排到环境中去了。如果物尽其用，在生产过程中 不产生废物，或者将产生废物再变为原料循环使用，就不会对环境造成污染了。这样，不 仅防止了环境污染问题，而且可促使经济持续发展。 1.绿色化学有关概念 （1）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为 “环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。 绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一 门从源头上阻止污染的化学。 （2）绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的, 因此化学
3、反应及其产物具有以下特征： A. 采用无毒、无害的原料； B. 在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行； C. 产品应该是环境友好的； D. 具有“原子经济性” ，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放” 。此外， 它还应当满足“物美价廉” 的传统标准。 2. 原子经济性 原子经济性在化学合成特别是有机合成中，减少废物的关键是提高选择性问题，即选 择最佳反应途径，使反应物原子尽可能多地转化成产物原子，最大限度地减少副产物，才 会真正减少废物的生成。美国著名有机化学家 TROST 在 1991 年首先提出“原子经济性” 的概念：认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原
4、子，使之结合到目标 分子中（如完全的加成反应：A+B=C），达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量， 其定义可表示为：原子利用率= 。经济性的反应有两个显%10生 成 物 的 总 质 量 之 比期 望 产 品 的 总 质 量 著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。 【例 1】下列哪一项符合“绿色化学”的原则( ) A.排放前对废气、废水、废渣进行无害化处理 B.在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质 C.在化工生产中，尽量避免使用任何化学物质 D.在化工厂范围多种草种树，努力构建花园式工厂 【解析】绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消
5、除工业生产对环境的污染。 绿色化学的原则是少排放污染物或者不排放污染物，不是排放了污染再去治理污染。选项 A 中，不是从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，还是排放了污染物，选项 A 错； 选项 B 中，符合绿色化学的原则，选项 B 对；选项 C 中，绿色化学的原则是尽可能的把反 应物的原子全部转化为期望的最终产物，化工生产中，不使用化学物质是不可能的，选项 C 错；选项 D 中，是治理污染的方法之一，选项 D 错；正确答案为 B。 【答案】B 【即学即练 1】在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的 产物，即原子利用率为 100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原
6、则的是（ ） 置换反应 化合反应 分解反应 取代反应 加成反应 消去反应 加聚反应 缩聚反应 A. B. C.只有 D.只有 1.B【解析】产物都不是一种，所以不符合题意，反应物中的原子全部转化为 欲制得的产物；生成物就一种，符合题意。 专题二 应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法 【教师点拨】 化工生产选择适宜条件的原则 化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度，依据外 界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律确定，其原则是： （1）对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易 得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率。 （2）对气
7、体分子数减少的反应，增大总压使平衡向增加生成物的方向移动。但压强太大， 动力消耗、设备要求、成本均增高，故必须综合考虑。 （3）对放热反应，升温能提高反应速率，但转化率降低，若温度太低，反应速率又太慢， 故需使用适当的催化剂。 对吸热反应，升温能加快反应速率，又能提高转化率，但要避免反应物或生成物的过热分 解。 （4）使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡，但使用时必须注意其活性温 度范围，且防止催化剂“中毒” ，延长使用寿命。 工业生产中既要考虑尽量增大反应物转化率，充分利用原料又要选择较快的反应速率， 提高单位时间产率。以上两点就是选择反应条件的出发点，当二者发生矛盾时，要结合具 体
8、情况辩证分析，找出最佳反应条件。 【例 2】合成氨工业中，原料气（N 2、H 2 及少量 CO、NH 3 的混合气）在进入合成塔前 常用醋酸二氨合铜（）溶液来吸收原料气中的 CO，其反应是： Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 Cu(NH3)3AcCO H0 (1)必须除去原料气中 CO 的原因是 _。 (2)醋酸二氨合铜（）吸收 CO 的生产适宜条件应是_ 。 (3)吸收 CO 后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生，恢复且吸收 CO 的能力以供循环使 用。醋酸铜氨溶液再生生产的适宜条件应是 _ _。 【解析】吸收 CO 反应的特点：正反应是气体体积缩小的放热反应。对于这样一个可逆反 应，用化
9、学平衡原理及有关知识解答。 【答案】 （1）防止合成塔中的催化剂中毒（2）低温、高压 （3）高温、低压 【即学即练 2】钾是种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。 该反应为： Na(l)KCl(l) NaCl(l)K(g) H0 压强(kPa) 13.33 53.32 101.3 K 的沸点() 590 710 770 Na 的沸点() 700 830 890 KCl 的沸点() 1437 NaCl 的沸点( ) 1465 该反应的平衡常数可表示为：K c(K)，各物质的沸点与压强的关系见上表。 (1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为 ，而反应的最高
10、温 度应低于 。 (2)在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是 。 (3)常压下，当反应温度升高 900时，该反应的平衡常数可表示为： K 2.(1)770 890； (2)降低压强或移去钾蒸气、适当升高温度 (3) Kc(K)/c(Na) 【解析】金属的置换反应常见的是在水溶液中进行,而本题是在熔融状态下进行，根据平衡 移动原理，只要反应不断向正反应方向进行即可。(1)从题给信息很容易看出：要生成钾必 须满足钾为气态,而其它物质均不为气态即可，要想得到钾蒸汽，应达到沸点 770,而又低 于其它物质的沸点,故应低于 890。(2)提高原料的利用率 ,即使平衡尽可能地向正反应方向
11、 移动，根据平衡特点，是气体分子数增加的吸热反应，因此可以采取的措施有：减小压强 或适当升高温度或着将生成的钾蒸汽分离出来以减小生成物的浓度等方法。(3) 当反应温 度升高到 900时，钾、钠均为气态，根据平衡常数的定义及其表达式可得：Kc(K)/c(Na)。 专题三 化工生产及定量分析中的综合计算问题 结合化工生产过程中的具体情景设置计算型问题是最近几年考查学生综合分析及计算 能力的常见形式之一，化学定量分析中的计算也是高中学生应该掌握的重要内容。问题的 重心主要在原料的投料比、转化率、定量分析等方面。 在有关工业生产计算中，首先要理解以下几个概念 （1）物质的纯度= %10不 纯 物 质
12、的 总 质 量 质 量不 纯 物 中 所 含 纯 物 质 的 （2）原料的利用率= 实 际 投 入 原 料 总 量实 际 利 用 原 料 的 量 实际利用原料量=（1原料的损耗率）实际投入原料总量 （3）产品的产率= 10产 品 的 理 论 产 量产 品 的 实 际 的 产 量 理论产量实际产量 计算的简捷方法是抓住纯净物的量。即将原料量折算为实际参加反应的纯净物的量， 求出产品的纯净物的量，再折算为不纯产品的量。 多步反应一步计算的关键，是根据正确的各步反应的化学方程式，找出起始原料与最 终产物之间的物质的量之比列出相应的关系式，然后进行计算。 (4)解题规律：依据多步反应的化学方程式或元素
13、的守恒原则，推导出起始原料与最终产物 之间的定量关系式，一步求解。 (5)解题注意 如所给反应物或生成物是不纯量，应先折算为纯量再进行计算。 给出某元素或某物的损失率，应先换算成转化率再进行计算。转化率=1-损失率。 某一化合物中元素的损失率=该化合物的损失率；中间产物的损失率=原料的损失率。 在化工生产中，要制得最后的产品，往往要涉及多步反应，而且第一步反应的生成物 往往是下一步反应的反应物，我们称之为连续反应，若要计算产物与原料量关系，不需要 逐步计算，为了简便起见，可以根据方程式，找出起始反应物与最终生成物之间的量的关 系（主要是物质的量的关系） ，最后进行一次性计算，简化运算过程，也可
14、以据元素守恒推 导关系式。在很多化学实验中，也涉及连续反应，现将常见的连续反应总结如下： 1.工业制硫中 FeS2 与 H2SO4 的关系为 FeS22 H 2SO4 2.工业制硝酸：方程式见上表，其中 NH3 与 HNO3 的关系为 NH3HNO 3； 3.工业合成氨：方程式见上表，其中 C 与 N2，C 与 NH3 的关系式分别为 3CN 2NH 3 说明：由于工业生产中的原料一般要循环利用，因此从理论上讲，主要元素 如上反应中的 S、N 等元素守恒，不通过方程式，根据元素的守恒关系也可得出关系式。 【例题 3】黄铁矿的主要成分是 FeS2，某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取 0.100
15、g 样品在空气中充分燃烧，将生成的 SO2 气体与足量 Fe2(SO4)3 溶液完全反应后，用浓度为 0.0200 mol/L 的 K2Cr2O7 标准溶液滴定至终点，消耗 K2Cr2O7 溶液 25.00 mL。 已知：SO 22Fe 3 2H 2OSO 42 2Fe 2 4H ； Cr2O72 6Fe 2 14H 2Cr 3 6Fe 3 7H 2O。 (1)样品中 FeS2 的质量分数是 (假设杂质不参加反应)_。 (2)若燃烧 6 g 纯净的 FeS2 产生的 SO2 全部转化为 SO3 气体时放出 9.83 kJ 的热量，产生的 SO3 与水全部化合生成硫酸时放出 13.03 kJ 的
16、热量。写出接触室中发生反应的热化学方程 式_。 (3)煅烧 10 t 上述黄铁矿，理论上可制得 98%浓硫酸_t，SO 2 全部转化 为硫酸时放出的热量是_kJ。 【解析】根据题给两个反应可推出 SO2 与 K2Cr2O7 的物质的量的关系为 3SO2Cr 2O72 ， 再根据煅烧黄铁矿反应式 4FeS211O 2 2Fe2O38SO 2 = = = = =高 温 可推出 FeS2Cr 2O72 32 所以 n(FeS2) n(Cr2O72 ) 0.020 00 molL1 25.00103 L 103 mol 32 32 34 所以(1)样品中 FeS2 的质量分数为 100%90.00%
17、。 3410 3mol120 gmol 1 0.100 0 g 所以 V(SO2)1.510 5 mol22.4 Lmol1 3.3610 6 L 根据质量守恒可求出制得 98%的硫酸质量为 15 t 1.5105 mol98 gmol 198%1106 g/t SO2 转化为 H2SO4 时放出的热量为两部分：一部分为 SO2 转化为 SO3 放出的，另一部 分 SO3 转化为 H2SO4 时放出的，可分别求出后相加而得到答案。 【答案】(1)90.00% (2)SO3(g)H 2O(l)=H2SO4(l) H130.3 kJmol 1 (3)3.36106 15 3.4310 7 【即学即
18、练 3】为方便某些化学计算，有人将 98%浓硫酸表示成下列形式，其中合理的是（ ） A. B. C D.OSH24291 OS242910 OS242 342SO 3.A【解析】假设原 98%硫酸的质量为 100g，则 98%浓 H2SO4 中有纯 H2SO4 98g ，水 2g。 则 H2SO4 与 H2O 的物质的量之比为 = ，可判断 A 正确。molgl18:91: 练案 A 组（课堂反馈 满分 50 分） 一、选择题（每小题 5 分，共 35 分） 1. “绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，使原子充分利用， 不产生污染物。下列化学反应符合“绿色化学”理念的
19、是（ ） A.制 CuSO4：Cu+2H 2SO4(浓)=CuSO 4+SO2+2H2O B.制 CuSO4：2Cu+O 2=2CuO； Cu+H2SO4(稀)=CuSO 4+H2O C.制 Cu(NO3)2；Cu+4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)2+2NO2+2H2O D.制 Cu(NO3)2；3Cu+8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO+4H2O 1.B【解析】SO 2、NO、NO 2 均为大气污染物。 当 n(Cu):n(H2SO4):n(CuSO4) =1：1：1、n(Cu):n(HNO 3):nCu(NO3)2=1:1:1 时原子利用率最高。 A、C 、D 产生污染物
20、且 原子利用率不高。 2.下列工业生产所发生的化学反应不涉及氧化还原反应的是( ) A.用侯氏制碱法合成纯碱 B.用二氧化硫制硫酸 C.工业合成氨 D.从海水中提取单质溴 2.A【解析】本题考查的是常见工业反应中的主要反应原理，较易。联合制碱法利用生成溶 解度更小的碳酸氢钠，不属于氧化还原反应；B、C 、D 中都有氧化还原反应。 3.根据“绿色化学” 的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤： CaBr 2+H2O = CaO+2HBr 2HBr+Hg = HgBr 2+H2 HgBr 2+CaO = HgO+CaBr2 2HgO = 2Hg+O 2 该方案的目的是为了制备( ) A.HBr B
21、.CaO C.H2 D.Hg 3.C【解析】将上述几个方程式相加，会发现 CaBr2、Hg 为催化剂, CaO、HBr、HgBr 2、HgO 皆为中间产物，总反应为 H2O 分解产生 H2 和 O2，故选 C。 4.固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫 对大气的污染。下列物质中可用做固硫剂的有( ) A.CaO B.Na2CO3 C.NH4NO3 D.P2O5 4.A【解析】在高温条件下 CaOSO 2 CaSO3,2CaSO3O 2 2CaSO4，= = = = = 高 温 = = = = =高 温 从而起到固硫作用，B、C、D 在该环境下，皆无法吸收
22、 SO2，故选 A。 5.在 NH3、HNO 3、H 2SO4 的工业生产中，具有的共同点是（ ） A.使用吸收塔设备 B.使用尾气吸收装置 C.使用 H2 作原料 D.使用催化剂 5.D【解析】N 2+3H2 2NH3 4NH3+5O2 催 化 剂 4NO+6H2O 2SO2+O2 催 化 剂 2SO3,故 D 正确。A：NH 3 生产中不使用吸收塔。B ：NH 3 生产不用尾气吸 收装置。C：H 2SO4 的工业生产中不使用 H2 作原料。 6.下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是（ ） A.使用催化剂，使氮气和氢气的混合气体有利于合成氨 B.高压比常压条件更有利于合成氨的
23、反应 C.500左右比室温更有利于合成氨的反应 D.合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 6.B【解析】使用催化剂能同等程度地加快 v(正） 、v（逆） ，而平衡不发生移动，A 项不合 题意；合成氨的反应是气体体积缩小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，B 项符 合题意；合成氨的反应是吸热反应，则低温才有利于平衡正向移动，实际生产中一般采用 提高温度（500 ） ，是为了加快反应速率，且 500 时催化剂活性最大，故 C 项不符合题 意；合成氨采用循环操作，并没有涉及化学平衡的移动，故 D 项也不符合题意。 7.某工厂用 CaSO4、H 2O、NH 3、CO 2 制备(NH 4)2SO
24、4。其工艺流程如下： Error!CaSO4溶 液 足 量 NH3 甲 适 量 CO2 乙 过 滤 下列推断不合理的是( ) A.往甲中通 CO2 有利于(NH 4)2SO4 生成 B.生成 1 mol (NH4)2SO4 至少消耗 2 mol NH3 C.在实际生产中 CO2 可被循环使用 D.直接蒸干滤液能得到纯净的(NH 4)2SO4 7.D【解析】该反应原理为 2NH3CO 2H 2O=(NH4)2CO3，CaSO 4(NH 4)2CO3 = CaCO3(NH 4)2SO4，CaCO 3 CaOCO 2。直接蒸干会导致(NH 4)2SO4 分解。= = = = = 煅 烧 二、填空题（
25、共 15 分） 8.(6 分) 将 0.6g 某种铁的硫化物在氧气流里灼烧，使硫全部氧化为二氧化硫，再将所得二 氧化硫全部氧化为三氧化硫，并与水反应完全转化为硫酸。这些硫酸恰好与 40mL 0.5mol/L 氢氧化钠溶液中和，求铁的硫化物的化学式。 8.FeS2 【解析】m(S)= 32g/mol=0.32(g) (1 分)25.014 3mol m(Fe)=0.6g0.32g=0.28g (1 分) (2 分)21/3.056 8)(molgSnFe 铁的硫化物化学式为 FeS2 (2 分) 9.(9 分) 现有一份“将二氧化硫转化为硫酸铵”的资料，摘录如下： “一个典型的实例：初 步处理后
26、的废气含 0.2%的二氧化硫和 10%的氧气(体积分数)。在 400 时废气以 5 m3h1 的速率通过五氧化二钒催化剂层与 20 Lh1 的速率的氨气混合，再喷水，此时气体温度由 400 降至 200 ，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体”(气体体积均折算为标准状况)，利 用上述资料，用氨来除去工业废气中的 SO2，回答下列问题： (1)按反应中的理论值，二氧化硫与氧气的物质的量之比为 21，该资料中这个比值是 _，简述不采用 21 的理由_。 (2)通过计算，说明为什么废气以 5 m3h1 的速率与 20 Lh1 速率的氨气混合？ (3)若某厂每天排放 1104 m3 这种废气，按上述方法该厂
27、每月(按 30 天计) 可得硫酸铵 多少吨？消耗氨气多少吨？ 9(1)150 据化学平衡移动原理，过量的 O2 可提高 SO2 的转化率 (2)废气中 SO2 的速率为 1 000 Lm3 5 m3h1 0.2%10 Lh 1 V(SO2)V (NH3)102012 恰好生成(NH 4)2SO4 (3)3.54 t 硫酸铵， 0.91 t NH3 【解析】SO 2 转化为一可逆反应，为提高 SO2 的转化率可用过量的 O2；据关系式 SO2SO 32NH 3(NH 4)2SO4 可知废气中 SO2 与 NH3 应以 12 通入。 B 组（课后拓展） 1.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有
28、人设计了如下图所示的装置(图中夹持 装置均已略去)。 实验操作： 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹 a、b、c、d、e。在 A 中加入锌粒，向长颈漏斗 中注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹 c、d、e，则 A 中有氢气产生。在 F 出口处收集氢气并 检验其纯度。 关闭弹簧夹 c，取下截去底部的细口瓶 C，打开弹簧夹 a，将氢气经导管 B 验纯后点燃， 然后立即罩上无底细口瓶 C，塞紧瓶塞，如上图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火 焰熄灭。 用酒精灯加热反应管 E，待无底细口瓶 C 内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹 b，无底细口瓶 C 内气体经 D 进入反应管 E，片刻后 F 中的溶液变红。
29、 回答下列问题： a检验氢气纯度的目的是_。 bC 瓶内水位下降到液面保持不变时，A 装置内发生的现象是_，防止了实验装置 中压强过大。此时再打开弹簧夹 b 的原因是_，C 瓶内气体的成分是_。 c在步骤中，先加热铁触媒的原因是_。反应管 E 中发生反 应的化学方程式是_。 1.a通过检验 H2 的纯度证明 E 管中空气被排尽，同时也防止点燃氢气时发生爆炸 bA 装置中液面下降，长颈漏斗中液面上升，反应停止使 C 瓶内气体进入 E 管中 N2、H 2、少量的 CO2 和水蒸气 c合成氨反应需加热，铁触媒在约 500 的温度下活性最大，故需先加热铁触媒 N23H 2 2NH3 铁 触 媒 【解析
30、】a在该实验中，关闭弹簧夹 a、b，打开弹簧夹 c、d、e，H 2 可以进入 E 装置， 排尽其中的空气，防止空气中的 O2 将 E 装置中铁触氧化，通过检验 H2 的纯度可以证明 E 装置中空气是否被排尽，同时在步实验中要点燃 H2，在点燃之前，也必须检验其纯度， 防止爆炸。 bC 瓶内水位下降，说明瓶内压强大于外界压强，会导致 A 装置中长颈漏斗液面上 升，试管内液面下降，使酸液与 Zn 粒相脱离，停止反应。此时打开弹簧夹 b，H 2 和 N2 混 合气体在较大的压力作用下会通过导气管，经干燥后进入 E 管。由于空气中的 O2 与 H2 反 应了，所以 C 瓶内气体的成分是 N2、H 2
31、及少量的 CO2 和水蒸气。 cN 2 与 H2 的反应需要加热，铁触媒最大活性的适宜温度约为 500 。因此，要在将 N2、H 2 混合气体通入 E 之前加热铁触媒。 2.某化肥厂以氨和空气（其中氧气的体积分数为 0.2）为原料生产硝酸铵过程如下：NH3 NH4O3HNO3 其中反应 为 4NH35O 2 4NO6H 2O 步骤 中发生了两个反应，将这两个化学方程式合并为一个化学方程式，可表示为 _。 若不考虑副反应且各步反应均完全，为使生产过程中不再补充空气，则原料气中氨（包 括第 步被硝酸吸收的氨）的体积分数最大值为_。 假设实际生产中，反应、 中含氮物质的利用率分别为 a、b，反应 中
32、氨的利用率 为 c、硝酸的利用率为 100，则合成硝酸铵的整个流程中，氨的总利用率是 。 2.（1）4NO3O 22H 2O4HNO 3 （2）1/6 （或 16.7%） （3） c2 【解析】该问题前两个问题主要考查学生对若干个反应进行加和后得到总的变化结果的方 法，大多数同学都可以顺利解决，最后一问则考查有关利用率问题，稍有难度。 合并方程 4NO3O 22H 2O 4HNO3 4NH35O 2 =4NO6H 2O NH3+HNO3=NH4NO3 可得到 8NH38O 2=4H2O+4NH4NO3、 所以 NH3 与 O2 体积比最大为 1:1,即原料中氨气最大体积为， 2/(10+2)=
33、1/6。 解法一：假设消耗 NH3 的总物质的量为 1mol，其中用于制取 HNO3 的 NH3 的物质的量为 x mol，被 HNO3 吸收的 NH3 的物质的量为 ymol，则有：x y1、abx cy。 解得：x ycabcab 氨的总利用率（xabyc）1 2 解法二：假设第步参加反应的氨气的物质的量为 4mol，则： 生成硝酸的物质的量 4abmol； 第步需要氨气的物质的量为 mol；cab 氨的总利用率 42 3. 纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛，需求量很大，因此纯碱的制备一直是科学 家研究的一个重要问题。19 世纪欧洲有个吕布兰制碱法，其主要反应原理是： Na2SO42C
34、Na2S2CO 2 Na2SCaCO 3 CaSNa 2CO3= = = = = 高 温 = = = = =高 温 这种方法的最大缺点是：此反应是高温固体反应，不能连续生产；浪费原料， CO2 不能回收利用；污染环境，CaS 没有任何用处，只能抛至野外。由于这些缺点的存 在和后来化学工业的发展，吕布兰法被索尔维法所代替。索尔维法的生产流程如下： 索尔维法能实现连续生产，但其食盐利用率只有 70%，且所得副产品 CaCl2 没有用处， 污染环境。 我国化学家侯德榜发明的侯德榜制碱法能制得纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主 要用作氮肥。侯德榜制碱法的原理是：在 3035 的饱和食盐水中，先通入氨至
35、饱和再 通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀；过滤，将滤渣加热而得到产品；滤液中加入细食盐 粉末，在 1015 ，使 NH4Cl 沉淀，过滤，滤液为饱和食盐水。 据此回答下列问题： (1)反应 Na2SO42C Na2S2CO 2的电子转移数目 。= = = = = 高 温 (2)写出索尔维制碱法的各步反应的化学方程式： _； _； _； _。 (3)写出侯德榜制碱法第步反应的化学方程式： _。 (4)在索尔维制碱法中_ 物质可循环利用。 (5)在侯德榜制碱法中_ 物质可循环利用。 3.(1)8e (2)NH 3H 2OCO 2=NH4HCO3 NH 4HCO3NaCl= =NaHCO3NH 4Cl 2NH 4ClCa(OH) 2 CaCl22NH 32H 2O= = = = = 2NaHCO 3 Na2CO3H 2OCO 2= = = = = (3)NaClH 2ONH 3CO 2=NaHCO3NH 4Cl (4)NH3 和部分 CO2 (5)CO2 和饱和食盐水
