1892年,比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为原料生产Na2CO3,叫索尔维法.其主要步骤是:(1)在NH3饱和的NaCl溶液中通入CO2制得NaHCO3;(2)再将NaHCO3焙烧制得纯碱,CO2循环使用;(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰,NH3循环使用.1940年,我国著名化工专家侯德榜先生,冲破了“索尔维”法的技术封锁,并加以改进,用NaCl固体代替生石灰,加入母液使NH4Cl晶体析出,生产出纯碱和氯化铵.这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.试回答:
(1)在氨饱和NaCl溶液中通入CO2的两步反应方程式为______________.
(2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因是_____________________.
(3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是_____________________.
(4)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是_____________________.
解析:CO2在水中发生反应:CO2+H2O H2CO3 H++HCO ,因为碳酸是弱酸,所以HCO 在水溶液中浓度很小;但是在通入氨气后,氨气在水溶液中也发生反应:NH3+H2O NH3·H2O NH +OH-,所得到的少量OH-和前一反应中的H+结合生成极弱的电解质H2O,从而使得两个反应都向右进行,可以使溶液中HCO 的浓度变大,由于NaHCO3溶解度较小,所以可析出NaHCO3晶体,母液中为NH4Cl,加入生石灰可生成NH3和CaCl2,改用NaCl,利用NH4Cl溶解度小的原理可析出NH4Cl做肥料,析出NH4Cl的母液循环使用,原料充分利用,NH3循环使用,不生成CaCl2.
答案:(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
(2)H2CO3酸性比盐酸弱,CO2与NaCl不反应
(3)2NH4Cl+CaO=CaCl2+H2O+2NH3↑
(4)使NH4Cl析出,可做氮肥,不生成CaCl2,原料NaCl充分利用.
点评:此题考查了索尔维制碱法与侯氏制碱法的原理.