Question

繼侯德榜“聯合制堿法”后，上世紀50年代某些化工專家開始研究有機胺制堿法，目前這項研究工作取得了一定進展．其工藝流程如下：

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

 

；操作①稱為

 

；操作②稱為

 

；
（2）過程③得到產品的化學方程式是：

 

；
（3）在過程④中，回收有機胺的化學方程式是：

 

；
（4）本工藝流程中可循環(huán)利用的物質是：

 

．

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實驗設計題

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

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，得到產品碳酸鈉；
（1）侯氏制堿法，也稱為聯合制堿法，化學反應原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，根據聯合制堿法原理分析有機胺制堿法；NR₃?HCl易溶于有機溶劑，NaHCO₃不溶于有機溶劑，采用萃取分液分離出有機層；從溶液中析出溶質操作②稱為結晶；
（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和氨氣反應生成氯化銨和有機物NR₃；
（4）觀察分析工藝流程，找出可循環(huán)利用的物質；

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

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，得到產品碳酸鈉；
（1）侯氏制堿法，制備小蘇打反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，有機胺制堿法反應①二氧化碳通入胺化的飽和氯化鈉溶液中反應生成碳酸氫鈉晶體，反應的化學方程式：NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃?HCl，NR₃?HCl易溶于有機溶劑，NaHCO₃不溶于有機溶劑在水層，分離能分層的混合物用萃取分液；從溶液中析出溶質NaHCO₃操作②稱為結晶，
故答案為：NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃?HCl；萃取分液；結晶；
（2）過程③是加熱小蘇打，小蘇打為碳酸氫鈉，受熱分解生成碳酸鈉和二氧化碳和水，反應為：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NR₃?HCl+NH₃=NR₃+NH₄Cl，可回收有機胺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，在加熱碳酸氫鈉時又生成了二氧化碳，所以，CO₂是可循環(huán)利用的物質，在過程④中，可回收有機胺NR₃，NR₃是可循環(huán)利用的物質，有機溶劑也是可循環(huán)利用的物質，
故答案為：CO₂、NR₃或有機溶劑；

點評：本題考查有機胺制堿法，注意根據聯合制堿法的實驗原理遷移理解解答有機胺制堿法的相關問題，題目難度中等．