(17分)純堿在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛,需求量很大,因此純堿的制備一直是科學(xué)家工作的一個(gè)重要方面。19世紀(jì)歐洲有個(gè)呂布蘭制堿法,其主要反應(yīng)原理是:
Na
2SO
4+2C
Na
2S+2CO
2↑
Na
2S+CaCO
3====CaS+Na
2CO
3這種方法的最大缺點(diǎn)是:①此反應(yīng)是高溫固體反應(yīng),不能連續(xù)生產(chǎn);②浪費(fèi)原料,CO
2不能回收利用;③污染環(huán)境,CaS沒(méi)有任何用處,只能拋至野外。由于這些缺點(diǎn)的存在和后來(lái)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,呂布蘭法被索爾維法代替。索爾維法的生產(chǎn)流程如下:
索爾維法能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),但其食鹽利用率只有75%,且所得副產(chǎn)品CaCl
2沒(méi)有用處,污染環(huán)境。
我國(guó)化學(xué)家侯德榜經(jīng)過(guò)一年的努力,做了500多次循環(huán)實(shí)驗(yàn),終于設(shè)計(jì)出新的制堿工藝,于1943年11月在完成實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的流程實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,在工廠順利試產(chǎn),食鹽的利用率達(dá)96%以上,得到了純堿和氯化銨兩種重要產(chǎn)品。氯化銨主要用作氮肥。侯德榜制堿法原理是:
①在30~50 ℃的飽和食鹽水中,先通入氨至飽和,再通入二氧化碳得到碳酸氫鈉沉淀;
②過(guò)濾,將濾渣加熱而得到產(chǎn)品;
③濾液中加入細(xì)食鹽末,在10~15 ℃,使NH
4Cl沉淀,濾液為飽和食鹽水。
據(jù)此回答下列問(wèn)題:
(1)標(biāo)出反應(yīng)Na
2SO
4+2C
Na
2S+2CO
2↑的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。
(2)寫(xiě)出索爾維制堿法的各步反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式:
①_________________________
②_________________________
③_________________________
④_________________________
(3)寫(xiě)出侯德榜制堿法第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________
(4)在索爾維制堿法中____________物質(zhì)可循環(huán)利用。
(5)在侯德榜制堿法中____________物質(zhì)可循環(huán)利用。