以上海高考題為例再議侯氏制堿法的原理

張順清+陸榮才+

侯氏制堿法，是高中化學的一個重要知識點，也是進行愛國教育的很好素材，在各個省份的高考試題中都是高頻考點。因此，這里有必要把侯氏制堿法的原理、原料、設(shè)備、優(yōu)缺點做一個全面而詳實的分析，以便為此版塊知識的復(fù)習提供一些幫助和借鑒。

一、侯氏制堿法（又稱聯(lián)合制堿法）

它是我國化學工程專家侯德榜（1890～1974）于1943年創(chuàng)立的。是將氨堿法和合成氨法（合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣：C＋H2O(g)高溫CO＋H2、CO＋H2O(g)高溫CO2＋H2）聯(lián)合起來生產(chǎn)的。

聯(lián)合制堿法包括兩個過程：第一個過程是將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體，再煅燒制得純堿產(chǎn)品，其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯化銨晶體。由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大，低溫時的溶解度則比氯化鈉小，而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨，產(chǎn)生同離子效應(yīng)可以使氯化銨結(jié)晶析出，此時通入氨還有一個作用是中和飽和碳酸氫鈉生成碳酸鈉，防止降溫后碳酸氫鈉析出，使得到的氯化銨更純凈。經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液，已基本上被氯化鈉飽和，可回收循環(huán)使用。其生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1上述過程中涉及的化學方程式有：

2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3

(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3

NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+ NH4Cl

2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O

2NaHCO3+2NH3·H2ONa2CO3+(NH4)2CO3+2H2O

原料有：食鹽、NH3、CO2。

循環(huán)利用的物質(zhì)有：NaCl、CO2。

設(shè)備有：吸氨塔、碳酸塔、沉淀池、煅燒爐。

該方法的優(yōu)點： ①原料利用率高，NaCl利用率可達96%～97%； ②省掉了氨堿法中的石灰石原料；③不需要建石灰窯、蒸氨塔，節(jié)省基建費； ④無大量廢渣廢液排出，有利于保護環(huán)境；⑤同時生產(chǎn)化肥和純堿，經(jīng)濟效益高。缺點為：需要消耗較大量的氨。

二、歷年真題賞析

例1（2012年上海）碳酸氫銨是一種重要的銨鹽。實驗室中，將二氧化碳通入氨水可制得碳酸氫銨，用碳酸氫銨和氯化鈉可制得純堿。

⑴二氧化碳通入氨水的過程中，先有晶體(填寫化學式)析出，然后晶體溶解，最后析出NH4HCO3晶體；

⑵含0.800 mol NH3的水溶液質(zhì)量為54.0 g，向該溶液通入二氧化碳至反應(yīng)完全，過濾，得到濾液31.2g，則NH4HCO3的產(chǎn)率為％；

⑶粗鹽(含Ca2+、Mg2+)經(jīng)提純后，加入碳酸氫銨可制得碳酸鈉。實驗步驟依次為：①粗鹽溶解；②加入試劑至沉淀完全，煮沸；③；④加入鹽酸調(diào)pH；⑤加入；⑥過濾；⑦灼燒，冷卻，稱重；

⑷上述步驟②中所加入的試劑為、；

⑸上述步驟④中加鹽酸調(diào)pH的目的是；

⑹為探究NH4HCO3和NaOH的反應(yīng)，設(shè)計實驗方案如下：含0.1 mol NH4HCO3的溶液中加入0.1 mol NaOH，反應(yīng)完全后，滴加氯化鈣稀溶液。

若有沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為(寫離子方程式)；

若無沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為(寫離子方程式)；

該實驗方案有無不妥之處?若有，提出修正意見。

解析將CO2通入氨水中首先生成(NH4)2CO3晶體析出，隨CO2不斷通入，(NH4)2CO3和CO2作用轉(zhuǎn)化為NH4HCO3晶體，最終析出NH4HCO3晶體。該氨水完全反應(yīng)需通入0.8 mol CO2，過濾得到m(NH4HCO3)＝54.0 g+0.8×44 g－31.2 g＝58 g，理論上應(yīng)得到m(NH4HCO3)＝0.8×79 g＝63.2 g，故實驗NH4HCO3的產(chǎn)率為：58 g/63.2 g＝92%。粗鹽提純步驟應(yīng)是向粗鹽溶液中加入沉淀劑、過濾（除去沉淀），然后加入鹽酸，調(diào)pH（除去前面加入沉淀劑引入的OH-與CO2-3），此時溶液為純凈的NaCl溶液，再向該溶液中加入碳酸氫銨，即可析出溶解度較小的碳酸氫鈉，然后過濾、洗滌得到純凈NaHCO3，將NaHCO3加熱得到Na2CO3。步驟②中加入沉淀劑為NaOH（用來除去Mg2+）、碳酸鈉（用來除去Ca2+）。因向NH4HCO3溶液中加入NaOH時，發(fā)生的離子反應(yīng)可能有：

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

NH+4+OH-NH3·H2O

若NaOH量不足，則兩反應(yīng)存在先后次序問題，故實驗中若產(chǎn)生沉淀，說明反應(yīng)后溶液中含有CO2-3，證明先發(fā)生

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

否則先發(fā)生

NH+4+OH-NH3·H2O

如果NH+4先與OH-反應(yīng)，生成的NH3·H2O會與HCO-3發(fā)生：

HCO-3+NH3·H2OCO2-3+NH+4+H2O，依舊會生成碳酸鈣沉淀，所以要證明NH+4先與OH-反應(yīng)時，需先煮沸溶液讓生成的NH3·H2O分解，就可以防止生成沉淀。

答案：⑴ (NH4)2CO3 ；⑵92%；⑶過濾、碳酸氫銨；⑷氫氧化鈉、碳酸鈉 ；⑸中和過量的氫氧化鈉和碳酸鈉；⑹HCO-3+OH-CO2-3+H2O、NH+4+OH-NH3+H2O，需先煮沸，然后滴加氯化鈣稀溶液。

例2（2010年上海）工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程如圖2所示。

圖2完成下列填空：

⑴粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)（沉淀劑A來源于石灰窯廠），寫出A、B的化學式。

⑵實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、 、沉淀、、 、冷卻結(jié)晶、 、烘干；

⑶工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是；

⑷碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是（填寫化學式），檢驗這一成分的陰離子的具體方法是： ；

⑸氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為： ，濾液D加石灰水前先要加熱，原因是；

⑹產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)可表示為：（注明你的表達式中所用的有關(guān)符號的含義）

解析沉淀劑A源于石灰窯，說明其是生石灰或熟石灰；粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去；實驗室提純粗鹽的整個操作過程為：取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、烘干幾步；純堿生產(chǎn)中碳酸化時，會看到溶液中析出晶體，這是由于碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；根據(jù)操作過程，碳酸化后溶液中主要是NH4Cl；檢驗其中的氯離子時，要經(jīng)過取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；濾液中主要含有的是氯化銨，其和石灰水反應(yīng)時：

NH+4+OH-NH3↑+H2O

由于濾液中還溶有一定量的CO2，故加石灰水前先加熱，是為了排除溶液中溶解的CO２防止產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；設(shè)加熱前純堿的質(zhì)量為m1，加熱后的質(zhì)量為m2，則加熱損失的質(zhì)量為：m1-m2，則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量為：84（m1-m2）/31。

答案：⑴Ca(OH)2或CaO；Na2CO3；⑵溶解；過濾；蒸發(fā)；過濾；⑶有晶體析出（或出現(xiàn)渾濁）；碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；⑷NH4Cl；取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；⑸NH+4+OH-NH3↑+H2O；防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；⑹w(NaHCO3)=84(m1-m2)31m1。(收稿日期：2013-12-21)

侯氏制堿法，是高中化學的一個重要知識點，也是進行愛國教育的很好素材，在各個省份的高考試題中都是高頻考點。因此，這里有必要把侯氏制堿法的原理、原料、設(shè)備、優(yōu)缺點做一個全面而詳實的分析，以便為此版塊知識的復(fù)習提供一些幫助和借鑒。

一、侯氏制堿法（又稱聯(lián)合制堿法）

它是我國化學工程專家侯德榜（1890～1974）于1943年創(chuàng)立的。是將氨堿法和合成氨法（合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣：C＋H2O(g)高溫CO＋H2、CO＋H2O(g)高溫CO2＋H2）聯(lián)合起來生產(chǎn)的。

聯(lián)合制堿法包括兩個過程：第一個過程是將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體，再煅燒制得純堿產(chǎn)品，其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯化銨晶體。由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大，低溫時的溶解度則比氯化鈉小，而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨，產(chǎn)生同離子效應(yīng)可以使氯化銨結(jié)晶析出，此時通入氨還有一個作用是中和飽和碳酸氫鈉生成碳酸鈉，防止降溫后碳酸氫鈉析出，使得到的氯化銨更純凈。經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液，已基本上被氯化鈉飽和，可回收循環(huán)使用。其生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1上述過程中涉及的化學方程式有：

2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3

(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3

NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+ NH4Cl

2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O

2NaHCO3+2NH3·H2ONa2CO3+(NH4)2CO3+2H2O

原料有：食鹽、NH3、CO2。

循環(huán)利用的物質(zhì)有：NaCl、CO2。

設(shè)備有：吸氨塔、碳酸塔、沉淀池、煅燒爐。

該方法的優(yōu)點： ①原料利用率高，NaCl利用率可達96%～97%； ②省掉了氨堿法中的石灰石原料；③不需要建石灰窯、蒸氨塔，節(jié)省基建費； ④無大量廢渣廢液排出，有利于保護環(huán)境；⑤同時生產(chǎn)化肥和純堿，經(jīng)濟效益高。缺點為：需要消耗較大量的氨。

二、歷年真題賞析

例1（2012年上海）碳酸氫銨是一種重要的銨鹽。實驗室中，將二氧化碳通入氨水可制得碳酸氫銨，用碳酸氫銨和氯化鈉可制得純堿。

⑴二氧化碳通入氨水的過程中，先有晶體(填寫化學式)析出，然后晶體溶解，最后析出NH4HCO3晶體；

⑵含0.800 mol NH3的水溶液質(zhì)量為54.0 g，向該溶液通入二氧化碳至反應(yīng)完全，過濾，得到濾液31.2g，則NH4HCO3的產(chǎn)率為％；

⑶粗鹽(含Ca2+、Mg2+)經(jīng)提純后，加入碳酸氫銨可制得碳酸鈉。實驗步驟依次為：①粗鹽溶解；②加入試劑至沉淀完全，煮沸；③；④加入鹽酸調(diào)pH；⑤加入；⑥過濾；⑦灼燒，冷卻，稱重；

⑷上述步驟②中所加入的試劑為、；

⑸上述步驟④中加鹽酸調(diào)pH的目的是；

⑹為探究NH4HCO3和NaOH的反應(yīng)，設(shè)計實驗方案如下：含0.1 mol NH4HCO3的溶液中加入0.1 mol NaOH，反應(yīng)完全后，滴加氯化鈣稀溶液。

若有沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為(寫離子方程式)；

若無沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為(寫離子方程式)；

該實驗方案有無不妥之處?若有，提出修正意見。

解析將CO2通入氨水中首先生成(NH4)2CO3晶體析出，隨CO2不斷通入，(NH4)2CO3和CO2作用轉(zhuǎn)化為NH4HCO3晶體，最終析出NH4HCO3晶體。該氨水完全反應(yīng)需通入0.8 mol CO2，過濾得到m(NH4HCO3)＝54.0 g+0.8×44 g－31.2 g＝58 g，理論上應(yīng)得到m(NH4HCO3)＝0.8×79 g＝63.2 g，故實驗NH4HCO3的產(chǎn)率為：58 g/63.2 g＝92%。粗鹽提純步驟應(yīng)是向粗鹽溶液中加入沉淀劑、過濾（除去沉淀），然后加入鹽酸，調(diào)pH（除去前面加入沉淀劑引入的OH-與CO2-3），此時溶液為純凈的NaCl溶液，再向該溶液中加入碳酸氫銨，即可析出溶解度較小的碳酸氫鈉，然后過濾、洗滌得到純凈NaHCO3，將NaHCO3加熱得到Na2CO3。步驟②中加入沉淀劑為NaOH（用來除去Mg2+）、碳酸鈉（用來除去Ca2+）。因向NH4HCO3溶液中加入NaOH時，發(fā)生的離子反應(yīng)可能有：

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

NH+4+OH-NH3·H2O

若NaOH量不足，則兩反應(yīng)存在先后次序問題，故實驗中若產(chǎn)生沉淀，說明反應(yīng)后溶液中含有CO2-3，證明先發(fā)生

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

否則先發(fā)生

NH+4+OH-NH3·H2O

如果NH+4先與OH-反應(yīng)，生成的NH3·H2O會與HCO-3發(fā)生：

HCO-3+NH3·H2OCO2-3+NH+4+H2O，依舊會生成碳酸鈣沉淀，所以要證明NH+4先與OH-反應(yīng)時，需先煮沸溶液讓生成的NH3·H2O分解，就可以防止生成沉淀。

答案：⑴ (NH4)2CO3 ；⑵92%；⑶過濾、碳酸氫銨；⑷氫氧化鈉、碳酸鈉 ；⑸中和過量的氫氧化鈉和碳酸鈉；⑹HCO-3+OH-CO2-3+H2O、NH+4+OH-NH3+H2O，需先煮沸，然后滴加氯化鈣稀溶液。

例2（2010年上海）工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程如圖2所示。

圖2完成下列填空：

⑴粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)（沉淀劑A來源于石灰窯廠），寫出A、B的化學式。

⑵實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、 、沉淀、、 、冷卻結(jié)晶、 、烘干；

⑶工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是；

⑷碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是（填寫化學式），檢驗這一成分的陰離子的具體方法是： ；

⑸氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為： ，濾液D加石灰水前先要加熱，原因是；

⑹產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)可表示為：（注明你的表達式中所用的有關(guān)符號的含義）

解析沉淀劑A源于石灰窯，說明其是生石灰或熟石灰；粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去；實驗室提純粗鹽的整個操作過程為：取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、烘干幾步；純堿生產(chǎn)中碳酸化時，會看到溶液中析出晶體，這是由于碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；根據(jù)操作過程，碳酸化后溶液中主要是NH4Cl；檢驗其中的氯離子時，要經(jīng)過取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；濾液中主要含有的是氯化銨，其和石灰水反應(yīng)時：

NH+4+OH-NH3↑+H2O

由于濾液中還溶有一定量的CO2，故加石灰水前先加熱，是為了排除溶液中溶解的CO２防止產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；設(shè)加熱前純堿的質(zhì)量為m1，加熱后的質(zhì)量為m2，則加熱損失的質(zhì)量為：m1-m2，則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量為：84（m1-m2）/31。

答案：⑴Ca(OH)2或CaO；Na2CO3；⑵溶解；過濾；蒸發(fā)；過濾；⑶有晶體析出（或出現(xiàn)渾濁）；碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；⑷NH4Cl；取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；⑸NH+4+OH-NH3↑+H2O；防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；⑹w(NaHCO3)=84(m1-m2)31m1。(收稿日期：2013-12-21)

侯氏制堿法，是高中化學的一個重要知識點，也是進行愛國教育的很好素材，在各個省份的高考試題中都是高頻考點。因此，這里有必要把侯氏制堿法的原理、原料、設(shè)備、優(yōu)缺點做一個全面而詳實的分析，以便為此版塊知識的復(fù)習提供一些幫助和借鑒。

一、侯氏制堿法（又稱聯(lián)合制堿法）

它是我國化學工程專家侯德榜（1890～1974）于1943年創(chuàng)立的。是將氨堿法和合成氨法（合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣：C＋H2O(g)高溫CO＋H2、CO＋H2O(g)高溫CO2＋H2）聯(lián)合起來生產(chǎn)的。

聯(lián)合制堿法包括兩個過程：第一個過程是將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體，再煅燒制得純堿產(chǎn)品，其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯化銨晶體。由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大，低溫時的溶解度則比氯化鈉小，而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨，產(chǎn)生同離子效應(yīng)可以使氯化銨結(jié)晶析出，此時通入氨還有一個作用是中和飽和碳酸氫鈉生成碳酸鈉，防止降溫后碳酸氫鈉析出，使得到的氯化銨更純凈。經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液，已基本上被氯化鈉飽和，可回收循環(huán)使用。其生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1上述過程中涉及的化學方程式有：

2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3

(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3

NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+ NH4Cl

2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O

2NaHCO3+2NH3·H2ONa2CO3+(NH4)2CO3+2H2O

原料有：食鹽、NH3、CO2。

循環(huán)利用的物質(zhì)有：NaCl、CO2。

設(shè)備有：吸氨塔、碳酸塔、沉淀池、煅燒爐。

該方法的優(yōu)點： ①原料利用率高，NaCl利用率可達96%～97%； ②省掉了氨堿法中的石灰石原料；③不需要建石灰窯、蒸氨塔，節(jié)省基建費； ④無大量廢渣廢液排出，有利于保護環(huán)境；⑤同時生產(chǎn)化肥和純堿，經(jīng)濟效益高。缺點為：需要消耗較大量的氨。

二、歷年真題賞析

例1（2012年上海）碳酸氫銨是一種重要的銨鹽。實驗室中，將二氧化碳通入氨水可制得碳酸氫銨，用碳酸氫銨和氯化鈉可制得純堿。

⑴二氧化碳通入氨水的過程中，先有晶體(填寫化學式)析出，然后晶體溶解，最后析出NH4HCO3晶體；

⑵含0.800 mol NH3的水溶液質(zhì)量為54.0 g，向該溶液通入二氧化碳至反應(yīng)完全，過濾，得到濾液31.2g，則NH4HCO3的產(chǎn)率為％；

⑶粗鹽(含Ca2+、Mg2+)經(jīng)提純后，加入碳酸氫銨可制得碳酸鈉。實驗步驟依次為：①粗鹽溶解；②加入試劑至沉淀完全，煮沸；③；④加入鹽酸調(diào)pH；⑤加入；⑥過濾；⑦灼燒，冷卻，稱重；

⑷上述步驟②中所加入的試劑為、；

⑸上述步驟④中加鹽酸調(diào)pH的目的是；

⑹為探究NH4HCO3和NaOH的反應(yīng)，設(shè)計實驗方案如下：含0.1 mol NH4HCO3的溶液中加入0.1 mol NaOH，反應(yīng)完全后，滴加氯化鈣稀溶液。

若有沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為(寫離子方程式)；

若無沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為(寫離子方程式)；

該實驗方案有無不妥之處?若有，提出修正意見。

解析將CO2通入氨水中首先生成(NH4)2CO3晶體析出，隨CO2不斷通入，(NH4)2CO3和CO2作用轉(zhuǎn)化為NH4HCO3晶體，最終析出NH4HCO3晶體。該氨水完全反應(yīng)需通入0.8 mol CO2，過濾得到m(NH4HCO3)＝54.0 g+0.8×44 g－31.2 g＝58 g，理論上應(yīng)得到m(NH4HCO3)＝0.8×79 g＝63.2 g，故實驗NH4HCO3的產(chǎn)率為：58 g/63.2 g＝92%。粗鹽提純步驟應(yīng)是向粗鹽溶液中加入沉淀劑、過濾（除去沉淀），然后加入鹽酸，調(diào)pH（除去前面加入沉淀劑引入的OH-與CO2-3），此時溶液為純凈的NaCl溶液，再向該溶液中加入碳酸氫銨，即可析出溶解度較小的碳酸氫鈉，然后過濾、洗滌得到純凈NaHCO3，將NaHCO3加熱得到Na2CO3。步驟②中加入沉淀劑為NaOH（用來除去Mg2+）、碳酸鈉（用來除去Ca2+）。因向NH4HCO3溶液中加入NaOH時，發(fā)生的離子反應(yīng)可能有：

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

NH+4+OH-NH3·H2O

若NaOH量不足，則兩反應(yīng)存在先后次序問題，故實驗中若產(chǎn)生沉淀，說明反應(yīng)后溶液中含有CO2-3，證明先發(fā)生

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

否則先發(fā)生

NH+4+OH-NH3·H2O

如果NH+4先與OH-反應(yīng)，生成的NH3·H2O會與HCO-3發(fā)生：

HCO-3+NH3·H2OCO2-3+NH+4+H2O，依舊會生成碳酸鈣沉淀，所以要證明NH+4先與OH-反應(yīng)時，需先煮沸溶液讓生成的NH3·H2O分解，就可以防止生成沉淀。

答案：⑴ (NH4)2CO3 ；⑵92%；⑶過濾、碳酸氫銨；⑷氫氧化鈉、碳酸鈉 ；⑸中和過量的氫氧化鈉和碳酸鈉；⑹HCO-3+OH-CO2-3+H2O、NH+4+OH-NH3+H2O，需先煮沸，然后滴加氯化鈣稀溶液。

例2（2010年上海）工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程如圖2所示。

圖2完成下列填空：

⑴粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)（沉淀劑A來源于石灰窯廠），寫出A、B的化學式。

⑵實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、 、沉淀、、 、冷卻結(jié)晶、 、烘干；

⑶工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是；

⑷碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是（填寫化學式），檢驗這一成分的陰離子的具體方法是： ；

⑸氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為： ，濾液D加石灰水前先要加熱，原因是；

⑹產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)可表示為：（注明你的表達式中所用的有關(guān)符號的含義）

解析沉淀劑A源于石灰窯，說明其是生石灰或熟石灰；粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去；實驗室提純粗鹽的整個操作過程為：取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、烘干幾步；純堿生產(chǎn)中碳酸化時，會看到溶液中析出晶體，這是由于碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；根據(jù)操作過程，碳酸化后溶液中主要是NH4Cl；檢驗其中的氯離子時，要經(jīng)過取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；濾液中主要含有的是氯化銨，其和石灰水反應(yīng)時：

NH+4+OH-NH3↑+H2O

由于濾液中還溶有一定量的CO2，故加石灰水前先加熱，是為了排除溶液中溶解的CO２防止產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；設(shè)加熱前純堿的質(zhì)量為m1，加熱后的質(zhì)量為m2，則加熱損失的質(zhì)量為：m1-m2，則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量為：84（m1-m2）/31。

答案：⑴Ca(OH)2或CaO；Na2CO3；⑵溶解；過濾；蒸發(fā)；過濾；⑶有晶體析出（或出現(xiàn)渾濁）；碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；⑷NH4Cl；取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；⑸NH+4+OH-NH3↑+H2O；防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；⑹w(NaHCO3)=84(m1-m2)31m1。(收稿日期：2013-12-21)