【用化学方程式表示以石灰石纯碱水为原料来制取烧碱的过程.试题】在工业生产中,利用常见的原材料如石灰石、纯碱(碳酸钠)和水,可以制备出烧碱(氢氧化钠)。这一过程涉及多个化学反应步骤,每一步都需要精确的条件控制和合理的化学计量关系。以下是对该制备过程的总结,并以表格形式展示关键反应方程式。
一、过程总结
1. 石灰石(主要成分为CaCO₃)的分解
在高温下,石灰石受热分解生成生石灰(CaO)和二氧化碳(CO₂),这是整个过程中第一步也是最关键的反应。
2. 生石灰与水反应生成熟石灰(Ca(OH)₂)
生石灰遇水发生剧烈反应,生成熟石灰(氢氧化钙),并放出大量热量。
3. 熟石灰与纯碱(Na₂CO₃)反应生成烧碱(NaOH)
熟石灰与纯碱溶液反应,生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,此反应是制取烧碱的核心步骤。
4. 过滤与提纯
反应后生成的碳酸钙沉淀可通过过滤去除,剩余的溶液即为所需的烧碱溶液。
二、化学反应方程式汇总表
步骤 | 反应物 | 产物 | 化学方程式 | 反应类型 | |
1 | 石灰石(CaCO₃) | 生石灰(CaO)、二氧化碳(CO₂) | CaCO₃ → CaO + CO₂↑ | 分解反应 | |
2 | 生石灰(CaO)、水(H₂O) | 熟石灰(Ca(OH)₂) | CaO + H₂O → Ca(OH)₂ | 化合反应 | |
3 | 熟石灰(Ca(OH)₂)、纯碱(Na₂CO₃) | 烧碱(NaOH)、碳酸钙(CaCO₃) | Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ → 2NaOH + CaCO₃↓ | 复分解反应 | |
4 | - | - | 过滤除去CaCO₃沉淀 | - | - |
三、注意事项
- 石灰石的煅烧温度通常在900℃以上,需确保充分分解。
- 水的加入量要适中,避免过量导致反应剧烈或稀释。
- 纯碱溶液浓度影响反应效率,建议使用饱和或浓溶液以提高产率。
- 最终得到的烧碱溶液需要进一步浓缩或结晶处理,方可用于实际应用。
通过上述步骤和反应,我们可以清晰地看到从石灰石、纯碱和水到烧碱的完整转化路径。该方法不仅原料易得,而且工艺成熟,是传统化工生产中常用的方法之一。
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