2018年高中化学课时跟踪训练（三）纯碱的生产新人教版选修.docx

课时跟踪训练(三)纯碱的生产一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。“侯氏制碱法”中的碱是指下列的()ANaOHBK2CO3CNa2CO3 DNaHCO32下列属于侯氏制碱法的优点的是()A氨和二氧化碳由合成氨厂提供B母液可回收制氯化铵C氯化钠的利用率达96%D以上全是3下列说法不正确的是()A“联合制碱法”和“氨碱法”的化学反应原理中都有下列化学反应NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3H2OCO2B“联合制碱法”生产中有氨的循环利用工艺C“氨碱法”生产中有氨的循环利用工艺D“联合制碱法”和“氨碱法”都有一定的局限性4工业上常用氨碱法制取碳酸钠(将氨气和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤、焙烧而得到纯碱)，但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中()AKHCO3溶解度较大BKHCO3溶解度较小CK2CO3溶解度较大DK2CO3溶解度较小5下列说法中不正确的是()A用联合制碱法制造纯碱和氯化铵，原料的利用率高，不必考虑环境保护的问题B化工生产技术始终是在不断创新中发展，侯氏制碱法也还需要改进C社会对纯碱的需求是纯碱生产技术创新发展的原动力D纯碱生产技术的再创新需要多门学科、多种技术的协同作用6工业上将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3在30 时配成溶液，此时溶液中无晶体。当降温至某温度时，开始析出晶体，此晶体是()温度/ 溶解度/g盐0102030NH4Cl29.433.337.241.1NH4HCO311.915.921.027.0NaHCO36.98.159.611.1NaCl35.735.836.036.4ANH4Cl BNH4HCO3CNaHCO3 DNaCl7某工厂依据生产纯碱的工艺流程设计用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4。其工作过程如下：下列推理不合理的是()A往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成B生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3C直接蒸干滤液能得到纯净的(NH4)2SO4D煅烧CaCO3生成的CO2可被循环使用81892年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3，该法又称氨碱法，其主要生产流程下列有关说法不正确的是()A从理论上看，循环生产时不需要再补充NH3B从绿色化学原料充分利用的角度看，该方法有两个明显的缺陷是：氯化钠未能充分利用和产生CaCl2废弃物C氨碱法生产过程中将NH4Cl作为一种化工产品，不再生产NH3来循环使用D从理论上看，每再生产1 mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO291791年，法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐、浓硫酸、石灰石、煤为原料制碱，该方法分三步：用NaCl与H2SO4反应制Na2SO4：2NaClH2SO4Na2SO42HCl用焦炭还原Na2SO4制Na2S：Na2SO44CNa2S4CO用硫化钠与石灰石反应制Na2CO3：Na2SCaCO3Na2CO3CaS下列说法正确的是()A两步都是氧化还原反应B只有第步是氧化还原反应C该方法对生产设备基本没有腐蚀D该方法对环境污染较小10反应NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl是“氨碱法”的重要化学反应，以下是对该反应涉及的有关知识的部分见解，其中不正确的是()A该条件下NaHCO3的溶解度较小BNaHCO3不是纯碱C析出固体后的溶液为NaHCO3的不饱和溶液D析出固体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(12分)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：_。(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：_；_。(3)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)_。12(12分)侯氏制碱法原理是：将NH3和CO2气体通入饱和食盐水中即可获得NaHCO3和NH4Cl的混合物，然后分离出NaHCO3再加热制得纯碱。其流程如下：参照下表：物质CO2NH3NaHCO3NH4ClNaCl溶解度(20 )V水V二氧化碳11V水V氨气17009.6 g37.2 g a g回答下列问题：(1)气体A、B依次是_。ACO2、NH3BNH3、CO2C任何顺序都可以(2)写出()和()步骤总反应的化学方程式_。由反应原理可知，a_9.6(填“”、“”或“”)。(3)操作()的名称是_，化学实验室进行该操作用到的玻璃仪器有_。(4)经步骤()所得液体中含有的盐为(写化学式)_。经过_(填操作名称)后可以得到化肥。(5)每当通入NH3 44.8 L(标准状况下)时可以得到纯碱100.0 g，则NH3的利用率为_。13(12分)根据侯德榜制碱原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035 ，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质后转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g水)盐溶解度温度/NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl035.711.96.929.41035.815.88.133.32036.021.09.637.23036.327.011.141.44036.612.745.85037.014.550.46037.316.455.310039.877.3注：35 NH4HCO3会分解。请回答：(1)反应温度控制在3035 ，是因为若高于35 ，则_，若低于30 ，则_；为控制此温度范围，采取的加热方法为_。(2)加料完毕后，继续保温30分钟，目的是_。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是_。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去_杂质(用化学式表示)。(3)过滤所得的母液中含有_(用化学式表示)，需加入_，并做进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。14(14分)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：(1)上述生产纯碱的方法称_，副产品的一种用途为_。(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是_。(3)写出上述流程中X物质的化学式是_。(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了_(填上述流程中的编号)的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是_。(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加_。(6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用有_。a增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出b使NaHCO3更多地析出c使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度答 案1选C本题中的碱指的是纯碱Na2CO3。2选D侯氏制碱法的优点有原料易得，NaCl的利用率高，而且产生的NH4Cl可以作肥料。3选B“氨碱法”将NH4Cl和Ca(OH)2再反应，使NH3循环利用；“联合制碱法”是制得纯碱和副产品氯化铵。4选A氨碱法制取Na2CO3的原理是，在精制的食盐水中分别通入NH3、CO2，由于NaHCO3溶解度不大，当Na、HCO浓度较大时便析出NaHCO3晶体，将过滤得到的NaHCO3煅烧得Na2CO3，由于KHCO3溶解度较大，无法从溶液中析出，故无法利用其分解制取K2CO3。5选A化工生产一般都会产生污染物，要科学地评价纯碱生产技术及其他化工生产技术，环境保护也需考虑。6选C据表中数据可知，随温度的降低，NaHCO3的溶解度始终最小，故首先析出的物质应是NaHCO3。7选C观察流程图可知，甲中已通入了足量的NH3，往甲中通CO2的目的是与NH3反应生成(NH4)2CO3，从而有利于(NH4)2SO4的生成，A、B正确；煅烧生成的CO2可以通入甲中循环使用，D正确。8选C工业制碱的原理涉及反应：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。索尔维法用生成的氯化铵制备氨气，将氯化铵进行了循环利用，所以从理论上讲，是不需要补充氨的。但是在生产过程中，NaCl母液被弃去，氯化铵制备氨气生成了无用的氯化钙，这两点是索尔维法的缺陷。根据反应关系式及原子守恒，从理论上看每生产1 mol Na2CO3，需再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO2。9选B氧化还原反应是有元素化合价变化的反应，第步反应无化合价变化，不是氧化还原反应，A不正确；该生产中产生HCl，对设备严重腐蚀；第步反应生成的CO是大气污染物，故C、D不正确。10选C该条件下NaHCO3的溶解度不大，因此析出NaHCO3，析出后应为NaHCO3的饱和溶液。11解析：(3)联合制碱法反应的化学方程式为NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，总反应可看作是2NH32NaClCO2H2O=Na2CO32NH4Cl，所以，原子利用率(%)100%100%。答案：(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(2)NH3CO2H2ONaCl(饱和)=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(3)100%12解析：(1)氨气在水溶液中溶解度大，故侯氏制碱法中先向饱和食盐水中通入NH3，后通入CO2。(2)由反应原理：饱和食盐水中析出NaHCO3沉淀，故同温下NaCl的溶解度大于NaHCO3的溶解度，a9.6。(5)由反应转化关系：NH3NaClNa2CO3，当得到100.0 g纯碱时，消耗NH3为21.887 mol，则NH3的利用率为100%94.34%。答案：(1)B(2)NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl(3)过滤烧杯、漏斗、玻璃棒(4)NaHCO3、NH4Cl(NaCl写与不写均可)结晶(5)94.34%13解析：(1)温度超过35 ，NH4HCO3会分解，反应速率受温度的影响，温度低，反应速率慢，此温度下，用水浴加热较为好控制。(2)反应需要保持一段时间，使其反应充分。NaHCO3晶体表面会附着未反应完的NaCl、NH4HCO3及生成的NH4Cl等，需水洗除去。(3)加入盐酸可使NaHCO3转化为NaCl，也可使NH4HCO3转化为NH4Cl。答案：(1)NH4HCO3分解反应速率降低水浴加热(2)使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小NaCl、NH4Cl、NH4HCO3(3)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3HCl1