高中化学 主题2课题3 纯碱制造技术的发展课时作业 鲁科版选修2(1).doc

2013-2014学年高中化学 主题2课题3 纯碱制造技术的发展课时作业 鲁科版选修21(2013济南高二检测)侯氏制碱法中的碱是指下列的()anaohbk2co3cna2co3 dnahco3【解析】侯氏制碱法制备的是na2co3，俗称纯碱。【答案】c2下列物质的化学式和俗名一致的是()a氯化钠(nacl，食盐)b氢氧化钠(naoh，纯碱)c碳酸钠(na2co3，苏打、烧碱)d碳酸氢钠(nahco3，大苏打)【解析】b项，纯碱是na2co3的俗名，naoh的俗名为烧碱、火碱、苛性钠；c项中烧碱是naoh；d项中大苏打是na2s2o3。【答案】a3下表所列为四种可溶性盐在30 的溶解度(g/100 gh2o)：盐naclnahco3na2co3(nh4)2co3溶解度36.512.130.027.0若在30 的饱和食盐水中通入氨气至饱和后，再通入二氧化碳就会有晶体析出，试参考表中的数据，推测析出的晶体是下列的哪一种()anacl bnahco3cna2co3 d(nh4)2co3【答案】b4下列关于nahco3的叙述，不正确的是()a它是一种白色粉末，相同温度下溶解度小于na2co3b加热至200 左右，可完全分解，利用这种性质，可由nahco3制取纯碱c与na2co3相似，当质量相同，分别跟足量盐酸反应后，nahco3可得到较多的二氧化碳d其晶体的化学式为nahco310h2o，在空气中会风化【解析】na2co310h2o在干燥的空气中容易风化，没有nahco310h2o这种物质。【答案】d5在制小苏打(naclco2nh3h2o=nahco3nh4cl)的操作中，应在饱和食盐水中()a先通入co2，达到饱和后再通入nh3b先通入nh3，达到饱和后再通入co2cco2和nh3同时通入d以上三种方法都行【解析】co2在nacl溶液中溶解度小，先通nh3溶液呈碱性，能溶解大量的co2，生成大量的hco，从而析出大量的nahco3晶体。【答案】b6与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是()a提高了原料的原子利用率b降低了生产成本c减少了环境污染d减轻了对设备的腐蚀【解析】联合制碱法把氯化铵和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境污染。【答案】d7纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的说法正确的是()a分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打b用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打c用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打d先将两种样品配成溶液，分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打【解析】2nahco3na2co3h2oco2，分解后仍有残留物，a项错误。na2co3和nahco3都能发生焰色反应，使火焰显黄色，b项错误。na2co3ca(oh)2=caco32naoh，nahco3ca(oh)2=caco3naohh2o，二者与石灰水反应都有白色沉淀生成，d项错误。na2co3与醋酸反应分两步进行，产生气泡的速率慢。【答案】c8侯氏制碱法是纯碱工业中一种重要的生产方法。但是，侯氏制碱法也存在着一定的局限性。例如，有时在某些国家和地区会出现氯化铵产品供过于求的现象。下列关于将氯化铵进行处理的方法中，正确的是()a在地下深埋b投入大海的深水处c加工成农作物的复合肥d用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料【解析】将氯化铵在地下深埋和投入大海的深水处，都会造成环境污染。氢氧化钠比碳酸钠生产成本更高、价格更贵。用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料，在生产效益上得不偿失。氮、磷、钾都是农作物生长所必需的元素，将氯化铵与含磷元素或钾元素的化合物进行适当复合，可生产农作物的复合肥。【答案】c91861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，其主要生产流程如下：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 co2【解析】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。根据反应关系及原子守恒，从理论上看每生产1 mol na2co3，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol nacl和1 mol co2。【答案】c10下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图：气体a的饱和溶液a和食盐的饱和溶液悬浊液晶体,纯碱则下列叙述错误的是()aa气体是nh3，b气体是co2b第步得到的晶体是发酵粉的主要成分c第步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒d第步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶【解析】侯氏制碱法是先制得氨化的饱和食盐水，再往其中通入co2(即是往饱和食盐水中依次通入足量的nh3、co2，不能依次通入co2、nh3，因为nh3在水中的溶解度远远大于co2的溶解度，先将溶液氨化后，吸收co2的效果更好)，第步即得到nahco3悬浊液，第步应将nahco3加热分解，以得到na2co3。【答案】d11工业制纯碱时，第一步通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，获得碳酸氢钠结晶。它的反应原理可以用下面的方程式表示：nh3co2h2o=nh4hco3，nh4hco3nacl(饱和)=nahco3nh4cl以上反应的总结果是放热反应。下面设计了一个实验，用最简单的实验装置模拟实验这一过程，获得碳酸钠结晶。可供选择的实验用品有：稀盐酸、稀硫酸、浓氨水、氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰，以及中学化学实验常用仪器。实验装置示意图(包括反应时容器中的物质)如下，图中玻璃容器自左至右分别用a、b、c符号标明(请见题后说明)。(1)请写出在图上a、b、c各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。a_，b_，c_，d_，e_。(2)利用在本题所提供的实验用品，如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶，而不是碳酸氢铵或食盐结晶？【答案】(1)caco3蒸馏水(或水)冰水(或冷水)被氯化钠饱和的浓氨水溶液稀硫酸(2)取少量产品放在试管中，在酒精灯上加热至不再有气体放出时，停止加热。试管中如有白色剩余物质，则得到的产品不是nh4hco3。试管冷却后，向其中加入适量盐酸，反应激烈，冒大量气泡，最后剩余物全部溶解，说明得到的结晶是nahco3。如加入盐酸后，晶体全部溶解，但无气泡产生，则得到的结晶可能是食盐。12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)co2是制碱工业的重要原料，联合制碱法和氨碱法中co2的来源有何不同？_。(4)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为：原子利用率(%)_。【解析】(1)2nh4clca(oh)2cacl22nh32h2o。(2)nh3co2h2onacl=nahco3nh4cl；2nahco3na2co3co2h2o。(3)联合制碱法中co2来源于合成氨工业的副产品，而氨碱法中co2来源于石灰石的分解。(4)联合制碱法原子利用率的表达式：原子利用率(%)100%100%或原子利用率(%)100%100%。【答案】(1)2nh4clca(oh)2cacl22nh32h2o(2)nh3co2h2onacl=nahco3nh4cl；2nahco3na2co3co2h2o(3)联合制碱法中co2来源于合成氨的副产品，氨碱法中co2来源于caco3的分解(4)100%或100%13某课外兴趣小组同学按照侯氏制碱法原理，设计了如下一套实验装置：实验室可供选用的药品有：浓氨水、纯碱、大理石、稀盐酸、稀硫酸、熟石灰、氯化铵、氯化钠。(1)a、d中最合适的试剂(填名称)为：a_；d_。(2)指出该装置中的错误(至少两处)：_(3)在改进装置后，该同学进行了实验，实验所用的饱和nacl溶液中含溶质58.5 g，实验最后得到无水碳酸钠26.0 g，则其产率为多少？该同学针对其实验结果，认真分析了造成损失的原因，发现其操作步骤并没有错误，则主要原因是什么？(4)在侯氏制碱法工业生产中，原料的利用率高，大大降低了成本。请问本实验中哪些物质可重复利用？【解析】本题以侯氏制碱法的原理为切入点，分别考查药品的选用、操作过程分析、实验装置评价、化学计算、化工生产原理等。根据反应原理，实验操作过程为：先制得nh3(左边装置)和co2(右边装置)，再将制得的气体依次通入饱和食盐水中即得碳酸氢钠晶体，再加热碳酸氢钠晶体就可以得到纯碱。【答案】(1)氯化铵和熟石灰稀盐酸(2)b、c之间缺少止水夹；b装置应与大气相通，不能为密闭装置；通nh3的导管不应伸入液面以下(任填两种即可)(3)根据钠元素守恒，得关系式：2naclna2co3，m(na2co3)10658.5 g/11753.0 g，则na2co3的产率为26.0 g/53.0 g100%49.1%；nahco3在水中有较大的溶解度，未能全部沉淀出来(4)nh4cl、co214我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱的方法，其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)沉淀池中发生反应的化学方程式是_。(3)写出上述流程中x物质的分子式为_。(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nh4cl的纯度【解析】将nh3和co2两种气体通入nacl溶液后，发生化学反应：nh3co2h2onacl=nahco3nh4clnahco3溶解度较小，结晶析出；nh4cl溶解度较大，留在母液中；溶液里还有未反应的nacl和未结晶的nahco3。从母液中提取nh4cl后，含有nacl和nahco3的溶液循环到沉淀池中再次利用，这样就大大提高了氯