《1-3 纯碱的生产》同步练习1

课题课题 1 纯碱的生产纯碱的生产 同步练习同步练习 1 一 选择题一 选择题 1 反应 NaCl CO2 NH3 H2O NaHCO3 NH4Cl 是著名的 侯氏制碱法 的重要反应 下面是 4 位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解 其中不正确的是 解析 析出 NaHCO3后的溶液为 NaHCO3的饱和溶液 答案 C 2 1892 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 NH3 B 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 CO2 解析 工业制碱的原理涉及反应 NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2 O 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 再补充的物质及其物质的量分别是 2 mol NaCl 和 1 mol CO2 答案 C 3 我国化工专家侯德榜根据 NaHCO3溶解度比 NaCl Na2CO3 NH4HCO3 NH4Cl 溶解度 都小的性质 运用 CO2 NH3 H2O NaCl NaHCO3 NH4Cl 的反应原理制备纯碱 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 加入食盐 通入足量气体B 过滤 碱 则下列叙述错误的是 A A 气体是 NH3 B 气体是 CO2 B 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 D 4 在制小苏打 NaCl CO2 NH3 H2O NaHCO3 NH4Cl 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 NH3 B 先通入 NH3 达到饱和后再通入 CO2 C CO2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 3 答案 B 5 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方 法中正确的是 A 分别用砂锅加热两种样品 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 先将两样品配成溶液 分别加入澄清石灰水 无白色沉淀生成的是小苏打 解析 小苏打 NaHCO3分解生成 Na2CO3 H2O 和 CO2 有 Na2CO3残留 A 项错误 纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色 B 项错误 二者的溶液中分别加入澄清石灰水 均有 CaCO3沉淀生成 D 项错误 答案 C 6 温度 溶解度 g 盐 0102030 NH4Cl29 433 337 241 1 NH4HCO311 915 921 027 0 NaHCO36 98 159 611 1 NaCl35 735 836 036 4 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 A NH4Cl B NH4HCO3 C NaHCO3 D NaCl 解析 在配成的混合溶液中 由于 CO2和 NH3发生反应 CO2 H2O NH3 NH HCO 溶液中存在的离子有 Na Cl NH HCO 4 3 4 3 从 30 时降温 溶解度小的物质将析出 据表中数据可知 随温度的降低 NaHCO3的溶 解度始终保持最小 故析出的物质应是 NaHCO3 答案 C 7 把 NH4Cl 从几乎饱和 NaHCO3溶液中分离出来是联合制碱法中的关键 为此 应向混合溶 液中通入某种气体 同时加入磨细的食盐 可析出不含 NaHCO3的 NH4Cl NH4Cl 和 NaCl 共同存在时的溶解度曲线如图所示 下列操作正确的是 组别通入气体控制温度 ACO230 40 BCO20 10 CNH330 40 DNH30 10 解析 析出 NH4Cl 应选择 NH4Cl 的溶解度很小的范围 即 0 10 同时通入 NH3 以增大溶液中 NH的浓度 利于 NH4Cl 的析出 4 答案 D 8 工业上常用氨碱法制取 Na2CO3 将 NH3和 CO2先后通入饱和食盐水而析出小苏打 再 经过滤 煅烧得纯碱 但却不能用此方法制取 K2CO3 其主要原因是 A KHCO3溶解度较大 B KHCO3溶解度较小 C K2CO3溶解度较小 D K2CO3溶解度较大 解析 一般金属的碳酸氢盐的溶解度大于其碳酸盐的溶解度 钾盐就符合这一规律 答案 A 9 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 全然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 解析 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 答案 A 10 1791 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 与浓 H2SO4反应制 Na2SO4 2NaCl H2SO4 浓 Na2SO4 2HCl 用焦炭还原 Na2SO4制 Na2S Na2SO4 2CNa2S 2CO2 煅烧 用硫化钠与石灰石反应制 Na2CO3 Na2S CaCO3Na2CO3 CaS 煅烧 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 该方法成本较低 解析 依据氧化还原反应是有化合价变化的反应可知 只有第 步是氧化还原反应 故 A 错 B 对 该生产中产生 HCl 对生产设备严重酸蚀 该方法具有原料利用不充分 成本较高等特点 故 C D 错 答案 B 二 非选择题二 非选择题 11 1892 年 比利时人索尔维以 NaCl CO2 H2O NH3为原料生产 Na2CO3 叫索尔维法 其主要步骤是 1 在 NH3饱和的 NaCl 溶液中通入 CO2制得 NaHCO3 2 再将 NaHCO3焙烧制得纯碱 CO2循环使用 3 在析出小苏打的母液中加入生石灰 生成的 NH3循环使用 1940 年 我国著名化工专 家侯德榜先生 冲破了 索尔维 法的技术封锁 并加以改进 用 NaCl 固体代替生石灰 加 入母液使 NH4Cl 晶体析出 生产出纯碱和氯化铵 这便是举世闻名的 侯氏制碱法 试回答 1 在氨饱和 NaCl 溶液中通入 CO2的两步反应方程式为 2 不能在 NaCl 溶液中通入 CO2制 NaHCO3的原因是 3 析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是 4 侯氏制碱法 与 索尔维法 相比 其优点是 解析 通入氨气后 氨气在水溶液中发生反应 NH3 H2O NH3 H2O NH OH 再通入 CO2后发生反应 CO2 OH HCO 4 3 可以使溶液中 HCO的浓度变大 由于 NaHCO3溶解度较小 所以可析出 NaHCO3晶体 3 母液中含有 NH4Cl 加入生石灰可生成 NH3和 CaCl2 副产品 NH4Cl 可用作肥料 析出 NH4Cl 的母液循环使用 提高 NaCl 利用率 不生成 CaCl2 答案 1 NH3 H2O CO2 NH4HCO3 NH4HCO3 NaCl NH4Cl NaHCO3 2 H2CO3酸性比盐酸弱 CO2与 NaCl 不反应 3 2NH4Cl CaO CaCl2 H2O 2NH3 4 使 NH4Cl 析出 可作氮肥 不生成 CaCl2 原料 NaCl 充分利用 12 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下 完成下列填空 1 粗盐水加入沉淀剂 A B 除杂质 沉淀剂 A 来源于石灰窑厂 写出 A B 的化学式 A B 2 工业生产纯碱工艺流程中 碳酸化时产生的现象是 碳酸化时没有析出碳 酸钠晶体 其原因是 3 碳酸化后过滤 滤液 D 最主要的成分是 填写化学式 检验这一成分的阴离 子的具体方法是 4 氨碱法流程中氨是循环使用的 为此 滤液 D 加入石灰水加热产生氨气 加石灰水后所 发生的反应的离子方程式为 5 产品纯碱中含有碳酸氢钠 如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数 纯 碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为 注明你的表达式中所用的有关符号的含义 解析 1 根据沉淀剂 A 的来源 可知 A 可能是 CaO 或 Ca OH 2 B 的作用是用来除 去加入的过量沉淀剂 为不引入新的杂质则选用 Na2CO3 2 氨化后的氯化钠溶液中通入 CO2酸化 因为在氨气的作用下会产生碳酸氢钠 NaCl NH3 H2O CO2 NaHCO3 NH4Cl 由于 NaHCO3的溶解度较小 从溶液中析 出 3 滤液中含有 NH4Cl Cl 的检验通常是用硝酸酸化的 AgNO3溶液 若能产生白色沉淀 即可证明 Cl 的存在 5 设样品质量为 m1 加热后固体质量为 m2 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O m 168 62 x m1 m2 x 84 m1 m2 31 则 NaHCO3的质量分数为 w NaHCO3 84 m1 m2 31m1 答案 1 Ca OH 2或 CaO Na2CO3 2 有晶体析出 或出现浑浊 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 3 NH4Cl 取样 加硝酸酸化 加硝酸银溶液 若有白色沉淀 证明该阴离子是氯离子 4 NH OH NH3 H2O 4 5 w NaHCO3 m1 表示反应前样品质量 m2 表示加热后固体的质量 84 m1 m2 31m1 13 2013 徐州高二检测 纯碱一直以来都是工业生产的重要原料 很长一段时期中纯碱的 制法都被欧美国家所垄断 上个世纪初 我国著名的工业化学家侯德榜先生 经过数年的 反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法 又称侯氏制碱法 并在天津建立了 我国第一家具有独立研发技术的制碱厂 其制碱原理的流程如下 1 侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件 举两例说明 2 合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体 X 和 Y 其化学式分别为 这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的顺序 填 是 或 否 原因为 3 在沉淀池中发生的反应的化学方程式为 4 使原料水中溶质的利用率从 70 提高到 90 以上 主要是设计了 填上述流程 中的编号 从母液中提取的副产品的应用是 举一例 解析 1 侯氏制碱法是以 NH3 食盐水 CO2为原料制纯碱 天津属沿海城市 原料 丰富 交通便利 2 由制碱工业的原料可知需要的气体为 NH3和 CO2 制碱时应先向饱和 食盐水中通入溶解度大的 NH3 再通入足量 CO2 相当于用 NH3 H2O 吸收 CO2 这样反应 更充分 吸收 CO2效果更好 有利于产生大量 NH4HCO3 3 沉淀池中发生反应 NH3 NaCl CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl NaHCO3溶解度小 以沉淀形式析出 4 母液中有大量 NH4Cl 原料水中溶质为 NaCl 设计循环 可提高 NaCl 的利用率 母液中 NH4Cl 提取后可制氮肥 答案 1 原料丰富 运输便利 2 CO2 NH3 是 氨气在水中溶解度大 先通氨气后通 CO2 产生碳酸氢铵多 有利于碳酸氢钠析出 3 NaCl CO2 NH3 H2O NaHCO3 NH4Cl 4 循环 制氮肥 14 某化学课外活动小组欲制取纯 Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题 可供选择 的试剂有 A 大理石 B 盐酸 C 氢氧化钠溶液 D 澄清石灰水 三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下 甲 NaOH 溶液Na2CO3溶液 CO2 乙 NaOH 溶液NaHCO3溶液Na2CO3固体Na2CO3溶液 CO2 加热蒸干灼烧 H2O 丙 NaOH 溶液NaHCO3溶液Na2CO3溶液 CO2 NaOH 请回答下列问题 1 请指出甲 乙两方案的主要缺点 甲方案 乙方案 2