《1-3 纯碱的生产》同步练习1.doc

课题1 纯碱的生产同步练习1一、选择题1反应NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl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】C21892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：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，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO2。【答案】C3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CO2NH3H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl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】D4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】B5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】C6. 温度/溶解度/g盐0102030NH4Cl29.433.337.241.1NH4HCO311.915.921.027.0NaHCO36.98.159.611.1NaCl35.735.836.036.4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()ANH4ClBNH4HCO3CNaHCO3 DNaCl【解析】在配成的混合溶液中，由于CO2和NH3发生反应CO2H2ONH3=NHHCO，溶液中存在的离子有Na、Cl、NH、HCO。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】C7.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ACO23040 BCO2010 CNH33040 DNH3010 【解析】析出NH4Cl应选择NH4Cl的溶解度很小的范围，即010 ，同时通入NH3以增大溶液中NH的浓度，利于NH4Cl的析出。【答案】D8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()AKHCO3溶解度较大BKHCO3溶解度较小CK2CO3溶解度较小DK2CO3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】A9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】A101791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Na2SO4：2NaClH2SO4(浓)Na2SO42HCl用焦炭还原Na2SO4制Na2S：Na2SO42CNa2S2CO2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111892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：NH3H2ONH3H2ONHOH；再通入CO2后发生反应CO2OH=HCO，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；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)NH3H2OCO2=NH4HCO3，NH4HCO3NaCl=NH4ClNaHCO3(2)H2CO3酸性比盐酸弱，CO2与NaCl不反应(3)2NH4ClCaO=CaCl2H2O2NH3(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：NaClNH3H2OCO2=NaHCO3NH4Cl，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。2NaHCO3Na2CO3CO2H2Om168 62x m1m2x84(m1m2)/31则NaHCO3的质量分数为：w(NaHCO3)84(m1m2)/31m1。【答案】(1)Ca(OH)2或CaONa2CO3(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)NHOHNH3H2O(5)w(NaHCO3)(m1表示反应前样品质量，m2表示加热后固体的质量)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NH3H2O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：NH3NaClCO2H2O=NaHCO3NH4Cl，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)CO2NH3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)NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl(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溶液乙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3固体Na2CO3溶液丙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3溶液请回答下列问题：(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点：甲方案_；乙方案_。(2)若采用丙方案制取纯Na2CO3溶液，其实验的关键有_。(3)假设反应所得的NaHCO3溶液中含Na2CO3。现要利用AD四种试剂证明Na2CO3的存在，你所选择的试剂有_(填试剂代号)。(4)假设反应所得的Na2CO3固体中混有未分解的NaHCO3。乙同学选择澄清石灰水测定其中NaHCO3的质量分数，乙同学能否达到实验目的：_(填“能”或“不能”)。若能，请说明计算所需的数据；若不能，请简要说明理由：_。【解析】(2)丙方案制取Na2CO3的原理为：NaOHCO2=NaHCO3，NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O。所以实验的关键是首先向NaOH溶液中通入足量CO2，使之转化为NaHCO