河南省罗山高中2020学年高二化学下学期暑假自主学习考点自检测试 纯碱的生产（含解析）

纯碱的生产1、下列关于吕布兰制碱法原理的见解不正确的是()A反应：2NaClH2SO4(浓) Na2SO42HCl是利用了浓H2SO4的难挥发性和酸性B反应：Na2SO42C Na2S2CO2是利用了Na2SO4的还原性C反应：Na2SCaCO3=Na2CO3CaS发生时是利用了CaS比CaCO3更难溶的性质D反应：Na2SCaCO3=Na2CO3CaS在水中进行，且把CaCO3粉碎成细粉【答案】B【解析】B项反应是利用了Na2SO4的氧化性，C做还原剂；若CaCO3为颗粒(大的)，生成的CaS附着在其表面阻止反应进行。2、设NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）A.标准状况下，0.1 mol Cl2 溶于足量水，转移的电子数目为0.1NA B.0.1 mol Fe 与足量的稀HNO3 反应，转移0.2NA 个电子C.1 L 0.1 molL-1 Na2CO3溶液含有0.1NA 个CO3 2- D.电解熔融MgCl2得到7.1g Cl2，理论上需要转移0.2NA个电子【答案】D 【解析】 3、为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸。这种试剂不可能是（ ）A.MgO B.NaOH C.MgCO3 D.Mg(OH)2【答案】B 【解析】 4、某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是（ ）A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3，进入固体2C从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O【答案】D【解析】解：本题考查物质制备实验方案的设计与评价、工艺流程的分析应用的知识。5、甲、乙、丙、丁是中学常见的物质，其中甲、乙、丙均含有同一种元素，在一定条件下的转化关系如图，下列说法正确的是（ ）A若丁为用量最大，用途最广的金属单质，乙的溶液一定为FeCl3B若通常情况下甲、乙、丙、丁都是气体，且乙和丁为空气的主要成分，则反应的化学方程式4NH3+5O24NO+6H2OC若甲、乙、丙的溶液显碱性，丙可作为医疗上治疗胃酸过多症的药剂，将等物质的量的乙和丙溶于水形成混合溶液，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na+）c（HCO3）c（CO32）c（OH）c（H+）D若丁为化合物，且为氯碱工业的重要产品，则甲一定为含Al3+的盐【答案】C【解析】A若丁为用量最大，用途最广的金属单质，则丁为Fe，由转化关系可知，甲具有强氧化性，为氯气或硝酸等符合转化关系，乙的溶液为FeCl3或Fe（NO3）3等，故A错误；B若通常情况下甲、乙、丙、丁都是气体，且乙和丁为空气的主要成分，二者分别为氮气、氧气中的一种，由转化关系可知，乙为氮气，丁为氧气，反应应是4NH3+3O22N2+4H2O，故B错误；C若甲、乙、丙的溶液显碱性，丙可作为医疗上治疗胃酸过多症的药剂，则丙为NaHCO3，由转化关系可知，甲为NaOH、丁为CO2，乙为Na2CO3，将等物质的量的乙和丙溶于水形成混合溶液，溶液中钠离子浓度最大，碳酸根、碳酸氢根都水解，溶液呈碱性，且碳酸根水解程度大于碳酸氢根水解程度，故离子浓度关系c（Na+）c（HCO3）c（CO32）c（OH）c（H+），故C正确；D若丁为化合物，且为氯碱工业的重要产品，则丁为NaOH，甲为铝盐或二氧化碳、二氧化硫等符合转化关系，甲不一定为含Al3+的盐，故D错误，故选C6、现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：实验设计1：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积实验设计2：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积实验设计3：铝镁合金溶液过滤，测定得到沉淀的质量则能测定出镁的质量分数的是（ ）A都能 B都不能 C不能，其它都能 D不能，能【答案】A 【解析】 7、工业生产中物质的循环利用有多种模式。例如：下列表述正确的是()A图可用于合成氨中N2、H2的循环B图可用于氨碱法制纯碱中CO2的循环C图可用于电解饱和食盐水中NaCl的循环D图可用于氨氧化法制硝酸中NO的循环【答案】A【解析】本题考查的是对图形的认知及工业生产原理的理解。A正确；B中的氨碱法制纯碱的原理是NH3CO2H2ONaCl=NH4ClNaHCO3，由于反应物有四种，而图中的反应物只有两个，所以B错；同理电解食盐水的生成物有NaOH、Cl2、H2，图中的XY=Z，只有一个生成物，所以C错；D中氨氧化法制硝酸的原理是氨的催化氧化、NO的氧化、NO2的氧化，而图中WMN，很明显不符合反应事实，故D也不对。8、从海水中制得的氯化钠除食用外，还可用作T业原料，生成多种含钠或氯的化工产品，利用CO2+NH3+HO2+NaClNaHCO3+NH4Cl的反应原理可制备纯碱，下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图饱和食盐水溶液悬浊液晶体纯碱则相关的说法错误的是( )A通入的气体：A是CO2，B是NH3BNaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度都小C步骤（3）的操作为过滤，滤液可作化学肥料D步骤（4）中，将晶体加热分解可以得到纯碱【答案】A【解析】解：A、氨气极易溶于水，二氧化碳能溶于水，为增大气体吸收先通入足量气体为氨气，通入的气体：AB是A是NH3，B为CO2，故A错误；B、碳酸氢钠溶解度小，在氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体反应生成碳酸氢钠晶体析出，NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度都小，故B正确；C、固体和液体的分离方法为过滤，滤液中为氯化铵溶液，步骤（3）的操作为过滤，滤液可作化学肥料，故C正确；D、步骤4是碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，将晶体加热分解可以得到纯碱，故D正确；故选A9、采用循环操作可提高原料利用率，下列工业生产中，没有采用循环操作的是（）A硫酸工业 B合成氨工业 C硝酸工业 D氯碱工业【答案】C【解析】硫酸工业及合成氨工业的反应中都有可逆反应，采用循环操作将尾气中原料气分离再重新进行反应。氯碱工业中，电解饱和食盐水后，从阳极室流出的淡盐水等也是循环应用。硝酸工业中，采用通入过量O2，使NO全部被氧化，所以不采用循环操作。10、下列工业生产所发生的化学反应不涉及氧化还原反应的是（）A用侯氏制碱法合成纯碱B用二氧化硫制硫酸C工业合成氨D从海水中提取单质溴【答案】A【解析】本题考查的是常见工业反应中的主要反应原理，较易。联合制碱法利用生成溶解度更小的碳酸氢钠，不属于氧化还原反应；B、C、D中都有氧化还原反应。11、以下关于氨碱法与联合制碱法的认识，不正确的是()A氨碱法生产纯碱的原料便宜易得，步骤简单，是最早的制碱工艺B联合制碱法又称侯氏制碱法，是侯德榜在氨碱法的基础上改造形成的C在联合制碱法中，氯化钠的利用率比氨碱法中的高D联合制碱法避免了氨碱法中对氯化钙的处理【答案】A【解析】氨碱法生产纯碱的原料为食盐和石灰石，便宜易得，但它并非最早的制碱工艺，最早的制碱方法是路布兰法。氨碱法的产品纯度较高，制造步骤也比较简单，但氯化钠的利用率不高，生产过程中产生的氯化钙难处理，是氨碱法的一大缺点。联合制碱法是侯德榜在氨碱法的基础上改造形成的，因此也称侯氏制碱法，该法继承了氨碱法的优点，克服了它的缺点。12、一定温度下，向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2气体，忽略溶液体积的变化，下列有关说法中正确的是（）Ac(Na)不变 B溶液的pH变大 C溶液质量增大 D溶液中溶质的质量分数变小【答案】D【解析】向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体时，发生反应Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，该反应为化合反应，生成溶质NaHCO3的质量大于原溶质Na2CO3的质量，因为同一温度下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，且反应过程中溶剂的质量也减少，因此析出NaHCO3晶体，c(Na)减小，溶液的质量减小，所以A、C选项错误；溶液中的溶质质量分数减小，所以D项正确；HCO3的水解程度小于CO32的水解程度，所以溶液的pH减小，B项错误。13、工业上常用氨碱法制取纯碱，是将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤，焙烧而得纯碱。但不能用氨碱法制取碳酸钾，原因可能是 ( ) AKHCO3溶解度较大 BKHCO3溶解度较小 CK2CO3溶解度较小 DK2CO3溶解度较大【答案】A【解析】14、某纯碱厂技术科的人员对该厂纯碱样品的质量进行检验。其中能够说明纯碱样品中可能含有杂质(NaHCO3)的实验是（）样品溶于水，并加入足量的澄清石灰水，变浑浊；样品溶于水，并加入足量的BaCl2溶液，变浑浊；样品在硬质试管中加强热，排出的气体通入澄清石灰水，变浑浊；向样品中滴加稀盐酸，排出的气体通入澄清石灰水，变浑浊。A B C D只有【答案】D【解析】依据纯碱(Na2CO3)与NaHCO3的性质不同进行区别，Na2CO3、NaHCO3都能与Ca(OH)2反应产生沉淀，即Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH,2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO32H2ONa2CO3；Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸反应放出气体，即Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，所以、不能说明样品中是否含有NaHCO3。由于BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl，而NaHCO3不能与BaCl2反应，所以中浑浊现象只能说明Na2CO3一定存在，不能确定是否有NaHCO3，而2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，Na2CO3受热不分解，所以中现象一定能说明有NaHCO3存在。15、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，循环生产是不需要再补充NH3B.从绿色化学原料的充分利用的角度看，该方法有二个明显的缺陷是：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补充2 mol NaCl和1 mol CO2 。【答案】C【解析】本题属于实验评价题。工业制碱的原理涉及反应：NaClNH3CO2H2O = NaHCO3NH4Cl，2NaHCO3 = Na2CO3CO2H2O。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 Na2CO3，2NaCl2NH32CO22NaHCO3Na2CO3CO2，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO2。16、环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在_层(填“上”或“下”)，分液后再用_洗涤(填入编号)已知：AKMnO4溶液B稀H2SO4CNa2CO3溶液 【答案】上层C【解析】环己烯难溶于水，且密度比水小，应浮在液体的上层；环己烯中含有碳碳双键，能被KMnO4溶液氧化，稀硫酸达不到除去酸性杂质的目的；Na2CO3溶液不与环己烯反应，且能与酸性物质反应，能达到实验目的17、某化学实验小组拟用下图装置进行钠与氧气反应的实验。(1)将一小块钠放在石棉网上加热，能观察到的实验现象有_， 写出发生反应的化学方程式：_。(2)上述实验中还观察到有黑色固体物质生成，其原因可能为2NaCO2CNa2O2或4Na3CO2C2Na2CO3，这两个化学方程式的反应类型既属于基本反应类型中的_反应，也属于_(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。【答案】(1)钠燃烧，发出黄色火焰，石棉网上有淡黄色粉末生成；2NaO2Na2O2(2)置换；氧化还原【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题主要考查钠燃烧的现象与反应类型的判断。18、今有Na2CO3、NaHCO3、NaCl组成的混合物100 g，加热到质量不再减少为止。剩余残渣为84.5 g，将残渣溶于水，滴入足量的AgNO3溶液得到白色沉淀，加足量的稀硝酸后大部分沉淀消失，剩余沉淀为12.26 g，试计算混合物中Na2CO3、NaHCO3和NaCl的质量分数各是多少？【答案】53%42%5%【解析】设NaHCO3的质量为x，NaCl的质量为y2NaHCO3Na2CO3CO2H2Om固168 62x100 g84.5 g列比例式解之，x42 gNaClAgNO3=AgClNaNO3585 143.5y 12.26 g解之，y5 gm(Na2CO3)100 g42 g5 g53 g由于混合物的总质量为100 g，故混合物中Na2CO3、NaHCO3和NaCl的质量分数分别为53%、42%、5%。19、卤代烃在碱性醇溶液中能发生消去反应。例如 烯烃A在一定条件下可以按下图进行反应 已知:D的分子式为C6H12Br2，仪器分析显示它有四个完全对称的甲基。F1和F2互为同分异构体，G1和G2互为同分异构体。请填空：（1）D的结构简式为_的结构简式为_。（2）G2的结构简式是：_。（3）请写出反应的化学方程式:反应:_【答案】（3）【解析】20、有A、B两种常见化合物组成的混合物，其焰色反应均为黄色，其相互转化关系如图(其他物质均略去)。根据以上关系，回答下列问题：(1)写出A、B、C、D的化学式：A_，B_，C_，D_。(2)写出混合物中加水反应的化学方程式：_。(3)加热后，若只得到一种固体化合物，则A与B的物质的量之比的最大值为_(填数字)。【答案】(1)Na2O2NaHCO3O2CO2(2)2Na2O22H2O=4NaOHO2NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O(3)1/2【解析】A、B均为钠的化合物，加热、加水、加酸均能产生气体，加热产生气体C，猜测可能含有碳酸钠或碳酸氢钠，加H2SO4产生气体C、D，猜测有Na2O2，C为O2，D为CO2，加水后通入CO2生成B，可推测B为NaHCO3，A为Na2O2，加热NaHCO3分解产生的CO2、H2O(g)都能与Na2O2反应，但可认为CO2优先反应：2NaHCO3Na2CO3H2OCO22CO22Na2O2=2Na2CO3O2要只生成Na2CO3，n(Na2O2)/n(NaHCO3)1/2。21、A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A与C，B与D分别是同主族元素；已知B、D二元素原子核中质子数之和是A、C二元素原子核中质子数之和的2倍；四种元素形成的单质中有两种是气体；两种是固体。请回答以下问题：（1）写出由A、B两元素形成的原子个数比为11的化合物为_，此化合物能使酸性KMnO4溶液褪色，体现该化合物具有 性。（2）D的最高价氧化物对应水化物是一种重要的工业产品。下列关于此化合物描述不准确的是（ ）A其浓溶液具有强氧化性，能与大多数金属单质反应B其稀溶液具有吸水性，能净化多种气体C该物质具有脱水性，在乙烯的实验室制备中有直接体现D该物质可用铁或者铝容器运输（3）用A元素的单质与B元素的单质可制成新型的化学电源，已在宇宙飞船中使用。其构造如下图所示。两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。则a是 极，电极反应式为_，b是 极，电极反应式为_【答案】（1）H2O2 还原 （2）B （3）负极 H2+2OH-2e-=2H2O正极 O2+2H2O+4e -=4 OH-【解析】根据题意，A为氢元素，B为O元素，C为Na元素，D为S元素（1）氢氧元素1：1形成的化合物为H2O2，和酸性KMnO4溶液反应显还原性。（2）D的最高价氧化物对应水化物为H2SO4。（3）构成的是氢氧燃料电池22、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”中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”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同? 。(4)“联合制碱法”是对“氨碱法”的改进,其相对优点有 (填字母序号)。A.提高了原料利用率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(5)产品纯碱中常含有碳酸氢钠,如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,已知所取产品的质量为m1g,加热后所剩固体的质量为m2g,则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为 。【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O(2)NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O(3)“氨碱法”中CO2来源于石灰石的煅烧,“联合制碱法”中CO2来源于合成氨工业的废气(4)A、B、C(5)w(NaHCO3)=100%【解析】(1)氨碱法向母液中加入Ca(OH)2时发生反应:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O。(2)联合制碱法的反应原理是NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2(3)联合制碱法中CO2来源于NaHCO3的分解,而氨碱法CO2来源于煅烧石灰石。(4)联合制碱法相比于氨碱法提高了食盐的利用率,避免了无水CaCl2的生成。(5)根据反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2m168 106 168-106=62x m1-m2解得x=(m1-m2)故NaHCO3的质量分数:100%=100%23、工业上以粗食盐（含有少量Ca2+、Mg2+杂质）、氨、石灰石等为原料，可以制备Na2CO3其过程如图1所示请回答：（1）在处理粗盐水的过程中，可加入石灰乳和纯碱作为沉淀剂，则所得滤渣的成分除过量的沉淀剂外还有 （2）将CaO投入含有大量的NH4Cl的母液中，能生成可循环使用的NH3，该反应的化学方程式是 （3）向饱和食盐水中首先通入的气体是 ，过程中生成NaHCO3晶体的反应的化学方程式是 （4）碳酸钠晶体失水的能量变化示意图如图2：Na2CO3H2O （s） 脱水反应的热化学方程式是 （5）产品纯碱中常含有NaCl取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体则该产品中Na2CO3的质量分数是 （6）熔融Na2CO3可作甲烷空气燃料电池的电解质，该电池负极的反应式是 【答案】（1）CaCO3、Mg（OH）2；（2）2NH4Cl+CaO=CaCl2+2NH3+H2O；（3）NH3；NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO3+NH4Cl；（4）Na2CO3H2O（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）H=+58.73 kJmol1；（5）；（6）CH48e+4CO32=5CO2+2H2O；【解析】（1）钙离子会与碳酸根离子生成沉淀，Ca2+CO32=CaCO3，镁离子会与氢氧根离子生成沉淀，Mg2+2OH=Mg（OH）2，故答案为：CaCO3、Mg（OH）2；（2）向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰，发生的反应有H2O+CaO=Ca（OH）2、Ca（OH）2+2NH4Cl=2NH3+2H2O+CaCl2，最终产物为氯化钙、氨气，其中氨气可再利用