鲁科选修2主题目2课题目3《纯碱制造技术的发展》知能优化训练

1、 1我国化工专家侯德榜大胆改革国外氨碱法生产工艺发明了联合制碱法，联合制碱法所得最终的化工产品的组合正确的是()NaHCO3Na2CO3CaCl2NH4HCO3NH4ClA BC D解析：选C。联合制碱法利用反应：NaClNH3H2OCO2=NaHCO3NH4Cl，先过滤出NaHCO3，煅烧得Na2CO3，再向滤液中加入氨气和食盐粉并降温得：NH4Cl，故最终产品为和。2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：选D。联合制碱法把氯化氨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

2、了对环境污染。3(2011年莱芜教学质量检测)某制碱法的生产流程如下：该法生产过程中可循环的物质是()ANH3和CO2 BCa(OH)2CNH4Cl DNaCl解析：选A。分析工艺流程图可知过滤出NaHCO3晶体后的母液中加入了Ca(OH)2发生反应，Ca(OH)22NH4ClCaCl22H2O2NH3，因此B、C不循环使用，NaCl也不循环使用，可循环使用的是NH3，及NaHCO3煅烧后生成的CO2。4下列物质的化学式和俗名一致的是(双选)()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，小苏打)解析：选AD。B项，纯碱是

3、Na2CO3的俗名，NaOH的俗名为烧碱、火碱、苛性钠；C项中烧碱是NaOH。5(2011年南阳测试)关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是(双选)()A和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少B相同温度下溶解度比Na2CO3要大C热稳定性比Na2CO3小DNaHCO3只能和酸作用不能和碱作用解析：选AC。A项中生成等量的CO2时，消耗的酸Na2CO3多，A正确；B项NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的，B错误；C中NaHCO3热稳定性小，C正确；D项NaHCO3和酸、碱都能反应，D错误。6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) Na2SO

4、42HCl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粉碎成细粉解析：选B。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。7(2011年北京海淀区模拟)联合制碱法中关键的一步是把NH4Cl从几乎饱和的NaHCO3溶液中分离出来，为此根据NaCl和NH4Cl溶解度的差异，向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨

5、细的食盐，可析出不夹带NaHCO3的NH4Cl。NaCl和NH4Cl共同存在时的溶解度曲线如图所示，所以，以下操作正确的是()选项通入气体温度控制ACO230 40 BCO20 10 CNH330 40 DNH30 10 解析：选D。由图可知，溶液的温度在0 10 的范围内，有利于NaCl的溶解和NH4Cl的析出。向溶液中加NaCl就是加Na和Cl，向溶液中通NH3就是加OH和NH，这些都有利于NH4Cl的析出和NaHCO3的溶解。8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

6、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：选C。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。9纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有

7、“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”与“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：原子利用率(%)_。解析：(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)NH3H2OCO2NaCl(饱和)=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(3)氨碱法中CO2来自于

8、石灰石的煅烧，而联合制碱法的CO2来源于合成氨工业的废气。(4)原子利用率(%)×100%。答案：(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(2)NH3CO2H2ONaCl(饱和)=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(或写总反应方程式：2NaCl2NH3CO2H2O=Na2CO32NH4Cl)(3)“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气(4)×100%10(2011年高考海南卷改编题)工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：(1)吕布兰法是以食盐、石灰石、浓

9、硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱。食盐和浓硫酸反应的化学方程式为_；硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_(已知产物之一为CaS)；(2)氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。图中的中间产物C是_，D是_(写化学式)；装置乙中发生反应的化学方程式为_；(3)联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是_；(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线，分析说明是否可行？_。解析：(1)食盐和浓硫酸反应可制取挥发性HCl：NaClH2SO4(浓)NaHSO4HCl、NaCl

10、NaHSO4Na2SO4HCl或2NaClH2SO4(浓)Na2SO42HCl。Na2SO4、CaCO3和C在高温下反应，其中一种产物为CaS，说明该反应为氧化还原反应，反应的产物中应有CO气体：Na2SO4CaCO34CCaSNa2CO34CO。(2)由工艺流程图可知，NH4Cl应与Ca(OH)2反应生成CaCl2并产生NH3，NH3通入NaCl溶液中，D为NH3。乙中发生反应为NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl。(3)联合制碱法保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，革除了CaC

11、O3制CO2这一工序。(4)不可行，由溶解度(S)随温度变化曲线可知，NaHCO3的溶解度较小且受温度的影响不大；KHCO3的溶解度较大且受温度的影响较大，并且KHCO3的溶解度与NH4Cl相差不大，故不能用氨碱法制碳酸钾。答案：(1)NaClH2SO4(浓)NaHSO4HCl、NaClNaHSO4Na2SO4HCl(或2NaClH2SO4(浓)Na2SO42HCl)Na2SO4CaCO34CCaSNa2CO34CO(2)Ca(OH)2NH3NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl(3)(4)见解析11(探究题)我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法的化学原理是将二氧化碳通入饱和食盐水的

12、浓氨溶液中，其化学反应方程式为：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。(1)实验所得碳酸氢钠晶体中，可能含有的杂质离子有Cl和NH，实验室鉴定Cl所选用的试剂是_、_，鉴定另一种杂质离子的实验步骤是_。(2)碳酸氢钠晶体煅烧可得到纯碱，其化学反应方程式为_。请你设计一个简单的实验方案，判断碳酸氢钠晶体受热分解后所得固体中是否仍然含有碳酸氢钠_。解析：(1)Cl检验要用稀HNO3酸化后加AgNO3溶液，产生白色沉淀。(2)可继续加热，若仍有NaHCO3则其加热产生的气体会使澄清石灰水变浑浊。答案：(1)AgNO3溶液稀HNO3取少量固体与强碱溶液混合加热，生成的气体用湿润的红色石蕊

13、试纸检验(2)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O取所得固体继续加热，将导管末端伸入澄清石灰水中，若变浑浊，说明固体中仍含有碳酸氢钠12(2011年枣庄高二质检)根据侯德榜制碱法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30 35 ，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，抽干后，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(g/100 g水)表 温度溶解度盐0 10 20 30 40 50 60 100

14、NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.335 NH4HCO3会有分解请回答：(1)反应温度控制在30 35 ，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(以化学式表示)。(3)过滤所得的母液中含有_(以化学式表示

15、)，需加入_，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1滴2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示COH=HCO反应的终点)，所用HCl溶液体积为V1 mL；再加1滴2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3(%)_。解析：(1)温度控制在30 35 ，若高于35 ，NH4HCO3会分解；若温度低于30 ，则反应速率变慢；该温度

16、下可采用水浴加热，温度易于控制、受热均匀。(4)根据题意可知：反应分为两步，第一步Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，第二步为NaHCO3HCl=NaClCO2H2O第一步消耗的HCl为：cV1×103，第二步消耗的HCl为：cV2×103，所以NaHCO3的质量分数为：×100%×100%。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、NH4HCO3HCl(4)×100%13某学生拟用NaOH溶液吸收CO2气体，

17、制备Na2CO3溶液，为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3，他设计了如下的实验步骤：用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；小心煮沸溶液12分钟；在得到的溶液中加入25 mL相同的NaOH溶液，使溶液充分混合。按他的设计，第步实验装置如下图：(1)他能否制得较纯净的Na2CO3_，理由是_。(2)装置A使用的试剂是石灰石和稀盐酸，可否用纯碱代替石灰石_，原因是_。(3)装置B使用的试剂是_，作用是_。(4)有人认为实验步骤的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理，你认为对吗？为什么？_。答案：(1)能实验生成NaHCO3，其中溶解的CO2气体煮沸时除去，在实验

18、NaHCO3恰好被NaOH中和完全，转化生成Na2CO3(2)不能实验中使用的CO2气体发生器，只适用于块状固体和液体反应，Na2CO3是粉末状固体，反应过于剧烈(3)NaHCO3饱和溶液除去CO2中的HCl气体(4)不合理，若不先驱除溶液中溶解的CO2气体，实验加入NaOH将有一部分消耗于与CO2气体的反应，使NaHCO3不能完全转化为Na2CO314(2010年高考上海卷)工业生产纯碱的工艺流程图如下：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)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、_、沉淀、_、_、冷却结晶、_、烘干。(3)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_。(4)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：