1、11.3 纯碱的生产课时演练促提升A 组1.下列科学家中,为我国化学工业作出重大贡献的是( )A.钱学森 B.袁隆平 C.侯德榜 D.邓稼先解析:钱学森被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”,是著名物理学家、火箭专家。袁隆平是中国工程院院士,被誉为“杂交水稻之父”。侯德榜是中国著名的化工专家,成功研究出了联合制碱法。邓稼先是核物理学家。答案:C2.下列属于侯氏制碱法优点的是( )A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供B.母液可回收制氯化铵C.氯化钠的利用率达 96%D.以上全是解析:侯氏制碱法的优点有原料易得,NaCl 的利用率高,而且产生的 NH4Cl 可以作肥料。答案:D3.比利时人索尔维以 Na
2、Cl、CO 2、NH 3、H 2O 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,不再循环使用来生产 NH3D.从理论上看,每再生产 1 mol Na2CO3,需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+NH 4Cl,2NaHCO3 Na2CO3+CO
3、2+H 2O。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 NH3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。根据化学反应方程式及原子守恒定律可知,每再生产 1molNa2CO3,需再补充 2molNaCl 和 1molCO2。答案:C24.我国化工专家侯德榜根据 NaHCO3溶解度比 NaCl、Na 2CO3、NH 4HCO3、NH 4Cl 溶解度都小的性质,运用 CO2+NH3+H2O+NaCl NaHCO3+NH 4Cl 的反应原理制备纯碱。下面是实验室进行模拟生产的流程示意图:气体 A 的饱
4、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( )A.A 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(即往饱和食盐水中依次通入足量的 NH3、CO 2,不能依次通入 CO2、NH 3,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:D5.纯碱是一种重要的化工原料
5、。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。下列说法错误的是( )A.“联合制碱法”是在“氨碱法”的基础上进行技术革新的成果B.“联合制碱法”和“氨碱法”所用的 NH3都取自合成氨厂C.“联合制碱法”和“氨碱法”所用的 CO2都来自石灰石的分解D.“联合制碱法”的副产品是氯化铵,“氨碱法”的副产品是氯化钙解析:“氨碱法”所用的 CO2来自石灰石的分解;“联合制碱法”利用合成氨厂制造氢气时的副产品CO2作为制碱的原料。合成氨厂制造氢气的主要化学反应如下:C+H2O(g) CO+H2CO+H2O(g) CO2+H2答案:C6.在制小苏打(NaCl+CO 2+NH3+H2O NaHCO3
6、+NH 4Cl)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 CO2C.CO2和 NH3同时通入D.以上三种方法都行解析:CO 2在饱和食盐水中的溶解度小,先通入 NH3,溶液呈碱性,能溶解大量的 CO2,生成大量的 HC,从而析出大量的 NaHCO3晶体。O-3答案:B7.纯碱和小苏打是两种厨房中常见的用品,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3B.分别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.分别在两只小玻璃
7、杯中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、H 2O 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:C8.下列说法中错误的是( )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
8、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:A9.侯氏制碱法的步骤如下:饱和食盐水 氨化饱和食盐水悬浊液试回答下列问题:(1)若上述的悬浊液是 NaHCO3和 NH4Cl 的混合液,则和的总反应式为 。 (2)由这一反应可知 NaCl 比 NaHCO3溶解度 。 (3)操作、不能颠倒的原因是 。 (4)的操作叫 。 (5)的操作叫 。 解析:(1)根据反应物和生成物可写出总反应式。(2)由制备步骤可知,第步得到的悬浊液含有NaHCO3固体,说明 NaCl 的溶解度比 NaHCO3的溶解度大。答案:(1)NaCl+NH 3+C
9、O2+H2O NaHCO3+NH 4Cl(2)大(3)由于 CO2在饱和食盐水中的溶解度较小,先通 CO2不能产生大量 HC ,故不可能析出O-3NaHCO3晶体(4)过滤(5)煅烧B 组1.(双选)下列实验中没有白色沉淀或晶体析出的是( )A.饱和石灰水中加入少量 NaOH 固体4B.饱和碳酸钠溶液中通入足量的 CO2C.氯化钙溶液中通入少量 CO2D.碳酸氢钠溶液中加入氯化钡溶液解析:A 项 NaOH 固体溶解时放热,而 Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,有晶体析出;B 项通入足量的 CO2后生成 NaHCO3,其溶解度小于 Na2CO3的溶解度;C 项中 CaCl2与 CO2不反应
10、;D 项中二者也不反应。答案:CD2.工业上将相同物质的量的 NaCl、CO 2、NH 3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( )温度/溶解度/g 盐 0 10 20 30NH4Cl 29.433.337.241.1NH4HCO3 11.915.921.027.0NaHCO3 6.9 8.159.6 11.1NaCl 35.735.836.036.4A.NH4Cl B.NH4HCO3C.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 N +HC ,溶液中存在的离H+4 O-3子有 Na+、
11、Cl -、N 、HC 。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H+4 O-3降低,NaHCO 3的溶解度始终保持最小,故析出的物质应是 NaHCO3。答案:C3.1791 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 与浓硫酸反应制 Na2SO4:2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl用焦炭还原 Na2SO4制 Na2S:Na2SO4+2C Na2S+2CO2用硫化钠与石灰石反应制 Na2CO3:Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS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
12、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5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 错误,B 正确;该生产中产生 HCl,对生产设备造成严重酸蚀;该方法具有原料利用不充分、成本较高等特点,故 C、D错误。答案:B4.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/A C
13、O2 3040B CO2 010C NH3 3040D NH3 010解析:由图可知,溶液的温度在 010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-,向溶液中加 NH3就是加 OH-和 N ,这些都有利于 NH4Cl 的析出。H+4答案:D5.我国著名化工专家侯德榜先生发明的侯氏制碱法,因原料利用率高,并能进行连续生产,从而享誉中外。侯氏制碱法的基本流程是向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,获得碳酸氢钠晶体,再将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱。它的反应原理可用下列化学方程式表示:NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+N
14、H 4Cl,2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H 2O。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: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 中最合适的试剂为 A ;D (填名称)。 (2)本实验具体操作过程中,应先通 气体,再通 气体;原因是 。 (3)指出该装置中的错误: (至少两处)。 6(4)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。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,则主要原因可能是 。 (5)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: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)NH3 CO 2 CO 2在水中溶解度小,先通 NH3至饱和,有利于 NaHCO3析出(3)B、C 之间缺少止水夹;B 装置没有与大气相通,为密闭装置;通 NH3的导管伸入液面以下(任填两种即可)(4)NaHCO3部分溶解,未能全部沉淀出来(5)NH4Cl、CO 2
