高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 1.3 純堿的生產(chǎn)同步配套練習(xí) 新人教版選修2

1、課題3純堿的生產(chǎn)課時(shí)過(guò)關(guān)·能力提升1與氨堿法比較,下列關(guān)于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)的判斷中不正確的是()a.提高了原料利用率b.降低了生產(chǎn)成本c.減少了環(huán)境污染d.減輕了對(duì)設(shè)備的腐蝕解析：侯氏制堿法是將合成氨工業(yè)和制堿工業(yè)聯(lián)合起來(lái),保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),消除了它的缺點(diǎn),使食鹽的利用率提高到了96%以上;nh4cl可作氮肥,避免了生成大量無(wú)用的cacl2;同時(shí)可與合成氨廠聯(lián)合,使合成氨的原料氣co轉(zhuǎn)化成co2,革除了caco3制co2這一工序,降低了生產(chǎn)成本,減少了對(duì)環(huán)境的污染。答案：d2我國(guó)著名的化工專家侯德榜在20世紀(jì)20年代所創(chuàng)立的侯氏制堿法享譽(yù)中外。侯氏制堿法中的堿是指下列的()a.nao

2、hb.k2co3c.na2co3d.nahco3解析：侯氏制堿法制備的是na2co3,俗稱純堿。答案：c31892年比利時(shí)人索爾維以nacl、co2、nh3、h2o為原料制得了純凈的na2co3,該法又稱氨堿法,其主要生產(chǎn)流程如下:下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()a.從理論上看,循環(huán)生產(chǎn)時(shí)不需要再補(bǔ)充nh3b.從綠色化學(xué)原料充分利用的角度看,該方法有兩個(gè)明顯的缺陷是:氯化鈉未能充分利用和產(chǎn)生cacl2廢棄物c.將nh4cl作為一種化工產(chǎn)品,不再生產(chǎn)nh3來(lái)循環(huán)使用d.從理論上看,每生產(chǎn)1 mol na2co3,再補(bǔ)充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是2 mol nacl和1 mol co2解析：工業(yè)制堿的原理

3、涉及反應(yīng):nacl+nh3+co2+h2onahco3+nh4cl,2nahco3na2co3+co2+h2o。索爾維法用生成的氯化銨制備氨氣,將氯化銨進(jìn)行了循環(huán)利用,所以從理論上講,是不需要補(bǔ)充氨的。但是在生產(chǎn)過(guò)程中,nacl母液被棄去,氯化銨制備氨氣生成了無(wú)用的氯化鈣,這兩點(diǎn)是索爾維法的缺陷。根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式及原子守恒,從理論上看每生產(chǎn)1 mol na2co3,再補(bǔ)充2 mol nacl和1 mol co2。答案：c4我國(guó)化工專家侯德榜根據(jù)nahco3溶解度比nacl、na2co3、nh4hco3、nh4cl溶解度都小的性質(zhì),運(yùn)用co2+nh3+h2o+naclnahco3+nh4cl的反應(yīng)

4、原理制備純堿。下面是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的生產(chǎn)流程示意圖:氣體a的飽和溶液a和食鹽的飽和溶液懸濁液晶體純堿則下列敘述錯(cuò)誤的是()a.a氣體是nh3,b氣體是co2b.第步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分c.第步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒d.第步操作的主要過(guò)程有溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶解析：侯氏制堿法是先制得氨化的飽和食鹽水,再往其中通入co2(即往飽和食鹽水中依次通入足量的nh3、co2,不能依次通入co2、nh3,因?yàn)閚h3在水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于co2的溶解度,先將溶液氨化后,吸收co2的效果更好),第步即得到nahco3懸濁液,第步應(yīng)將nahco3加熱分解,以得到na2co3。答案：d

5、5聯(lián)合制堿法中關(guān)鍵的一步是把nh4cl從幾乎飽和的nahco3溶液中分離出來(lái),為此根據(jù)nacl和nh4cl溶解度的差異,向混合溶液中通入某種氣體,同時(shí)加入磨細(xì)的食鹽,可析出不夾帶nahco3的nh4cl。nacl和nh4cl共同存在時(shí)的溶解度曲線如下圖所示,所以以下操作正確的是()選項(xiàng)通入氣體溫度控制/aco23040bco2010續(xù)表選項(xiàng)通入氣體溫度控制/cnh33040dnh3010解析：由圖可知,溶液的溫度在010 的范圍內(nèi),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-nh4cl的析出。答案：d6純堿是一種重要的化工原料。目

6、前制堿工業(yè)主要有氨堿法和聯(lián)合制堿法兩種工藝。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()a.聯(lián)合制堿法和氨堿法的化學(xué)反應(yīng)原理中都有下列化學(xué)反應(yīng):nh3+co2+nacl+h2onahco3+nh4cl2nahco3na2co3+h2o+co2b.聯(lián)合制堿法生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝c.氨堿法生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝d.聯(lián)合制堿法和氨堿法都有一定的局限性解析：氨堿法將nh4cl和ca(oh)2再反應(yīng),使nh3循環(huán)利用;聯(lián)合制堿法是制得純堿和副產(chǎn)品氯化銨。答案：b7在制小蘇打(nacl+co2+nh3+h2onahco3+nh4cl)的操作中,應(yīng)在飽和食鹽水中()a.先通入co2,達(dá)到飽和后再通入nh3b.先通入nh3,達(dá)

7、到飽和后再通入co2c.co2和nh3同時(shí)通入d.以上三種方法都行解析：co2在nacl溶液中溶解度小,先通nh3使溶液呈堿性,通入足量的co2,生成大量的hnahco3晶體。答案：b8下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()a.用聯(lián)合制堿法制造純堿和氯化銨,原料的利用率高,完全不必考慮環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題b.化工生產(chǎn)技術(shù)始終是在不斷創(chuàng)新中發(fā)展,侯氏制堿法也還需要改進(jìn)c.社會(huì)對(duì)純堿的需求是純堿生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的原動(dòng)力d.純堿生產(chǎn)技術(shù)的再創(chuàng)新需要多門(mén)學(xué)科、多種技術(shù)的協(xié)同作用解析：化工生產(chǎn)一般都會(huì)產(chǎn)生污染物,要科學(xué)地評(píng)價(jià)純堿生產(chǎn)技術(shù)及其他化工生產(chǎn)技術(shù)。答案：a91791年,法國(guó)醫(yī)生路布蘭首先獲得制堿專利,以食鹽、濃硫酸、

8、石灰石、煤為原料制堿,該方法分三步:用nacl與濃硫酸反應(yīng)制na2so4:2nacl+h2so4(濃)na2so4+2hcl用焦炭還原na2so4制na2s:na2so4+2cna2s+2co2用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制na2co3:na2s+caco3na2co3+cas下列說(shuō)法正確的是()a.兩步都是氧化還原反應(yīng)b.只有第步是氧化還原反應(yīng)c.該方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備基本沒(méi)有腐蝕d.該方法成本較低解析：依據(jù)氧化還原反應(yīng)是有化合價(jià)變化的反應(yīng)可知,只有第步是氧化還原反應(yīng),故a錯(cuò)誤,b正確;該生產(chǎn)中產(chǎn)生hcl,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備酸蝕嚴(yán)重;該方法具有原料利用不充分、成本較高等特點(diǎn),故c、d錯(cuò)誤。答案：b101892年,

9、比利時(shí)人索爾維以nacl、co2、h2o、nh3為原料生產(chǎn)na2co3,叫索爾維法。其主要步驟是:(1)在nh3飽和的nacl溶液中通入co2制得nahco3;(2)再將nahco3焙燒制得純堿,co2循環(huán)使用;(3)在析出小蘇打的母液中加入生石灰,生成的nh3循環(huán)使用。1940年,我國(guó)著名化工專家侯德榜先生,沖破了索爾維法的技術(shù)封鎖,并加以改進(jìn),用nacl固體代替生石灰,加入母液使nh4cl晶體析出,生產(chǎn)出純堿和氯化銨。這便是舉世聞名的侯氏制堿法。試回答:(1)在氨飽和nacl溶液中通入co2的兩步反應(yīng)方程式為。 (2)不能在nacl溶液中通入co2制nahco3的原因是。

10、0;(3)析出小蘇打的母液中加入生石灰的反應(yīng)方程式是。 (4)侯氏制堿法與索爾維法相比,其優(yōu)點(diǎn)是。 解析：通入氨氣后,氨氣在水溶液中發(fā)生反應(yīng):nh3+h2onh3·h2oco2后發(fā)生反應(yīng)co2+oh-hh,由于nahco3溶解度較小,所以可析出nahco3晶體;母液中含有nh4cl,加入生石灰可生成nh3和cacl2。副產(chǎn)品nh4cl可用作肥料;析出nh4cl后的母液循環(huán)使用,提高nacl利用率;不生成cacl2。答案：(1)nh3+h2o+co2nh4hco3,nh4hco3+naclnh4cl+nahco3(2)h2co3酸性比鹽酸弱,co2與nacl不反應(yīng)(

11、3)2nh4cl+caocacl2+h2o+2nh3(4)使nh4cl析出,可作氮肥;不生成cacl2;原料nacl利用率高11工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下:完成下列填空:(1)粗鹽水加入沉淀劑a、b除雜質(zhì)(沉淀劑a來(lái)源于石灰窯廠),寫(xiě)出a、b的化學(xué)式。a,b。 (2)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是。碳酸化時(shí)沒(méi)有析出碳酸鈉晶體,其原因是。 (3)碳酸化后過(guò)濾,濾液d最主要的成分是(填寫(xiě)化學(xué)式),檢驗(yàn)這一成分的陰離子的具體方法是。 (4)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的,為此,濾液d加入石灰水加熱產(chǎn)生氨氣。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為。 

12、;(5)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測(cè)定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為(注明你的表達(dá)式中所用的有關(guān)符號(hào)的含義)。 解析：(1)根據(jù)沉淀劑a的來(lái)源,可知a是cao。b的作用是用來(lái)除去加入的過(guò)量沉淀劑,為不引入新的雜質(zhì)則選用na2co3。(2)氨化后的氯化鈉溶液中通入co2酸化,因?yàn)樵诎睔獾淖饔孟聲?huì)產(chǎn)生碳酸氫鈉:nacl+nh3+h2o+co2nahco3+nh4cl,由于nahco3的溶解度較小,從溶液中析出。(3)濾液中含有nh4cl,cl-的檢驗(yàn)通常是用硝酸酸化的agno3溶液,若能產(chǎn)生白色沉淀,即可證明cl-的存在。(5)設(shè)樣品質(zhì)量為m

13、1,加熱后固體質(zhì)量為m2。2nahco3na2co3+co2+h2om16862xm1-m2x則nahco3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(nahco3)答案：(1)caona2co3(2)有晶體析出(或出現(xiàn)渾濁)碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大(3)nh4cl取少許溶液,加硝酸酸化,加硝酸銀溶液,若有白色沉淀,證明該陰離子是氯離子(4)+h2o(5)w(nahco3)12工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料,經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料,在高溫下進(jìn)行煅燒,再浸取、結(jié)晶而制得純堿。食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為; 硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為

14、(已知產(chǎn)物之一為cas)。 (2)氨堿法的工藝如圖所示,得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。氨堿法示意圖圖中的中間產(chǎn)物c是,d是(寫(xiě)化學(xué)式); 裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (3)聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn),其優(yōu)點(diǎn)是。 解析：(1)食鹽和濃硫酸反應(yīng)可制取揮發(fā)性hcl:nacl+h2so4(濃)nahso4+hcl、nacl+nahso4na2so4+hcl或2nacl+h2so4(濃)na2so4+2hcl。na2so4、caco3和c在高溫下反應(yīng),其中一種產(chǎn)物為cas,說(shuō)明該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的產(chǎn)物中應(yīng)有co氣體:na2so4+caco3+4cca

15、s+na2co3+4co。(2)由工藝流程圖可知,nh4cl應(yīng)與ca(oh)2反應(yīng)生成cacl2并產(chǎn)生nh3,nh3通入nacl溶液中,d為nh3。乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為nh3+co2+nacl+h2onahco3+nh4cl。答案：(1)nacl+h2so4(濃)nahso4+hcl、nacl+nahso4na2so4+hcl或2nacl+h2so4(濃)na2so4+2hclna2so4+caco3+4ccas+na2co3+4co(2)ca(oh)2nh3nh3+co2+nacl+h2onahco3+nh4cl(3)聯(lián)合制堿法保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),消除了它的缺點(diǎn),使氯化鈉的利用率提高到

16、96%以上;nh4cl可作氮肥;可與合成氨廠聯(lián)合,使合成氨的原料氣co轉(zhuǎn)化成co2,革除了caco3制co2這一工序13我國(guó)著名化工專家侯德榜先生發(fā)明的侯氏制堿法,因原料利用率高,并能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn),從而享譽(yù)中外。侯氏制堿法的基本做法是向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳,獲得碳酸氫鈉晶體,再將所得碳酸氫鈉晶體加熱分解后即可得到純堿。它的反應(yīng)原理可用下列化學(xué)方程式表示:nacl+nh3+co2+h2onahco3+nh4cl,2nahco3na2co3+co2+h2o。某課外興趣小組同學(xué)按照侯氏制堿法原理,設(shè)計(jì)了如下一套實(shí)驗(yàn)裝置:實(shí)驗(yàn)室可供選用的藥品:濃氨水、純堿、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、熟石灰、氯

17、化銨、氯化鈉。(1)a、d中最合適的試劑(填名稱)為a;d。 (2)本實(shí)驗(yàn)具體操作過(guò)程中,應(yīng)先通氣體,再通氣體;原因是。 (3)指出該裝置中的錯(cuò)誤(至少兩處):。 (4)在改進(jìn)裝置后,該同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)所用的飽和nacl溶液中含溶質(zhì)58.5 g,實(shí)驗(yàn)最后得到無(wú)水碳酸鈉26.0 g,則其產(chǎn)率為多少?該同學(xué)針對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果,認(rèn)真分析了造成損失的原因,發(fā)現(xiàn)其操作步驟并沒(méi)有錯(cuò)誤,則主要原因是。 (5)在侯氏制堿法工業(yè)生產(chǎn)中,原料的利用率高,大大降低了成本。請(qǐng)問(wèn)本實(shí)驗(yàn)中哪些物質(zhì)可重復(fù)利用?。 解析：本題以侯氏制堿法的原理為切入點(diǎn),分別考查藥品的選用、操作過(guò)程分析、實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)、化學(xué)計(jì)算、化工生產(chǎn)原理等。根據(jù)反應(yīng)原理,實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程為:先制得nh3(左邊裝置)和co2(右邊裝置),再將制得的氣體依次通入飽和食鹽水中即得碳酸氫鈉晶體,再加熱碳酸氫鈉晶體就可以得到純堿。答案：(1)氯化銨和熟石灰稀鹽酸(2)nh3co2co2在水中溶