魯科選修2主題目2課題目3《純堿制造技術(shù)的發(fā)展》知能優(yōu)化訓(xùn)練

1、 1我國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜大膽改革國(guó)外氨堿法生產(chǎn)工藝發(fā)明了聯(lián)合制堿法，聯(lián)合制堿法所得最終的化工產(chǎn)品的組合正確的是()NaHCO3Na2CO3CaCl2NH4HCO3NH4ClA BC D解析：選C。聯(lián)合制堿法利用反應(yīng)：NaClNH3H2OCO2=NaHCO3NH4Cl，先過(guò)濾出NaHCO3，煅燒得Na2CO3，再向?yàn)V液中加入氨氣和食鹽粉并降溫得：NH4Cl，故最終產(chǎn)品為和。2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提高了原料的原子利用率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：選D。聯(lián)合制堿法把氯化氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，提高了食鹽利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少

2、了對(duì)環(huán)境污染。3(2011年萊蕪教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))某制堿法的生產(chǎn)流程如下：該法生產(chǎn)過(guò)程中可循環(huán)的物質(zhì)是()ANH3和CO2 BCa(OH)2CNH4Cl DNaCl解析：選A。分析工藝流程圖可知過(guò)濾出NaHCO3晶體后的母液中加入了Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，Ca(OH)22NH4ClCaCl22H2O2NH3，因此B、C不循環(huán)使用，NaCl也不循環(huán)使用，可循環(huán)使用的是NH3，及NaHCO3煅燒后生成的CO2。4下列物質(zhì)的化學(xué)式和俗名一致的是(雙選)()A氯化鈉(NaCl，食鹽)B氫氧化鈉(NaOH，純堿)C碳酸鈉(Na2CO3，蘇打、燒堿)D碳酸氫鈉(NaHCO3，小蘇打)解析：選AD。B項(xiàng)，純堿是

3、Na2CO3的俗名，NaOH的俗名為燒堿、火堿、苛性鈉；C項(xiàng)中燒堿是NaOH。5(2011年南陽(yáng)測(cè)試)關(guān)于NaHCO3的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(雙選)()A和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少B相同溫度下溶解度比Na2CO3要大C熱穩(wěn)定性比Na2CO3小DNaHCO3只能和酸作用不能和堿作用解析：選AC。A項(xiàng)中生成等量的CO2時(shí)，消耗的酸Na2CO3多，A正確；B項(xiàng)NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的，B錯(cuò)誤；C中NaHCO3熱穩(wěn)定性小，C正確；D項(xiàng)NaHCO3和酸、堿都能反應(yīng)，D錯(cuò)誤。6下列關(guān)于呂布蘭制堿法原理的見(jiàn)解不正確的是()A反應(yīng)：2NaClH2SO4(濃) Na2SO

4、42HCl是利用了濃H2SO4的難揮發(fā)性和酸性B反應(yīng)：Na2SO42C Na2S2CO2是利用了Na2SO4的還原性C反應(yīng)：Na2SCaCO3=Na2CO3CaS發(fā)生時(shí)是利用了CaS比CaCO3更難溶的性質(zhì)D反應(yīng)：Na2SCaCO3=Na2CO3CaS在水中進(jìn)行，且把CaCO3粉碎成細(xì)粉解析：選B。B項(xiàng)反應(yīng)是利用了Na2SO4的氧化性，C做還原劑；若CaCO3為顆粒(大的)，生成的CaS附著在其表面阻止反應(yīng)進(jìn)行。7(2011年北京海淀區(qū)模擬)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

5、細(xì)的食鹽，可析出不夾帶NaHCO3的NH4Cl。NaCl和NH4Cl共同存在時(shí)的溶解度曲線如圖所示，所以，以下操作正確的是()選項(xiàng)通入氣體溫度控制ACO230 40 BCO20 10 CNH330 40 DNH30 10 解析：選D。由圖可知，溶液的溫度在0 10 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，向溶液中通NH3就是加OH和NH，這些都有利于NH4Cl的析出和NaHCO3的溶解。8純堿和小蘇打是廚房中兩種常見(jiàn)的用品，它們都是白色固體，下列區(qū)分這兩種物質(zhì)的說(shuō)法正確的是()A分別用炒鍋加熱兩種樣品，全部分解揮發(fā)，沒(méi)有殘留物的是小蘇打B用潔凈鐵絲

6、蘸取兩種樣品在煤氣火焰上灼燒，使火焰顏色發(fā)生明顯變化的是小蘇打C用兩只小玻璃杯，分別加入少量的兩種樣品，再加入等量的食醋，產(chǎn)生氣泡快的是小蘇打D先將兩種樣品配成溶液，分別加入石灰水，無(wú)白色沉淀生成的是小蘇打解析：選C。2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，分解后仍有殘留物，A項(xiàng)錯(cuò)誤。Na2CO3和NaHCO3都能發(fā)生焰色反應(yīng)，使火焰顯黃色，B項(xiàng)錯(cuò)誤。Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O，二者與石灰水反應(yīng)都有白色沉淀生成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。Na2CO3與醋酸反應(yīng)分兩步進(jìn)行，產(chǎn)生氣泡的速率慢。9純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有

7、“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請(qǐng)按要求回答問(wèn)題：(1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請(qǐng)寫(xiě)出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式：_；(2)寫(xiě)出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_；(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來(lái)源有何不同？_；(4)綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)，列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式：原子利用率(%)_。解析：(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)NH3H2OCO2NaCl(飽和)=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(3)氨堿法中CO2來(lái)自于

8、石灰石的煅燒，而聯(lián)合制堿法的CO2來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣。(4)原子利用率(%)×100%。答案：(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(2)NH3CO2H2ONaCl(飽和)=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(或?qū)懣偡磻?yīng)方程式：2NaCl2NH3CO2H2O=Na2CO32NH4Cl)(3)“氨堿法”的CO2來(lái)源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”的CO2來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣(4)×100%10(2011年高考海南卷改編題)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)呂布蘭法是以食鹽、石灰石、濃

9、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_(kāi)；硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)(已知產(chǎn)物之一為CaS)；(2)氨堿法的工藝如下圖所示，得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。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_(kāi)；(3)聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是_；(4)有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石等為原料制碳酸鉀。請(qǐng)結(jié)合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線，分析說(shuō)明是否可行？_。解析：(1)食鹽和濃硫酸反應(yīng)可制取揮發(fā)性HCl：NaClH2SO4(濃)NaHSO4HCl、NaCl

10、NaHSO4Na2SO4HCl或2NaClH2SO4(濃)Na2SO42HCl。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：Na2SO4CaCO34CCaSNa2CO34CO。(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)為NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl。(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)，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；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CaC

11、O3制CO2這一工序。(4)不可行，由溶解度(S)隨溫度變化曲線可知，NaHCO3的溶解度較小且受溫度的影響不大；KHCO3的溶解度較大且受溫度的影響較大，并且KHCO3的溶解度與NH4Cl相差不大，故不能用氨堿法制碳酸鉀。答案：(1)NaClH2SO4(濃)NaHSO4HCl、NaClNaHSO4Na2SO4HCl(或2NaClH2SO4(濃)Na2SO42HCl)Na2SO4CaCO34CCaSNa2CO34CO(2)Ca(OH)2NH3NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl(3)(4)見(jiàn)解析11(探究題)我國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法的化學(xué)原理是將二氧化碳通入飽和食鹽水的

12、濃氨溶液中，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。(1)實(shí)驗(yàn)所得碳酸氫鈉晶體中，可能含有的雜質(zhì)離子有Cl和NH，實(shí)驗(yàn)室鑒定Cl所選用的試劑是_、_，鑒定另一種雜質(zhì)離子的實(shí)驗(yàn)步驟是_。(2)碳酸氫鈉晶體煅燒可得到純堿，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，判斷碳酸氫鈉晶體受熱分解后所得固體中是否仍然含有碳酸氫鈉_。解析：(1)Cl檢驗(yàn)要用稀HNO3酸化后加AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀。(2)可繼續(xù)加熱，若仍有NaHCO3則其加熱產(chǎn)生的氣體會(huì)使澄清石灰水變渾濁。答案：(1)AgNO3溶液稀HNO3取少量固體與強(qiáng)堿溶液混合加熱，生成的氣體用濕潤(rùn)的紅色石蕊

13、試紙檢驗(yàn)(2)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O取所得固體繼續(xù)加熱，將導(dǎo)管末端伸入澄清石灰水中，若變渾濁，說(shuō)明固體中仍含有碳酸氫鈉12(2011年棗莊高二質(zhì)檢)根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室制備純堿Na2CO3的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在30 35 ，攪拌下分批加入研細(xì)的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過(guò)濾得NaHCO3晶體。用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時(shí)，制得Na2CO3固體。四種鹽在不同溫度下的溶解度(g/100 g水)表 溫度溶解度鹽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會(huì)有分解請(qǐng)回答：(1)反應(yīng)溫度控制在30 35 ，是因?yàn)槿舾哂?5 ，則_，若低于30 ，則_；為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為_(kāi)。(2)加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是_。靜置后只析出NaHCO3晶體的原因是_。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去_雜質(zhì)(以化學(xué)式表示)。(3)過(guò)濾所得的母液中含有_(以化學(xué)式表示

15、)，需加入_，并作進(jìn)一步處理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收NH4Cl。(4)測(cè)試純堿產(chǎn)品中NaHCO3含量的方法是：準(zhǔn)確稱(chēng)取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加1滴2滴酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃度為c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無(wú)色(指示COH=HCO反應(yīng)的終點(diǎn))，所用HCl溶液體積為V1 mL；再加1滴2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，所用HCl溶液總體積為V2 mL。寫(xiě)出純堿樣品中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式：NaHCO3(%)_。解析：(1)溫度控制在30 35 ，若高于35 ，NH4HCO3會(huì)分解；若溫度低于30 ，則反應(yīng)速率變慢；該溫度

16、下可采用水浴加熱，溫度易于控制、受熱均勻。(4)根據(jù)題意可知：反應(yīng)分為兩步，第一步Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，第二步為NaHCO3HCl=NaClCO2H2O第一步消耗的HCl為：cV1×103，第二步消耗的HCl為：cV2×103，所以NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%×100%。答案：(1)NH4HCO3分解反應(yīng)速率降低水浴加熱(2)使反應(yīng)充分進(jìn)行NaHCO3的溶解度最小NaCl、NH4Cl、NH4HCO3(3)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3HCl(4)×100%13某學(xué)生擬用NaOH溶液吸收CO2氣體，

17、制備N(xiāo)a2CO3溶液，為了防止通入的CO2氣體過(guò)量生成NaHCO3，他設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)步驟：用25 mL NaOH溶液吸收過(guò)量的CO2氣體，至CO2氣體不再溶解；小心煮沸溶液12分鐘；在得到的溶液中加入25 mL相同的NaOH溶液，使溶液充分混合。按他的設(shè)計(jì)，第步實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：(1)他能否制得較純凈的Na2CO3_，理由是_。(2)裝置A使用的試劑是石灰石和稀鹽酸，可否用純堿代替石灰石_，原因是_。(3)裝置B使用的試劑是_，作用是_。(4)有人認(rèn)為實(shí)驗(yàn)步驟的順序?qū)φ{(diào)，即先混合，再煮沸，更合理，你認(rèn)為對(duì)嗎？為什么？_。答案：(1)能實(shí)驗(yàn)生成NaHCO3，其中溶解的CO2氣體煮沸時(shí)除去，在實(shí)驗(yàn)

18、NaHCO3恰好被NaOH中和完全，轉(zhuǎn)化生成Na2CO3(2)不能實(shí)驗(yàn)中使用的CO2氣體發(fā)生器，只適用于塊狀固體和液體反應(yīng)，Na2CO3是粉末狀固體，反應(yīng)過(guò)于劇烈(3)NaHCO3飽和溶液除去CO2中的HCl氣體(4)不合理，若不先驅(qū)除溶液中溶解的CO2氣體，實(shí)驗(yàn)加入NaOH將有一部分消耗于與CO2氣體的反應(yīng)，使NaHCO3不能完全轉(zhuǎn)化為Na2CO314(2010年高考上海卷)工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程圖如下：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)實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的實(shí)驗(yàn)操作依次為：取樣、_、沉淀、_、_、冷卻結(jié)晶、_、烘干。(3)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_。(4)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：