高中化 1.3 純堿的生產每課一練 新人教版選修2

課題3純堿的生產(時間：30分鐘)考查點一路布蘭制堿法1．(1)1791年，法國醫(yī)生路布蘭首先獲得制堿專利，以食鹽、濃硫酸、石灰石、煤為原料制堿，該方法分三步：①用NaCl與H2SO4反應制Na2SO4；2NaCl＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑②用焦炭還原Na2SO4制Na2S；Na2SO4＋4Ceq\o(=,\s\up7(煅燒))Na2S＋4CO↑③用硫化鈉與石灰石反應制Na2CO3；Na2S＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(煅燒))Na2CO3＋CaS(2)下列說法正確的是 ()。A．②③兩步都是氧化還原反應B．只有第②步是氧化還原反應C．該方法對生產設備基本沒有腐蝕D．該方法對環(huán)境污染較小解析依據氧化還原反應是有化合價變化的反應可知，第②步是氧化還原反應，故A錯，B對；該生產中產生HCl，對生產設備嚴重酸蝕；第②步產生的CO是大氣污染物，故C、D錯。答案B考查點二純堿小蘇打及其用途2．純堿和小蘇打是廚房中兩種常見的用品，它們都是白色固體，下列區(qū)分這兩種物質的方法中正確的是 ()。A．分別用砂鍋加熱兩種樣品，全部分解揮發(fā)沒有殘留物的是小蘇打B．用潔凈鐵絲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，產生氣泡快的是小蘇打D．先將兩樣品配成溶液，分別加入澄清石灰水，無白色沉淀生成的是小蘇打解析小蘇打NaHCO3分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3殘留，A項錯誤；純堿和小蘇打的火焰顏色均為黃色，B項錯誤；二者的溶液中分別加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D項錯誤。答案C3．蘇打和小蘇打有著廣泛的應用。試從反應物用量角度說明在下列用途中選A(蘇打)還是B(小蘇打)，并說明原因。(1)做面條時防止面粉較長時間儲存變酸味，常加入適量的面堿，選用______，因為______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)作為泡沫滅火器的藥品，選用________，因為_________________________________________________________________________________________。(3)用于洗滌餐具及實驗室的玻璃儀器等，選用________，因為______________________________________________________________________________。(4)治療胃酸過多時，選用________，因為________________________________________________________________________。(提示：二者水溶液均顯堿性，且蘇打的堿性強)解析由兩者的性質可知：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，中和等量酸時消耗蘇打的質量相對?。划a生等量CO2時消耗小蘇打少；而作洗滌劑和中和胃酸時均利用其堿性，蘇打堿性強，洗滌效果好，但堿性太強，不利于健康，故治療胃酸過多應使用小蘇打。答案(1)A中和等量的H＋，Na2CO3比NaHCO3的用量少(質量比為53∶84)(2)B產生等量的CO2時，NaHCO3比Na2CO3的用量少(質量比為84∶106)，且產生CO2的速率快(3)ANa2CO3堿性強，洗滌效果好(4)B要適量中和部分胃酸，若用蘇打，堿性太強，腐蝕性強，不利于人體的健康考查點三氨堿法4．純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯合制堿法”兩種工藝。下列說法不正確的是 ()。A．“聯合制堿法”和“氨堿法”的化學反應原理中都有下列化學反應NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑B．“聯合制堿法”生產中有氨的循環(huán)利用工藝C．“氨堿法”生產中有氨的循環(huán)利用工藝D．“聯合制堿法”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，使NH3循環(huán)利用；“聯合制堿法”是制得純堿和副產品氯化銨。答案B5．工業(yè)上常用氨堿法制取碳酸鈉(將氨氣和二氧化碳先后通入飽和食鹽水而析出小蘇打，再經過濾、焙燒而得到純堿)，但卻不能用氨堿法制碳酸鉀，這是因為在溶液中 ()。A．KHCO3溶解度較大B．KHCO3溶解度較小C．K2CO3溶解度較大D．K2CO3溶解度較小解析氨堿法制取Na2CO3的原理是，在精制的食鹽水中分別通入NH3、CO2，由于NaHCO3溶解度不大，當Na＋、HCO3－濃度較大時便析出NaHCO3晶體，將過濾得到的NaHCO3煅燒得Na2CO3，由于KHCO3溶解度較大，無法從溶液中析出，故無法利用其分解制取K2CO3。答案A6．純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯合制堿法”兩種工藝。請按要求回答問題：(1)“氨堿法”產生大量CaCl2廢棄物，請寫出該工藝中產生CaCl2的化學方程式：_____________________________________________________。(2)寫出“聯合制堿法”有關反應的化學方程式：___________________________________________________________________________________。(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料，“聯合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源有何不同？________________________________________________。(4)綠色化學的重要原則之一是提高反應的原子利用率。根據“聯合制堿法”總反應列出計算原子利用率的表達式：原子利用率(%)＝_________________。解析氨堿法的原料：氯化鈉、碳酸鈣(或二氧化碳)及氨。工藝流程：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑CO2＋NH3＋H2O=NH4HCO3，NaCl＋NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(煅燒))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，CaO＋H2O=Ca(OH)2，產生CaCl2的反應：Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，該反應的CaCl2中的Cl－來源于NaCl，Ca2＋來源于CaCO3，產生無用的CaCl2，降低了NaCl的利用率。聯合制堿法：NH3和CO2來源于合成氨廠工藝流程：NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3，NaCl＋NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。eq\x(\a\al(濾液含NH4Cl、NaHCO3、,NaCl、NH4HCO3))eq\o(→,\s\up10(降溫、通入NH3),\s\do8(加NaCl固體))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(析出NH4Cl固體,濾液→再一次循環(huán)利用))依據總反應：2NaCl＋CO2＋H2O＋2NH3=Na2CO3＋2NH4Cl可得：原子利用率＝eq\f(106,106＋107)×100%＝49.77%。答案(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3NaCl＋NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(煅燒))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑(3)“聯合制堿法”中的CO2來源于合成氨廠，“氨堿法”中的CO2來源于煅燒石灰石(4)eq\f(106,106＋107)×100%＝49.77%7．工業(yè)生產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(沉淀劑A來源于石灰窯廠)，寫出A、B的化學式。A______________B____________。(2)實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、__________、沉淀、__________、__________、冷卻結晶、__________、烘干。(3)工業(yè)生產純堿工藝流程中，碳酸化時產生的現象是__________________。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是______________________．(4)碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是______________(填寫化學式)，檢驗這一成分的陰離子的具體方法是：__________________________。(5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應的離子方程式為：____________________________。(6)產品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質量分數，純堿中碳酸氫鈉的質量分數可表示為：_____________________(注明你的表達式中所用的有關符號的含義)。解析(1)根據沉淀劑A的來源，可知A可能是CaO或Ca(OH)2。B的作用是用來除去加入過量的沉淀劑，為不引入新的雜質則選用Na2CO3。(2)考查考生對粗鹽提純的基本技能操作：取樣→溶解→沉淀→過濾→蒸發(fā)→冷卻→結晶→過濾→烘干。(3)氨化后的氯化鈉溶液中通入CO2酸化，因在氨的作用下會產生碳酸氫鈉：NaCl＋NH3·H2O＋CO2=NaHCO3↓＋NH4Cl，由于NaHCO3的溶解度較小，從溶液中析出。(4)濾液中含有NH4Cl，Cl－的檢驗通常是用HNO3酸化的AgNO3溶液，若能產生白色沉淀，即可證明Cl－的存在。(5)離子方程式是NH4＋NH3↑＋H2O。(6)設樣品質量為m1，加熱后固體質量為m2。2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168 62x m1－m2x＝eq\f(84（m1－m2）,31)則NaHCO3的質量分數為：ω(NaHCO3)＝eq\f(84（m1－m2）,31m1)。答案(1)Ca(OH)2或CaONa2CO3(2)溶解過濾蒸發(fā)過濾(3)有晶體析出(或出現渾濁)碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大(4)NH4Cl取少量試樣，加硝酸酸化，加硝酸銀溶液有白色沉淀，該陰離子是氯離子(5)NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O(6)w(NaHCO3)＝eq\f(84（m1－m2）,31m1)(m1表示反應前樣品質量，m2表示加熱后固體的質量)考查點四聯合制堿法8．屬于聯合制堿法優(yōu)點的是 ()。A．氨和二氧化碳由合成氨廠提供B．母液可回收氯化銨C．氯化鈉的利用率達90%以上D．以上全是解析聯合制堿反應為：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2=NaHCO3↓＋NH4Cl，合成氨廠為制備原料H2，同時得副產物CO2：CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫),\s\do10(催化劑))CO2＋H2，故A對；由聯合制堿反應得B對，C項則考查了教材中的數據。答案D9．反應NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl是著名的“侯氏制堿法”的重要反應。下面是4位同學對該反應涉及的有關知識發(fā)表的部分見解。其中不正確的是 ()。解析析出NaHCO3后的溶液為NaHCO3的飽和溶液。答案C10．侯氏制堿法的步驟如下圖：eq\x(\a\al(飽和食,鹽水))eq\o(→,\s\up10(通入足量NH3),\s\do10(Ⅰ))eq\x(\a\al(飽和氨,鹽水))eq\o(→,\s\up10(通入足量CO2),\s\do8(Ⅱ))eq\x(懸濁液)eq\o(→,\s\up10(),\s\do8(Ⅲ))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(晶體)\o(→,\s\up7(Ⅳ))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(揮發(fā)性物質),\x(Na2CO3粉末))),\x(液體)))試回答下列問題：(1)若上述的懸濁液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，則Ⅰ和Ⅱ的總反應為_____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由這一反應可知NaCl比NaHCO3溶解度______________________。(3)Ⅲ的操作叫____________。(4)Ⅳ的操作叫____________。解析(1)從生成物是NaHCO3和NH4Cl兩種物質不難寫出Ⅰ、Ⅱ的總反應式：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。(2)顯然溶解度NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的飽和溶液中才會析出NaHCO3。(3)把不溶晶體與液體分離的方法稱為過濾。(4)Ⅳ操作是對NaHCO3進行加熱，使其分解，同時使揮發(fā)性物質氣化而除去答案(1)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl(2)大(3)過濾(4)灼燒11．下圖表示的是侯氏制堿法工藝流程示意圖。請回答：(1)母液Ⅱ中所溶解的主要物質是________(寫物質的化學式)。母液Ⅱ中含