《2022年高中化学走进化学工业纯碱的生产同步配套练习新人教版选修 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中化学走进化学工业纯碱的生产同步配套练习新人教版选修 .pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课题 3 纯碱的生产课时过关能力提升1 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： 侯氏制碱法是将合成氨工业和制碱工业联合起来, 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了96% 以上;NH4Cl 可作氮肥 , 避免了生成大量无用的CaCl2; 同时可与合成氨厂联合 , 使合成氨的原料气CO转化成 CO2, 革除了 CaCO3制 CO2这一工序 , 降低了生产成本, 减少了对环境的污染。答案： D 2 我国着名的化工专家侯德榜在20 世纪 20 年代所创立的侯氏制碱法
2、享誉中外。侯氏制碱法中的碱是指下列的( ) 解析： 侯氏制碱法制备的是Na2CO3, 俗称纯碱。答案： C 31892 年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O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, 不再生产 NH3来循环使用D.从理论上看 , 每生产 1 mol Na2CO3, 再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和
3、1 mol CO2解析： 工业制碱的原理涉及反应:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O 。索尔维法用生成的氯化铵名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 制备氨气 ,将氯化铵进行了循环利用, 所以从理论上讲, 是不需要补充氨的。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。根据反应关系式及原子守恒, 从
4、理论上看每生产1 mol Na2CO3, 再补充 2 mol NaCl和 1 mol CO2。答案： C 4 我国化工专家侯德榜根据NaHCO3溶解度比 NaCl、 Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl 溶解度都小的性质,运用 CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl 的反应原理制备纯碱。下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图: 气体 A的饱和溶液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( ) 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：
5、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、CO2, 不能依次通入CO2、NH3, 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： D 5 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
6、解度曲线如下图所示, 所以以下操作正确的是( ) 选项通入气体温度控制/ A CO23040 B CO2010 续表选项通入气体温度控制/ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - C NH33040 D NH3010 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-NH4Cl 的析出。答
7、案： D 6 纯碱是一种重要的化工原料。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.联合制碱法和氨碱法的化学反应原理中都有下列化学反应: NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O +CO2B.联合制碱法生产中有氨的循环利用工艺C.氨碱法生产中有氨的循环利用工艺D.联合制碱法和氨碱法都有一定的局限性解析： 氨碱法将NH4Cl 和 Ca(OH)2再反应 , 使 NH3循环利用 ; 联合制碱法是制得纯碱和副产品氯化铵。答案： B 7 在制小苏打 (NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl) 的操作中
8、, 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CO2和 NH3同时通入D.以上三种方法都行解析： CO2在 NaCl 溶液中溶解度小, 先通 NH3使溶液呈碱性 , 通入足量的CO2, 生成大量的HNaHCO3晶体。答案： B 8 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, 完全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
9、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： A 91791 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 : 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 用 NaCl 与浓硫酸反应制Na2SO4: 2NaCl+H2SO4( 浓)Na2SO4+2HCl用焦炭还原Na2SO4制 Na2S: Na2SO4+2CNa2S+2CO2用硫化钠与石灰石反应制Na2CO3:
10、Na2S+CaCO3Na2CO3+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, 对生产设备酸蚀严重; 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： B 101892 年, 比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O 、NH3为原料生产Na2CO3, 叫索尔维法。其主要步骤是: (1) 在 NH3饱和的 NaCl 溶液中通入CO2制得 NaHCO3; (2) 再将 N
11、aHCO3焙烧制得纯碱 ,CO2循环使用 ; (3) 在析出小苏打的母液中加入生石灰, 生成的 NH3循环使用。 1940 年, 我国着名化工专家侯德榜先生, 冲破了索尔维法的技术封锁, 并加以改进 , 用 NaCl 固体代替生石灰, 加入母液使NH4Cl 晶体析出 ,生产出纯碱和氯化铵。这便是举世闻名的侯氏制碱法。试回答 : (1) 在氨饱和NaCl 溶液中通入CO2的两步反应方程式为。(2) 不能在 NaCl 溶液中通入CO2制 NaHCO3的原因是。(3) 析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是。(4) 侯氏制碱法与索尔维法相比, 其优点是。解析： 通入氨气后 ,氨气在水溶液中发生反
12、应:NH3+H2ONH3H2OCO2后发生反应CO2+OH-HH,由于 NaHCO3溶解度较小 , 所以可析出NaHCO3晶体; 母液中含有NH4Cl, 加入生石灰可生成NH3和CaCl2。副产品NH4Cl 可用作肥料 ; 析出 NH4Cl 后的母液循环使用, 提高 NaCl 利用率 ;不生成 CaCl2。答案： (1)NH3+H2O+CO2NH4HCO3, NH4HCO3+NaClNH4Cl+NaHCO3(2)H2CO3酸性比盐酸弱 ,CO2与 NaCl 不反应(3)2NH4Cl+CaOCaCl2+H2O+2NH3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
13、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - (4) 使 NH4Cl 析出 , 可作氮肥 ; 不生成 CaCl2; 原料 NaCl 利用率高11 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下: 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) 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。(3) 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。(4)
14、 氨碱法流程中氨是循环使用的, 为此, 滤液 D加入石灰水加热产生氨气。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为。(5) 产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数, 纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为( 注明你的表达式中所用的有关符号的含义) 。解析： (1) 根据沉淀剂A的来源 , 可知 A是 CaO 。B的作用是用来除去加入的过量沉淀剂, 为不引入新的杂质则选用Na2CO3。(2) 氨化后的氯化钠溶液中通入CO2酸化, 因为在氨气的作用下会产生碳酸氢钠:NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3+NH4Cl, 由于 NaHCO3的溶解度较小, 从溶液中析出。(3
15、) 滤液中含有NH4Cl,Cl-的检验通常是用硝酸酸化的AgNO3溶液 , 若能产生白色沉淀, 即可证明Cl-的存在。(5) 设样品质量为m1, 加热后固体质量为m2。2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O m168 62 xm1-m2x则 NaHCO3的质量分数为w(NaHCO3) 答案： (1)CaO Na2CO3(2) 有晶体析出 ( 或出现浑浊 ) 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大(3)NH4Cl 取少许溶液 , 加硝酸酸化 , 加硝酸银溶液 , 若有白色沉淀 , 证明该阴离子是氯离子(4) +H2O (5)w(NaHCO3) 12 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
16、。请回答下列问题: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - (1) 路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、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) 氨碱法的工艺如图所示, 得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。氨碱法示意图图中的中间产物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
17、制碱法是对氨碱法的改进, 其优点是。解析： (1) 食盐和浓硫酸反应可制取挥发性HCl:NaCl+H2SO4( 浓)NaHSO4+HCl、NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl或 2NaCl+H2SO4( 浓)Na2SO4+2HCl。 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:Na2SO4+CaCO3+4CCaS+Na2CO3+4CO 。(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。乙中发生反应的化学方程式为NH3+
18、CO2+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl。答案： (1) NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl、 NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl 或2NaCl+H2SO4( 浓)Na2SO4+2HClNa2SO4+CaCO3+4CCaS+Na2CO3+4CO (2) Ca(OH)2NH3NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - (3) 联合制碱法保留了
19、氨碱法的优点, 消除了它的缺点, 使氯化钠的利用率提高到96% 以上;NH4Cl 可作氮肥 ; 可与合成氨厂联合, 使合成氨的原料气CO转化成 CO2, 革除了 CaCO3制 CO2这一工序13 我国着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。侯氏制碱法的基本做法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+H2ONaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O 。某课外兴趣小组同学按照侯氏制碱法原理, 设计
20、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( 填名称 ) 为 A;D。(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 ):。(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 g, 实验最后得到无水碳酸钠 g, 则其产率为多少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
21、复利用。解析： 本题以侯氏制碱法的原理为切入点, 分别考查药品的选用、操作过程分析、实验装置评价、化学计算、化工生产原理等。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)NH3CO2CO2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) 根据钠元素守恒, 得关系式 :2NaClNa2CO3,m(Na2CO3) %;NaHCO3在水中有部分溶解, 未能全部沉淀出来(5)NH4Cl、CO2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -