高中化学主题二海水资源工业制碱2.3纯碱制造技术的发展随堂检测鲁科版选修2

纯碱制造技术的发展1下列物质的化学式和俗名一致的是 （ ）A氯化钠(NaCl，食盐) B氢氧化钠(NaOH，纯碱)C碳酸钠(Na2CO3，苏打、烧碱) D碳酸氢钠(NaHCO3，大苏打)2与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（ ） A原料利用率高 B设备少 C循环利用的物质多 D原料易得3我省盛产矿盐（主要成分是NaCl，还好有SO42-等其他可溶性杂质的离子）。下列有关说法正确的是（ ） A有矿盐生成食盐，除去SO42- 最合适的实际是Ba(NO3)2 B工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐中的溶解度D用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液4在制小苏打(NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl)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NH3 BCO2和NH3同时通入C先通入NH3，达到饱和后再通入CO2 D以上三种方法都行5侯氏制碱法是纯碱工业中一种重要的生产方法。但是，侯氏制碱法也存在着一定的局限性。例如，有时在某些国家和地区会出现氯化铵产品供过于求的现象。下列关于将氯化铵进行处理的方法中，正确的是（ ）A在地下深埋 B投入大海的深水处C加工成农作物的复合肥D用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料61861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，每再生产1 mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO27我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下，下列说法错误的是（ ） A. 往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法) B. 从生产流程图可知，可循环的物质是NaCl和CO2 C. 生产流程图涉及的反应都是非氧化还原反应 D. 生产流程图利用了碳酸钠的溶解度小于碳酸氢钠的溶解度8（2005天津理综28）根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30-35，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表不同温度下盐溶解度0102030405060100NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.335NH4HCO3会有分解请回答（1）反应温度控制在30-35，是因为若高于35，则 ，若低于30，则 ，为控制此温度范围，采取的加热方法为 。（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）。（3）过滤所得的母液中含有 （以化学式表示），需加入 并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。选做题（供学有余力的同学课堂处理；当然不能完成的同学也不要气馁，课后完成也行）选1纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的说法正确的是（ ）A分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打B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用两只小玻璃杯，分别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先将两种样品配成溶液，分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打选2将NH4HCO3与饱和食盐水混合，会有什么样的现象出现？结合下表的数据分析为何会出现这样的现象？四种可溶性盐在30 的溶解度(g/100 gH2O)盐NaClNaHCO3Na2CO3(NH4)2CO3溶解度36.512.130.027.0选3（2011海南化学20-II）20-II（14分）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。请回答下列问题：（1）卢布兰芳是以食盐、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）氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。图中的中间产物C是 ，D 。（写化学式）；装置乙中发生反应的化学方程式为 ；（3）联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是 ；（4）有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度（S）随温度变化曲线，分析说明是否可行？选4【2016全国新课标理综26】（14分）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： （一）碳酸钙的制备 （1）步骤加入氨水的目的是 。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于 。 （2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_（填标号）。 a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b玻璃棒用作引流 c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d滤纸边缘高出漏斗 e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 (二)过氧化钙的制备 （3）步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性（填“酸”、“碱”或“中”）。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是 。 （4）步骤中反应的化学方程式为 ，该反应需要在冰浴下进行，原因是 。 （5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是 。 （6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是 ，产品的缺点是 。纯碱制造技术的发展随堂检测答案和解析1A选项B，纯碱是Na2CO3的俗名，NaOH的俗名为烧碱、火碱、苛性钠；选项C，烧碱是NaOH；选项D，大苏打是Na2S2O3。2A。 联合制碱法把氯化铵和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境污染。而最突出的优点原料利用率高。3D。 选项A，除去硫酸根的同时，引入了新的杂质硝酸根离子，命题错误；选项B，要得到钠和氯气需要电解熔融的NaCl，而电解氯化钠溶液则得到氯气、氢气和氢氧化钠。命题错误；选项C，根据沉淀溶解平衡原理，增加氯离子浓度，AgCl的沉淀溶解平衡向逆向移动，其溶解度减小。命题错误；选项D，纯碱水解呈碱性，可以使酚酞试液变红，而氯化钠溶液显中性，其溶液使酚酞溶液显无色。命题正确。4C。CO2在NaCl溶液中溶解度小，先通NH3溶液呈碱性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO，从而析出大量的NaHCO3晶体。5C。 选项A或B，将氯化铵在地下深埋和投入大海的深水处，都会造成环境污染，命题错误。选项C，氮、磷、钾都是农作物生长所必需的元素，将氯化铵与含磷元素或钾元素的化合物进行适当复合，可生产农作物的复合肥。命题正确；选项D，氢氧化钠比碳酸钠生产成本更高、价格更贵。因此用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料，在生产效益上是成本倒挂，命题错误。6C。 工业制碱的原理涉及反应：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。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，是不需要补充氨气的。但是在实际生产过程中，NaCl母液被弃去，氯化铵制备氨气生成了无用的氯化钙，因此这两点是索尔维法的缺陷。根据反应关系及原子守恒，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1 mol CO2。7D。 碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度。8（1）NH4HCO3分解；反应速率降低；水浴加热。 （2）使反应充分进行；NaHCO3的溶解度最小；NaCl、NH4Cl、NH4HCO3。 （3）NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3 ； HCl （1）根据题中所给信息“35NH4HCO3会有分解”可知若高于35，则NH4HCO3分解；根据化学反应速率的影响因素，若低于30，则相当于降温，则反应速率降低；要控制30-35相对恒温的条件，一般用水浴加热 （2）分析溶解度数据和反应条件，所以要保持温度一段时间，以使反应充分进行；对比各物质的溶解度，根据溶解度越小越容易析出来分析，因此静置后只析出溶解度最小的NaHCO3晶体；根据溶解平衡的知识分析剩余物的成分，由于未反应完的氯化钠、碳酸氢铵及生成的氯化铵都会附着在碳酸氢钠晶体表面，所以必须用蒸馏水进行洗涤，以便除去这些杂质。 （3）根据溶解平衡知识进行分析，过滤所得的母液一定是四种溶质的饱和溶液，即含有NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3 ；根据实验目（使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl）要求，即要转化NaHCO3和NH4HCO3，则加入盐酸可以使二者转换为氯化钠和氯化铵。选1C。选项A，2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，分解后仍有残留物，命题错误；选项B，Na2CO3和NaHCO3都能发生焰色反应，使火焰显黄色，命题错误；选项C，Na2CO3与醋酸反应分两步进行，产生气泡的速率比碳酸氢钠直接加醋酸产生气泡慢，命题正确；选项D，Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O，二者与石灰水反应都有白色沉淀生成，命题错误。选2有白色沉淀产生；因为虽然四种物质都能溶于水，但当NH4HCO3与饱和食盐水混合时，就会生成溶解度更小的物质，并析出沉淀。因为溶解度相对最小，故而析出碳酸氢钠，产生白色沉淀现象。选3（1） 2NaCl+ H2SO4(浓) Na2SO4 + 2 HCl Na2SO4 + 4C + CaCO3 CaS + Na2CO3 + 4CO 或 Na2SO4 + 2C + CaCO3 CaS + Na2CO3 + 2CO2（2）Ca(OH)2 ，NH3；NH3 + CO2 +NaCl +H2O = NaHCO3 + NH4 Cl（3）保留了氨碱法的优点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，原料气氨气和一氧化碳都由氨厂提供，减少CaCO3 制 CO2 这一工序，降低了能耗与污染。（4）不可行，因为碳酸氢钾溶解度较大,且在常温下与氯化钾的溶解度差别小，在氨盐水碳酸化时无法大量析出。（1）由题目信息可知， 食盐与浓硫酸加热生成硫酸钠和HCl，不加热生成硫酸氢钠和HCl，2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl；硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS和目标产物Na2CO3，根据元素守恒可知，还原剂C生成对应的氧化产物CO或CO2生成。故反应方程式为：Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO。或Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2。（2）碳酸钙加热分解生成CaO与CO2，故A为CaO，B为CO2，CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙，故C为Ca(OH)2；氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙，故D为NH3 ； 氨气与氯化钠溶液混合后，在乙中与二氧化碳发生反应，生成NaHCO3、NH4Cl，反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl。（3）能提高原料的利用率，减少废渣（CaCl2）的排放，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；NH4Cl 可做氮肥；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。（4）不可行因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大，当温度高于40时，KHCO3的溶解度大于NH4Cl，降温结晶时会析出较多的KCl。选4（1）调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀；过滤分离； （2）ade ； （3）酸；除去溶液中溶解的CO2；（4）CaCl22NH3H2OH2O2CaO22NH4Cl2H2O；温度过高时过氧化氢分解；（5）去除结晶表面水分；（6）工艺简单、操作简单；纯度较低。 （1）反应中盐酸过量，且溶液中含有铁离子，因此步骤加入氨水的目的是中和多余的盐酸，沉淀铁离子；小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于过滤。 （2）a过滤时漏斗末端的颈尖应该紧靠烧杯壁，a错误；b玻璃棒用作引流，b正确；c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁，防止有气泡，c正确；d滤纸边缘应该低于漏斗，d错误；e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动容易弄破滤纸，e错误，答案选ade。 （3）步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，溶液中已经有二氧化碳生成，因此溶液呈酸性；溶液中含有二氧化碳，而过氧化钙能与酸反应，因此将溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2。 （4）根据原子守恒可知反应中还有氯化铵和水生成，则步骤中反应的化学方程式为CaCl22NH3H2OH2O2CaO22NH4Cl2H2O；双氧水不稳定，受热易分解，因此该反应需要在冰浴下进行的原因就是防止过氧化氢分解。 （5）过氧化钙在乙醇中的溶解度小，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面的水分。 （6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是原料来源丰富、操作简单；但也存在明显的产品缺点，即得到产品的纯度较低。7