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1.3 纯碱的生产课时演练促提升A组1.下列科学家中,为我国化学工业作出重大贡献的是()A.钱学森B.袁隆平C.侯德榜D.邓稼先解析:钱学森被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”,是著名物理学家、火箭专家。袁隆平是中国工程院院士,被誉为“杂交水稻之父”。侯德榜是中国著名的化工专家,成功研究出了联合制碱法。邓稼先是核物理学家。答案:C2.下列属于侯氏制碱法优点的是()A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供B.母液可回收制氯化铵C.氯化钠的利用率达96%D.以上全是解析:侯氏制碱法的优点有原料易得,NaCl的利用率高,而且产生的NH4Cl可以作肥料。答案:D3.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,不再循环使用来生产NH3D.从理论上看,每再生产1 mol Na2CO3,需再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和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NH3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。根据化学反应方程式及原子守恒定律可知,每再生产1molNa2CO3,需再补充2molNaCl和1molCO2。答案:C4.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。下面是实验室进行模拟生产的流程示意图: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()A.A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: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:D5.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”是在“氨碱法”的基础上进行技术革新的成果B.“联合制碱法”和“氨碱法”所用的NH3都取自合成氨厂C.“联合制碱法”和“氨碱法”所用的CO2都来自石灰石的分解D.“联合制碱法”的副产品是氯化铵,“氨碱法”的副产品是氯化钙解析:“氨碱法”所用的CO2来自石灰石的分解;“联合制碱法”利用合成氨厂制造氢气时的副产品CO2作为制碱的原料。合成氨厂制造氢气的主要化学反应如下:C+H2O(g)CO+H2CO+H2O(g)CO2+H2答案:C6.在制小苏打(NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl)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NH3B.先通入NH3,达到饱和后再通入CO2C.CO2和NH3同时通入D.以上三种方法都行解析:CO2在饱和食盐水中的溶解度小,先通入NH3,溶液呈碱性,能溶解大量的CO2,生成大量的HCO3-,从而析出大量的NaHCO3晶体。答案:B7.纯碱和小苏打是两种厨房中常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的方法中正确的是()A.分别用砂锅加热两种样品,全部分解挥发没有残留物的是小苏打B.分别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.分别在两只小玻璃杯中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.先将两样品配成溶液,分别加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打解析:小苏打NaHCO3分解生成Na2CO3、H2O和CO2,有Na2CO3残留,A项错误;纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色,B项错误;二者的溶液中分别加入澄清石灰水,均有CaCO3沉淀生成,D项错误。答案:C8.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,全然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:A9.侯氏制碱法的步骤如下:饱和食盐水氨化饱和食盐水悬浊液试回答下列问题:(1)若上述的悬浊液是NaHCO3和NH4Cl的混合液,则和的总反应式为。(2)由这一反应可知NaCl比NaHCO3溶解度。(3)操作、不能颠倒的原因是。(4)的操作叫。(5)的操作叫。解析:(1)根据反应物和生成物可写出总反应式。(2)由制备步骤可知,第步得到的悬浊液含有NaHCO3固体,说明NaCl的溶解度比NaHCO3的溶解度大。答案:(1)NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl(2)大(3)由于CO2在饱和食盐水中的溶解度较小,先通CO2不能产生大量HCO3-,故不可能析出NaHCO3晶体(4)过滤(5)煅烧B组1.(双选)下列实验中没有白色沉淀或晶体析出的是()A.饱和石灰水中加入少量NaOH固体B.饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2C.氯化钙溶液中通入少量CO2D.碳酸氢钠溶液中加入氯化钡溶液解析:A项NaOH固体溶解时放热,而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,有晶体析出;B项通入足量的CO2后生成NaHCO3,其溶解度小于Na2CO3的溶解度;C项中CaCl2与CO2不反应;D项中二者也不反应。答案:CD2.工业上将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3在30 时配成溶液,此时溶液中无晶体。当降温至某温度时,开始析出晶体,此晶体是()温度/溶解度/g盐0102030NH4Cl29.433.337.241.1NH4HCO311.915.921.027.0NaHCO36.98.159.611.1NaCl35.735.836.036.4A.NH4ClB.NH4HCO3C.NaHCO3D.NaCl解析:在配成的混合溶液中,由于CO2和NH3发生反应CO2+H2O+NH3NH4+HCO3-,溶液中存在的离子有Na+、Cl-、NH4+、HCO3-。从30时降温,溶解度小的物质将析出。据表中数据可知:随温度的降低,NaHCO3的溶解度始终保持最小,故析出的物质应是NaHCO3。答案:C3.1791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: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: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,对生产设备造成严重酸蚀;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:B4.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共同存在时的溶解度曲线如图所示,所以以下操作正确的是()选项通入气体温度控制/ACO23040BCO2010CNH33040DNH3010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-和NH4+,这些都有利于NH4Cl的析出。答案:D5.我国著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。侯氏制碱法的基本流程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中最合适的试剂为A;D(填名称)。(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58.5 g,实验最后得到无水碳酸钠26.0 g。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,则主要原因可能是。(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复利用?。解析: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)NaHCO3部分溶解,未能全部沉淀出来(5)NH4Cl、CO2
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