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1.3 純堿的生產(chǎn) 課時(shí)演練促提升 A組 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列科學(xué)家中,為我國化學(xué)工業(yè)作出重大貢獻(xiàn)的是(　　) A.錢學(xué)森 B.袁隆平 C.侯德榜 D.鄧稼先 解析:錢學(xué)森被譽(yù)為“中國航天之父”“中國導(dǎo)彈之父”,是著名物理學(xué)家、火箭專家。袁隆平是中國工程院院士,被譽(yù)為“雜交水稻之父”。侯德榜是中國著名的化工專家,成功研究出了聯(lián)合制堿法。鄧稼先是核物理學(xué)家。 答案:C 2.下列屬于侯氏制堿法優(yōu)點(diǎn)的是(　　) A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供 B.母液可回收制氯化銨 C.氯化鈉的利用率達(dá)96% D.以上全是 解析:侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)有原料易得,NaCl的利用率高,而且產(chǎn)生的NH4Cl可以作肥料。 答案:D 3.比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3,該法又稱氨堿法,其主要生產(chǎn)流程如下: 下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A.從理論上看,循環(huán)生產(chǎn)時(shí)不需要再補(bǔ)充NH3 B.從綠色化學(xué)原料充分利用的角度看,該方法有兩個(gè)明顯的缺陷是氯化鈉未能充分利用和產(chǎn)生CaCl2廢棄物 C.將NH4Cl作為一種化工產(chǎn)品,不再循環(huán)使用來生產(chǎn)NH3 D.從理論上看,每再生產(chǎn)1 mol Na2CO3,需再補(bǔ)充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是2 mol NaCl和1 mol CO2 解析:工業(yè)制堿的原理涉及反應(yīng):NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑。索爾維法用生成的氯化銨制備氨氣,將氯化銨進(jìn)行了循環(huán)利用,所以從理論上講,是不需要補(bǔ)充NH3的。但是在生產(chǎn)過程中,NaCl母液被棄去,氯化銨制備氨氣生成了無用的氯化鈣,這兩點(diǎn)是索爾維法的缺陷。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式及原子守恒定律可知,每再生產(chǎn)1molNa2CO3,需再補(bǔ)充2molNaCl和1molCO2。 答案:C 4.我國化工專家侯德榜根據(jù)NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl溶解度都小的性質(zhì),運(yùn)用CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl的反應(yīng)原理制備純堿。下面是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬生產(chǎn)的流程示意圖: 氣體A的飽和溶液A和食鹽的飽和溶液懸濁液晶體純堿 則下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.A氣體是NH3,B氣體是CO2 B.第Ⅲ步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分 C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒 D.第Ⅳ步操作的主要過程有溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶 解析:侯氏制堿法是先制得氨化的飽和食鹽水,再往其中通入CO2(即往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2,不能依次通入CO2、NH3,因?yàn)镹H3在水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CO2的溶解度,先將溶液氨化后,吸收CO2的效果更好),第Ⅱ步即得到NaHCO3懸濁液,第Ⅳ步應(yīng)將NaHCO3加熱分解,以得到Na2CO3。 答案:D 5.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(lián)合制堿法”兩種工藝。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.“聯(lián)合制堿法”是在“氨堿法”的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新的成果 B.“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”所用的NH3都取自合成氨廠 C.“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”所用的CO2都來自石灰石的分解 D.“聯(lián)合制堿法”的副產(chǎn)品是氯化銨,“氨堿法”的副產(chǎn)品是氯化鈣 解析:“氨堿法”所用的CO2來自石灰石的分解;“聯(lián)合制堿法”利用合成氨廠制造氫氣時(shí)的副產(chǎn)品CO2作為制堿的原料。合成氨廠制造氫氣的主要化學(xué)反應(yīng)如下: C+H2O(g)CO+H2 CO+H2O(g)CO2+H2 答案:C 6.在制小蘇打(NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl)的操作中,應(yīng)在飽和食鹽水中(　　) A.先通入CO2,達(dá)到飽和后再通入NH3 B.先通入NH3,達(dá)到飽和后再通入CO2 C.CO2和NH3同時(shí)通入 D.以上三種方法都行 解析:CO2在飽和食鹽水中的溶解度小,先通入NH3,溶液呈堿性,能溶解大量的CO2,生成大量的HCO3-,從而析出大量的NaHCO3晶體。 答案:B 7.純堿和小蘇打是兩種廚房中常見的用品,它們都是白色固體,下列區(qū)分這兩種物質(zhì)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.分別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.分別在兩只小玻璃杯中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(xiàng)錯(cuò)誤;純堿和小蘇打的火焰顏色均為黃色,B項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:C 8.下列說法中錯(cuò)誤的是(　　) A.用聯(lián)合制堿法制造純堿和氯化銨,原料的利用率高,全然不必考慮環(huán)境保護(hù)的問題 B.化工生產(chǎn)技術(shù)始終是在不斷創(chuàng)新中發(fā)展,侯氏制堿法也還需要改進(jìn) C.社會(huì)對(duì)純堿的需求是純堿生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的原動(dòng)力 D.純堿生產(chǎn)技術(shù)的再創(chuàng)新需要多門學(xué)科、多種技術(shù)的協(xié)同作用 解析:化工生產(chǎn)一般都會(huì)產(chǎn)生污染物,要科學(xué)地評(píng)價(jià)純堿生產(chǎn)技術(shù)及其他化工生產(chǎn)技術(shù)。 答案:A 9.侯氏制堿法的步驟如下: 飽和食鹽水氨化飽和食鹽水 懸濁液 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(yīng)式為 　。 (2)由這一反應(yīng)可知NaCl比NaHCO3溶解度　。 (3)操作Ⅰ、Ⅱ不能顛倒的原因是 　。 (4)Ⅲ的操作叫　　　　　　　。 (5)Ⅳ的操作叫　　　　　　　。 解析:(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物可寫出總反應(yīng)式。(2)由制備步驟可知,第Ⅱ步得到的懸濁液含有NaHCO3固體,說明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在飽和食鹽水中的溶解度較小,先通CO2不能產(chǎn)生大量HCO3-,故不可能析出NaHCO3晶體 (4)過濾 (5)煅燒 B組 1.(雙選)下列實(shí)驗(yàn)中沒有白色沉淀或晶體析出的是(　　) A.飽和石灰水中加入少量NaOH固體 B.飽和碳酸鈉溶液中通入足量的CO2 C.氯化鈣溶液中通入少量CO2 D.碳酸氫鈉溶液中加入氯化鋇溶液 解析:A項(xiàng)NaOH固體溶解時(shí)放熱,而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而降低,有晶體析出;B項(xiàng)通入足量的CO2后生成NaHCO3,其溶解度小于Na2CO3的溶解度;C項(xiàng)中CaCl2與CO2不反應(yīng);D項(xiàng)中二者也不反應(yīng)。 答案:CD 2.工業(yè)上將相同物質(zhì)的量的NaCl、CO2、NH3在30 ℃時(shí)配成溶液,此時(shí)溶液中無晶體。當(dāng)降溫至某溫度時(shí),開始析出晶體,此晶體是(　　) 　　　　　溫度/℃ 　溶解度/g　　　　　 鹽　　　　　　 0 10 20 30 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 NH4HCO3 11.9 15.9 21.0 27.0 NaHCO3 6.9 8.15 9.6 11.1 NaCl 35.7 35.8 36.0 36.4 A.NH4Cl B.NH4HCO3 C.NaHCO3 D.NaCl 解析:在配成的混合溶液中,由于CO2和NH3發(fā)生反應(yīng)CO2+H2O+NH3NH4++HCO3-,溶液中存在的離子有Na+、Cl-、NH4+、HCO3-。從30℃時(shí)降溫,溶解度小的物質(zhì)將析出。據(jù)表中數(shù)據(jù)可知:隨溫度的降低,NaHCO3的溶解度始終保持最小,故析出的物質(zhì)應(yīng)是NaHCO3。 答案:C 3.1791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與濃硫酸反應(yīng)制Na2SO4: 2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑ ②用焦炭還原Na2SO4制Na2S: Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑ ③用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制Na2CO3: Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS 下列說法正確的是(　　) A.②③兩步都是氧化還原反應(yīng) B.只有第②步是氧化還原反應(yīng) C.該方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備基本沒有腐蝕 D.該方法成本較低 解析:依據(jù)氧化還原反應(yīng)是有化合價(jià)變化的反應(yīng)可知,只有第②步是氧化還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤,B正確;該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成嚴(yán)重酸蝕;該方法具有原料利用不充分、成本較高等特點(diǎn),故C、D錯(cuò)誤。 答案:B 4.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,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/℃ A CO2 30~40 B CO2 0~10 C NH3 30~40 D NH3 0~10 解析: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-,向溶液中加NH3就是加OH-和NH4+,這些都有利于NH4Cl的析出。 答案:D 5.我國著名化工專家侯德榜先生發(fā)明的侯氏制堿法,因原料利用率高,并能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn),從而享譽(yù)中外。侯氏制堿法的基本流程是向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳,獲得碳酸氫鈉晶體,再將所得碳酸氫鈉晶體加熱分解后即可得到純堿。它的反應(yīng)原理可用下列化學(xué)方程式表示: NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑。 某課外興趣小組同學(xué)按照侯氏制堿法原理,設(shè)計(jì)了如下一套實(shí)驗(yàn)裝置: 實(shí)驗(yàn)室可供選用的藥品:濃氨水、純堿、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、熟石灰、氯化銨、氯化鈉。 (1)A、D中最合適的試劑為A　　　　　;D　　　　　　　(填名稱)。 (2)本實(shí)驗(yàn)具體操作過程中,應(yīng)先通　　　　　　氣體,再通　　　　　　　氣體;原因是　　　　　　　　　　　　　。 (3)指出該裝置中的錯(cuò)誤:　　　　　　　　　　　　　　　　(至少兩處)。 (4)在改進(jìn)裝置后,該同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)所用的飽和NaCl溶液中含溶質(zhì)58.5 g,實(shí)驗(yàn)最后得到無水碳酸鈉26.0 g。該同學(xué)針對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果,認(rèn)真分析了造成損失的原因,發(fā)現(xiàn)其操作步驟并沒有錯(cuò)誤,則主要原因可能是　。 (5)在侯氏制堿法工業(yè)生產(chǎn)中,原料的利用率高,大大降低了成本。請(qǐng)問本實(shí)驗(yàn)中哪些物質(zhì)可重復(fù)利用?　　　　　　　　　　　　。 解析:根據(jù)反應(yīng)原理,實(shí)驗(yàn)操作過程為:先制得NH3(左邊裝置)和CO2(右邊裝置),再將制得的氣體依次通入飽和食鹽水中即得碳酸氫鈉晶體,再加熱碳酸氫鈉晶體就可以得到純堿。 答案:(1)氯化銨和熟石灰　稀鹽酸 (2)NH3　CO2　CO2在水中溶解度小,先通NH3至飽和,有利于NaHCO3析出 (3)B、C之間缺少止水夾;B裝置沒有與大氣相通,為密閉裝置;通NH3的導(dǎo)管伸入液面以下(任填兩種即可) (4)NaHCO3部分溶解,未能全部沉淀出來 (5)NH4Cl、CO2