2017-2018學年高中化學 課時跟蹤訓練（三）純堿的生產(chǎn) 新人教版選修2.doc

課時跟蹤訓練(三)純堿的生產(chǎn)一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1我國著名的化工專家侯德榜在20世紀20年代所創(chuàng)立的“侯氏制堿法”譽滿全球。“侯氏制堿法”中的堿是指下列的()ANaOHBK2CO3CNa2CO3 DNaHCO32下列屬于侯氏制堿法的優(yōu)點的是()A氨和二氧化碳由合成氨廠提供B母液可回收制氯化銨C氯化鈉的利用率達96%D以上全是3下列說法不正確的是()A“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”的化學反應原理中都有下列化學反應NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3H2OCO2B“聯(lián)合制堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝C“氨堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝D“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”都有一定的局限性4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(jīng)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()AKHCO3溶解度較大BKHCO3溶解度較小CK2CO3溶解度較大DK2CO3溶解度較小5下列說法中不正確的是()A用聯(lián)合制堿法制造純堿和氯化銨，原料的利用率高，不必考慮環(huán)境保護的問題B化工生產(chǎn)技術始終是在不斷創(chuàng)新中發(fā)展，侯氏制堿法也還需要改進C社會對純堿的需求是純堿生產(chǎn)技術創(chuàng)新發(fā)展的原動力D純堿生產(chǎn)技術的再創(chuàng)新需要多門學科、多種技術的協(xié)同作用6工業(yè)上將相同物質(zhì)的量的NaCl、CO2、NH3在30 時配成溶液，此時溶液中無晶體。當降溫至某溫度時，開始析出晶體，此晶體是()溫度/ 溶解度/g鹽0102030NH4Cl29.433.337.241.1NH4HCO311.915.921.027.0NaHCO36.98.159.611.1NaCl35.735.836.036.4ANH4Cl BNH4HCO3CNaHCO3 DNaCl7某工廠依據(jù)生產(chǎn)純堿的工藝流程設計用CaSO4、H2O、NH3、CO2制備(NH4)2SO4。其工作過程如下：下列推理不合理的是()A往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成B生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3C直接蒸干濾液能得到純凈的(NH4)2SO4D煅燒CaCO3生成的CO2可被循環(huán)使用81892年比利時人索爾維以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)流程下列有關說法不正確的是()A從理論上看，循環(huán)生產(chǎn)時不需要再補充NH3B從綠色化學原料充分利用的角度看，該方法有兩個明顯的缺陷是：氯化鈉未能充分利用和產(chǎn)生CaCl2廢棄物C氨堿法生產(chǎn)過程中將NH4Cl作為一種化工產(chǎn)品，不再生產(chǎn)NH3來循環(huán)使用D從理論上看，每再生產(chǎn)1 mol Na2CO3，再補充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是2 mol NaCl和1 mol CO291791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：用NaCl與H2SO4反應制Na2SO4：2NaClH2SO4Na2SO42HCl用焦炭還原Na2SO4制Na2S：Na2SO44CNa2S4CO用硫化鈉與石灰石反應制Na2CO3：Na2SCaCO3Na2CO3CaS下列說法正確的是()A兩步都是氧化還原反應B只有第步是氧化還原反應C該方法對生產(chǎn)設備基本沒有腐蝕D該方法對環(huán)境污染較小10反應NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl是“氨堿法”的重要化學反應，以下是對該反應涉及的有關知識的部分見解，其中不正確的是()A該條件下NaHCO3的溶解度較小BNaHCO3不是純堿C析出固體后的溶液為NaHCO3的不飽和溶液D析出固體后的溶液為NaHCO3的飽和溶液二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11(12分)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。請按要求回答問題：(1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學方程式：_。(2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關反應的化學方程式：_；_。(3)綠色化學的重要原則之一是提高反應的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)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(%)_。12(12分)侯氏制堿法原理是：將NH3和CO2氣體通入飽和食鹽水中即可獲得NaHCO3和NH4Cl的混合物，然后分離出NaHCO3再加熱制得純堿。其流程如下：參照下表：物質(zhì)CO2NH3NaHCO3NH4ClNaCl溶解度(20 )V水V二氧化碳11V水V氨氣17009.6 g37.2 g a g回答下列問題：(1)氣體A、B依次是_。ACO2、NH3BNH3、CO2C任何順序都可以(2)寫出()和()步驟總反應的化學方程式_。由反應原理可知，a_9.6(填“”、“”或“”)。(3)操作()的名稱是_，化學實驗室進行該操作用到的玻璃儀器有_。(4)經(jīng)步驟()所得液體中含有的鹽為(寫化學式)_。經(jīng)過_(填操作名稱)后可以得到化肥。(5)每當通入NH3 44.8 L(標準狀況下)時可以得到純堿100.0 g，則NH3的利用率為_。13(12分)根據(jù)侯德榜制堿原理并參考下表的數(shù)據(jù)，實驗室制備純堿Na2CO3的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在3035 ，攪拌下分批加入研細的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過濾得NaHCO3晶體。用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)后轉入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時，制得Na2CO3固體。四種鹽在不同溫度下的溶解度表(g/100 g水)鹽溶解度溫度/NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl035.711.96.929.41035.815.88.133.32036.021.09.637.23036.327.011.141.44036.612.745.85037.014.550.46037.316.455.310039.877.3注：>35 NH4HCO3會分解。請回答：(1)反應溫度控制在3035 ，是因為若高于35 ，則_，若低于30 ，則_；為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為_。(2)加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是_。靜置后只析出NaHCO3晶體的原因是_。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去_雜質(zhì)(用化學式表示)。(3)過濾所得的母液中含有_(用化學式表示)，需加入_，并做進一步處理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4Cl。14(14分)我國化學家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：(1)上述生產(chǎn)純堿的方法稱_，副產(chǎn)品的一種用途為_。(2)沉淀池中發(fā)生的化學反應方程式是_。(3)寫出上述流程中X物質(zhì)的化學式是_。(4)使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了_(填上述流程中的編號)的循環(huán)，從沉淀池中取出沉淀的操作是_。(5)為檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加_。(6)向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品。通氨氣的作用有_。a增大NH的濃度，使NH4Cl更多地析出b使NaHCO3更多地析出c使NaHCO3轉化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度答 案1選C本題中的堿指的是純堿Na2CO3。2選D侯氏制堿法的優(yōu)點有原料易得，NaCl的利用率高，而且產(chǎn)生的NH4Cl可以作肥料。3選B“氨堿法”將NH4Cl和Ca(OH)2再反應，使NH3循環(huán)利用；“聯(lián)合制堿法”是制得純堿和副產(chǎn)品氯化銨。4選A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、HCO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。5選A化工生產(chǎn)一般都會產(chǎn)生污染物，要科學地評價純堿生產(chǎn)技術及其他化工生產(chǎn)技術，環(huán)境保護也需考慮。6選C據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度的降低，NaHCO3的溶解度始終最小，故首先析出的物質(zhì)應是NaHCO3。7選C觀察流程圖可知，甲中已通入了足量的NH3，往甲中通CO2的目的是與NH3反應生成(NH4)2CO3，從而有利于(NH4)2SO4的生成，A、B正確；煅燒生成的CO2可以通入甲中循環(huán)使用，D正確。8選C工業(yè)制堿的原理涉及反應：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。索爾維法用生成的氯化銨制備氨氣，將氯化銨進行了循環(huán)利用，所以從理論上講，是不需要補充氨的。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，這兩點是索爾維法的缺陷。根據(jù)反應關系式及原子守恒，從理論上看每生產(chǎn)1 mol Na2CO3，需再補充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是2 mol NaCl和1 mol CO2。9選B氧化還原反應是有元素化合價變化的反應，第步反應無化合價變化，不是氧化還原反應，A不正確；該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl，對設備嚴重腐蝕；第步反應生成的CO是大氣污染物，故C、D不正確。10選C該條件下NaHCO3的溶解度不大，因此析出NaHCO3，析出后應為NaHCO3的飽和溶液。11解析：(3)聯(lián)合制堿法反應的化學方程式為NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，總反應可看作是2NH32NaClCO2H2O=Na2CO32NH4Cl，所以，原子利用率(%)100%100%。答案：(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(2)NH3CO2H2ONaCl(飽和)=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(3)100%12解析：(1)氨氣在水溶液中溶解度大，故侯氏制堿法中先向飽和食鹽水中通入NH3，后通入CO2。(2)由反應原理：飽和食鹽水中析出NaHCO3沉淀，故同溫下NaCl的溶解度大于NaHCO3的溶解度，a>9.6。(5)由反應轉化關系：NH3NaClNa2CO3，當?shù)玫?00.0 g純堿時，消耗NH3為21.887 mol，則NH3的利用率為100%94.34%。答案：(1)B(2)NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl(3)過濾燒杯、漏斗、玻璃棒(4)NaHCO3、NH4Cl(NaCl寫與不寫均可)結晶(5)94.34%13解析：(1)溫度超過35 ，NH4HCO3會分解，反應速率受溫度的影響，溫度低，反應速率慢，此溫度下，用水浴加熱較為好控制。(2)反應需要保持一段時間，使其反應充分。NaHCO3晶體表面會附著未反應完的NaCl、NH4HCO3及生成的NH4Cl等，需水洗除去。(3)加入鹽酸可使NaHCO3轉化為NaCl，也可使NH4HCO3轉化為NH4Cl。答案：(1)NH4HCO3分解反應速率降低水浴加熱(2)使反應充分進行NaHCO3的溶解度最小NaCl、NH4Cl、NH4HCO3(3)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3HCl14解析：(1)、(2)兩問題為識記性題目。(3)需要在理解原理的基礎上作出回答。(4)原料利用率和基本實驗操作的考查?！把h(huán)操作”是提高原料利用率、解決環(huán)境污染等問題的關鍵思想。過濾是初中就要求掌握的基本操作。(5)本問題是Cl的檢驗，這是中學常見離子的檢驗。(6)實際是平衡理論的具體應用。答案：(1)聯(lián)合制堿法或侯氏制堿法制化肥或作電解液等(其他合理答案均可)(2)NH3CO2H2ONaCl=NH4ClNaHCO3(3)CO2(4)過濾(5)稀硝酸和硝酸銀溶液(6)ac