2020年高考化学二轮专题复习：纯碱工业(侯氏制碱法)

2020年高考化学二轮专题复习：纯碱工业（侯氏制碱法）
1．以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：则下列叙述错误的是（）
A．A气体是NH3，B气体是CO2
B．把纯碱及第Ⅲ步所得晶体与某些固体酸性物质（如酒石酸）混合可制泡腾片
C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
2．模拟侯氏制碱法原理，在CaCl2浓溶液中通入NH3和CO2可制得纳米级材料，装置见图示．下列说法正确的是（）
A．a通入适量的CO2，b通入足量的NH3，纳米材料为Ca（HCO3）2
B．a通入足量的NH3，b通入适量的CO2，纳米材料为Ca（HCO3）2
C．a通入适量的CO2，b通入足量的NH3，纳米材料为CaCO3
D．a通入少量的NH3，b通入足量的CO2，纳米材料为CaCO3
3．某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图1所示装置制取NaHCO3，反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl．然后再将NaHCO3制成Na2CO3．
（1）装置乙的作用是．为防止污染空气，尾气中含有的需要进行吸收处理．
由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作
有、、．NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式
为．
（3）若在中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究．取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示．则曲线c对应的溶液中的离子是（填离子符号）；该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是．
（4）若取21.0g NaHCO3固体，加热了t2 min后，剩余固体的质量为l4.8g．如果把此剩余固体全部加入到200mL 2mol•L﹣1的盐酸中则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为（设溶液体积变化忽略不计）．
4．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
有关信息：已知“沉淀池”中发生的化学反应方程式是：NH3+CO2+H2O+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓；或NH3+CO2+H2O═NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl．上述生产纯碱副产品NH4Cl 可作为化肥或电解液或焊药等．
（1）上述流程中X物质的化学式为．
使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了I的循环，该设计体现了“绿色化学”的基本理念是．从“沉淀池”中分离出沉淀的操作名称是．
（3）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，具体操作和现象是．
（4）某纯碱厂每天消耗NaCl质量为130t，原料NaCl的利用率按90%计，则每天可生产Na2CO3的质量为t．
5．我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献．如图是侯氏联合制碱法的工艺流程．
已知NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大，而在低温下比NaCl 溶解度小，在278K～283K时，向NH4Cl溶液中加入食盐细粉，可使NH4Cl 单独结晶析出．回答下列问题：
（1）操作①用到的玻璃仪器为，反应①的离子方程式为：．
分别将NH3和CO2通入饱和食盐水中，正确的通入顺序是，理由是．（3）流程图中可循环使用的物质有，
（4）写出固体B的一种用途．
6．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．
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为；
②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）；
氨碱法的工艺如图1所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱．
①图1中的中间产物C是，D．（写化学式）；
②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2图的溶解度（S）随温度变化曲线，分析说明是否可行？．
7．工业以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是（填字母标号）．a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实
验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．
试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是，其作用是；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是（填分离操作的名称），该操作所需要的玻璃仪器有．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入气体，说明原因．
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是．
（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为．
（4）请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：．
参考答案
1．D 2．C 3．除去二氧化碳中的氯化氢气体氨气过滤洗涤灼烧
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑HCO3- 1：2 0.75mol/L
4．(1)CO2 (2)提高反应物氯化钠的原子利用率过滤(3)取少量试样溶解，加用硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀说明含有氯化钠，否则，没有氯化钠(4) 106
5．(1)烧杯、玻璃棒、漏斗Na++NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4+ 先通入足量的NH3，再通入足量的CO2 因为通入NH3使溶液呈碱性，增大CO2的溶解度，才能产生足够多的HCO3-，以确保得到NaHCO3沉淀(3)气体A和滤液B (4)常用作氮肥
6 (1).NaCl+H2SO4（浓）NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4（浓）Na2SO4+2HCl↑
Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2
(2)Ca（OH）2 .NH3 NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(3)提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2
(4)不可行；因为KHCO3的溶解度较大，且在常温下与KCl溶解度相差小，当温度高于40℃时，由图象可知，降温结晶时会析出较多的KCl，无法大量析出碳酸氢钾
7. （1）c （2）饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体吸收未反应完的NH3
过滤玻璃棒、漏斗、烧杯氨气氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵增大气体与溶液接触面积，提高CO2的吸收率86.3% 用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应。