高中化学第1单元走进化学工业课题3纯碱的生产作业人教版

纯碱的生产

一、Na2CO3、NaHCO3性质的比较

1.下列关于NaHCO3的叙述,不正确的是()

A.它是一种白色粉末,相同温度下溶解度小于Na2CO3

B.加热至200 ℃左右,可完全分解,利用这种性质,可由NaHCO3制取纯碱

C.与Na2CO3相比,当质量相同时,分别跟足量盐酸反应后,NaHCO3可得到较多的二氧化碳

D.其晶体的化学式为NaHCO3·10H2O,在空气中会风化

解析:Na2CO3·10H2O在干燥的空气中容易风化,没有NaHCO3·10H2O这种物质。

答案:D

2.在制小苏打(NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+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NH3

B.先通入NH3,达到饱和后再通入CO2

C.CO2和NH3同时通入

D.以上三种方法都行

解析:CO2在NaCl溶液中溶解度小,先通入NH3后使溶液呈碱性,能溶解大量的CO2,生成大量的HC,从而有利于析出大量的NaHCO3晶体。

答案:B

3.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,结果有晶体析出,对析出晶体的原因分析不正确的是()

A.相同温度下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的

B.溶液中溶剂减少了

C.溶质质量增加了

D.反应过程放热

解析:本题考查的是Na2CO3与CO2反应的知识,根据化学方程式Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3可以得出:通过反应,溶剂质量减少,溶质质量增加,由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的,因此有NaHCO3晶体析出。

答案:D

4.为了确定小苏打中是否含有纯碱,下列实验操作及判断正确的是()

A.将固体加热,观察是否有水生成

B.滴加盐酸,观察是否放出气体

C.将固体溶于蒸馏水配成溶液,滴加少量BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成

D.将固体溶于蒸馏水配成溶液,滴加澄清石灰水,观察是否有白色沉淀生成

解析:A中加热有H2O生成是NaHCO3的性质;B中加盐酸两者都放出气体;C中Na2CO3能与BaCl2发生复分解反应生成BaCO3沉淀而NaHCO3则不能;D中加澄清石灰水两者都能生成白色沉淀,无法确定含Na2CO3。

答案:C

二、纯碱的工业生产

5.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。请按要求回答问题:

(1)氨碱法产生大量CaCl2废弃物,请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式:

。

(2)写出联合制碱法有关反应的化学方程式:

。(3)CO2是制碱工业的重要原料,联合制碱法与氨碱法中CO2的来源有何不同?

。(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据联合制碱法总反应,列出计算原子利用率的表达式为:

原子利用率(%)=

。

解析:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑

(3)联合制碱法中CO2来源于合成氨工业的副产品,而氨碱法中CO2来源于石灰石的分解。

(4)联合制碱法原子利用率的表达式:

原子利用率(%)=×100%=×100%

答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑

(3)联合制碱法中CO2来源于合成氨的副产品,氨碱法中CO2来源于CaCO3的分解

(4)×100%

(建议用时:30分钟)

1.下列工业生产所发生的化学反应不涉及氧化还原反应的是()

A.用侯氏制碱法生产纯碱

B.用二氧化硫制硫酸

C.工业合成氨

D.从海水中提取单质溴

解析:联合制碱法利用生成溶解度更小的碳酸氢钠,不属于氧化还原反应;B、C、D中都有氧化还原反应发生。

答案:A

2.(双选)下列说法中错误的是()

A.制纯碱的原料只能是无机物

B.制纯碱的原料可能包含有机物

C.NR3·HCl+NH3NR3+NH4Cl是氧化还原反应

D.NR3·HCl+NH3NR3+NH4Cl是非氧化还原反应

解析:在侯氏制碱法制纯碱的生产中,可以用甲烷等烃与水反应制氢气。用有机胺制碱法制

纯碱的生产中,所用的有机胺就属于有机物。

答案:AC

3.一定温度下,向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2气体,忽略溶液体积的变化,下列有关说法中正确的是()

A.c(Na+)不变

B.溶液的pH变大

C.溶液质量增大

D.溶液中溶质的质量分数变小

解析:向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体时,发生反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,该反应为化合反应,生成溶质NaHCO3的质量大于原溶质Na2CO3的质量,因为同一温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,且反应过程中溶剂的质量也减少,因此析出NaHCO3晶体,c(Na+)

减小,溶液的质量减小,所以A、C选项错误;溶液中的溶质质量分数减小,所以D项正确;HC

的水解程度小于C的水解程度,所以溶液的pH减小,B项错误。

答案:D

4.下列关于工业生产说法错误的是()

A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通氨气,后通二氧化碳

B.在硫酸工业、合成氨工业中,皆采用循环操作提高原料利用率

C.在侯氏制碱工业中,二氧化碳可以循环利用

D.硫酸工业中,用水来吸收三氧化硫

解析:硫酸工业中,是用98%的硫酸来吸收三氧化硫,如果用水来吸收,则会产生酸雾,影响产率,D选项错误。

答案:D

5.下列叙述中正确的是()

A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成

B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2

C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的稀盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同

D.向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2,有NaHCO3结晶析出

解析:选项A,Ca(HCO3)2和NaHCO3在水溶液中不发生反应;选项B,向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸发生反应Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,理论上没有CO2生成;选项C,注意等质量NaHCO3和Na2CO3与足量的稀盐酸反应,NaHCO3的物质的量大,生成CO2多;选项D,NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,若Na2CO3全反应则生成NaHCO3的质量比Na2CO3的大,反应消耗水,则有大量晶体析出。

答案:D

6.工业上常用氨碱法制取碳酸钠(将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打,再经过滤、煅烧而得到纯碱),但却不能用氨碱法制取碳酸钾,这是因为在溶液中()

A.KHCO3溶解度较大

B.KHCO3溶解度较小

C.K2CO3溶解度较大

D.K2CO3溶解度较小

解析:氨碱法制取Na2CO3的原理是,在精制的食盐水中分别通入NH3、CO2,由于NaHCO3溶解度