2018-2019学年高中化学主题2海水资源工业制碱课题3纯碱制造技术的发展作业鲁科版选修

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… - 1 - 纯碱制造技术的发展 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．侯氏制碱法中的碱是指下列的( ) A．NaOH B．K2CO3 C．Na2CO3 D．NaHCO3 【解析】 侯氏制碱法制备的是Na2CO3，俗称纯碱。 【答案】 C 2．工业上常用氨碱法制取碳酸钠(将氨气和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤、焙烧而得到纯碱)，但却不能用氨碱法制碳酸钾，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：在精制的食盐水中先后通入NH3、CO2，由于NaHCO3

溶解度不大，当Na＋、HCO－3浓度较大时便析出NaHCO3晶体，将过滤得到的NaHCO3煅烧得Na2CO3，

由于KHCO3溶解度较大，无法从溶液中析出，故无法利用其分解制取K2CO3。 【答案】 A 3．下表所列为四种可溶性盐在30 ℃的溶解度(g/100 g H2O)： 盐 NaCl NaHCO3 Na2CO3 (NH4)2CO3 溶解度 36.5 12.1 30.0 27.0 若在30 ℃的饱和食盐水中通入氨气至饱和后，再通入二氧化碳就会有晶体析出，试参考表中的数据，推测析出的晶体是下列的哪一种( ) A．NaCl B．NaHCO3 C．Na2CO3 D．(NH4)2CO3 【答案】 B 4．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相似，当质量相同，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 5．在制小苏打(NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)的操作中，应在饱和食盐水中( ) 【导学号：28920027】 A．先通入CO2，达到饱和后再通入NH3 ……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… - 2 - 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NH3溶液呈碱性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO－3，从而析出大量的NaHCO3晶体。 【答案】 B 6．与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是( ) A．提高了原料的原子利用率 B．降低了生产成本 C．减少了环境污染 D．减轻了对设备的腐蚀 【解析】 联合制碱法把氯化铵和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境污染。 【答案】 D 7．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的说法正确的是( ) A．分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打 B．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．用两只小玻璃杯，分别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．先将两种样品配成溶液，分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打

【解析】 2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，分解后仍有残留物，A项错误。Na2CO3和NaHCO3都能发生焰色反应，使火焰显黄色，B项错误。Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，NaHCO3

＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O，二者与石灰水反应都有白色沉淀生成，D项错误。Na2CO3与

醋酸反应分两步进行，产生气泡的速率慢。 【答案】 C 8．侯氏制碱法是纯碱工业中一种重要的生产方法。但是，侯氏制碱法也存在着一定的局限性。例如，有时在某些国家和地区会出现氯化铵产品供过于求的现象。下列关于将氯化铵进行处理的方法中，正确的是( ) A．在地下深埋 B．投入大海的深水处 C．加工成农作物的复合肥 D．用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料 【解析】 将氯化铵在地下深埋和投入大海的深水处，都会造成环境污染。氢氧化钠比……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… - 3 - 碳酸钠生产成本更高、价格更贵。用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料，在生产效益上得不偿失。氮、磷、钾都是农作物生长所必需的元素，将氯化铵与含磷元素或钾元素的化合物进行适当复合，可生产农作物的复合肥。 【答案】 C 9．1861年比利时人索尔维以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NH3 B．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，不再生产NH3来循环使用 D．从理论上看，每再生产1 mol Na2CO3，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＋H2O===NaHCO3↓＋

NH4Cl,2NaHCO3=====煅烧Na2CO3＋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，是不需要补充氨的。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。根据反应关系及原子守恒，从理论上看每生产1 mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO2。 【答案】 C 10．下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图：

气体A的饱和溶液――→加入食盐ⅠA和食盐的饱和溶液―――――――→通入足量气体BⅡ悬浊液――→过滤Ⅲ晶体――→Ⅳ纯碱 则下列叙述错误的是( ) A．A气体是NH3，B气体是CO2 B．第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分 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(即是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……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… - 4 - 的溶解度，先将溶液氨化后，吸收CO2的效果更好)，第Ⅱ步即得到NaHCO3悬浊液，第Ⅳ步应将NaHCO3加热分解，以得到Na2CO3。 【答案】 D [能力提升] 11．工业制纯碱时，第一步通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，获得碳酸氢钠结晶。它的反应原理可以用下面的方程式表示： NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl 以上反应的总结果是放热反应。下面设计了一个实验，用最简单的实验装置模拟实验这一过程，获得碳酸钠结晶。可供选择的实验用品有：稀盐酸、稀硫酸、浓氨水、氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰，以及中学化学实验常用仪器。实验装置示意图(包括反应时容器中的物质)如下，图中玻璃容器自左至右分别用A、B、C……符号标明(请见题后说明)。

(1)请写出在图上A、B、C……各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。 A________，B________，C________，D________，E________。 (2)利用在本题所提供的实验用品，如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶，而不是碳酸氢铵或食盐结晶？ 【答案】 (1)CaCO3 蒸馏水(或水) 冰水(或冷水) 被氯化钠饱和的浓氨水溶液 稀硫酸 (2)取少量产品放在试管中，在酒精灯上加热至不再有气体放出时，停止加热。试管中如有白色剩余物质，则得到的产品不是NH4HCO3。试管冷却后，向其中加入适量盐酸，反应激烈，冒大量气泡，最后剩余物全部溶解，说明得到的结晶是NaHCO3。如加入盐酸后，晶体全部溶解，但无气泡产生，则得到的结晶可能是食盐。 12．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，联合制碱法和氨碱法中CO2的来源有何不同？_________________________________________________________________