【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中化学（鲁科版）选修2 课时作业：主题2课题3 纯碱制造技术的发展

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1．(2013·济南高二检测)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．下列物质的化学式和俗名一致的是(　　)
A．氯化钠(NaCl，食盐)
B．氢氧化钠(NaOH，纯碱)
C．碳酸钠(Na2CO3，苏打、烧碱)
D．碳酸氢钠(NaHCO3，大苏打)
【解析】　B项，纯碱是Na2CO3的俗名，NaOH的俗名为烧碱、火碱、苛性钠；C项中烧碱是NaOH；D项中大苏打是Na2S2O3。【来源：21·世纪·教育·网】
【答案】　A
3．下表所列为四种可溶性盐在30 ℃的溶解度(g/100 gH2O)：
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(　　)21教育网
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NH3溶液呈碱性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO，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。21世纪教育网版权所有
【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】　2NaHCO3Na2CO3＋ ( http: / / www.21cnjy.com )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。21cnjy.com
【答案】　C
8．侯氏制碱法是纯碱工业中一种重要的生产方 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )水处，都会造成环境污染。氢氧化钠比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。21·cn·jy·com
【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：2·1·c·n·j·y
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21·世纪*教育网
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 CO2www-2-1-cnjy-com
【解析】　工业制碱的原理涉 ( http: / / www.21cnjy.com )及反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋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A和食盐的饱和溶液悬浊液晶体,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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。www.21-cn-jy.com
【答案】　D
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：2-1-c-n-j-y
NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl　　21*cnjy*com
以上反应的总结果是放热反应。下面设 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。【出处：21教育名师】
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )要原料，联合制碱法和氨碱法中CO2的来源有何不同？________________________________。【版权所有：21教育】
(4)绿色化学的重要原则 ( http: / / www.21cnjy.com )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↑。21教育名师原创作品
(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%
或原子利用率(%)＝×100%
＝×100%。
【答案】　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑21*cnjy*com
(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%
[或×100%]
13．某课外兴趣小组同学按照侯氏制碱法原理，设计了如下一套实验装置：
实验室可供选用的药品有：浓氨水、纯碱、大理石、稀盐酸、稀硫酸、熟石灰、氯化铵、氯化钠。
(1)A、D中最合适的试剂(填名称)为：A________；D________。
(2)指出该装置中的错误(至少两处)：____________________________
(3)在改进装置后，该同学进行了实验， ( http: / / www.21cnjy.com )实验所用的饱和NaCl溶液中含溶质58.5 g，实验最后得到无水碳酸钠26.0 g，则其产率为多少？该同学针对其实验结果，认真分析了造成损失的原因，发现其操作步骤并没有错误，则主要原因是什么？
(4)在侯氏制碱法工业生产中，原料的利用率高，大大降低了成本。请问本实验中哪些物质可重复利用？
【解析】　本题以侯氏制碱法的原理为切入 ( http: / / www.21cnjy.com )点，分别考查药品的选用、操作过程分析、实验装置评价、化学计算、化工生产原理等。根据反应原理，实验操作过程为：先制得NH3(左边装置)和CO2(右边装置)，再将制得的气体依次通入饱和食盐水中即得碳酸氢钠晶体，再加热碳酸氢钠晶体就可以得到纯碱。
【答案】　(1)氯化铵和熟石灰　稀盐酸
(2)B、C之间缺少止水夹；B装置应与大气相通，不能为密闭装置；通NH3的导管不应伸入液面以下(任填两种即可)
(3)根据钠元素守恒，得关系式：2 ( http: / / www.21cnjy.com )NaCl～Na2CO3，m(Na2CO3)＝106×58.5 g/117＝53.0 g，则Na2CO3的产率为26.0 g/53.0 g×100%≈49.1%；NaHCO3在水中有较大的溶解度，未能全部沉淀出来
(4)NH4Cl、CO2
14．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱的方法，其生产流程可简要表示如下：
(1)上述生产纯碱的方法称________，副产品的一种用途为
________________________________________________。
(2)沉淀池中发生反应的化学方程式是
_____________________________________________。
(3)写出上述流程中X物质的分子式为________。
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了________(填上述流程中的编号)的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是
___________________________________________________。
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加
________________________________________________________。
(6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有________。
a．增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出
b．使NaHCO3更多地析出
c．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度
【解析】　将NH3和CO2两种气体通入NaCl溶液后，发生化学反应：
NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
NaHCO3溶解度较小，结晶析出；NH4 ( http: / / www.21cnjy.com )Cl溶解度较大，留在母液中；溶液里还有未反应的NaCl和未结晶的NaHCO3。从母液中提取NH4Cl后，含有NaCl和NaHCO3的溶液循环到沉淀池中再次利用，这样就大大提高了氯化钠的利用率。【来源：21cnj*y.co*m】
NaHCO3在煅烧炉中发生化学反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。
生成的CO2循环到沉淀池中再次利用。
含NH4Cl、NaHCO3、NaCl ( http: / / www.21cnjy.com )的母液中通入NH3后，发生反应NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，这样有利于NH4Cl的析出和NaHCO3转化为Na2CO3。
【答案】　(1)侯氏制碱法(或联合制碱法)　用做农作物的化肥(其他合理的答案亦可)
(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
(3)CO2　(4)Ⅰ　过滤
(5)硝酸酸化的硝酸银溶液
(6)ac
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