第3章 微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法

微项目　揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法
基础过关练
1.“NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl”是“索尔维制碱法”的关键反应。下列有关说法不正确的是 (　　)
A.该条件下NaHCO3的溶解度较其他涉及盐小
B.析出固体后的溶液为NaHCO3的不饱和溶液
C.由该反应可获得氮肥
D.该实验中最好用饱和食盐水,可增大钠离子浓度,有利于析出碳酸氢钠固体
2.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:
下列有关氨碱法的说法不正确的是 (　　)
A.通过增大c(Na+)、c(HC),使NaHCO3(s) Na+(aq)+HC(aq)平衡左移,产生沉淀
B.先向饱和食盐水中通入氨气,再通入CO2,可以促进碳酸电离
C.索尔维法的食盐利用率较低
D.该流程中能循环利用的物质只有CO2
3.纯碱是一种重要的无机化工原料,广泛应用于轻工日化、食品工业、纺织、医药等领域。1942年侯德榜先生发明了侯氏制碱法,为我国化工事业的发展作出了卓越贡献。侯氏制碱法包括对饱和食盐水进行一次碳酸化,两次吸氨,冷析、盐析。有关反应生产原理和流程如下:
NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
回答下列问题:
(1)纯碱溶液可用作油污清洗剂的原因是　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。
(2)常温下在碳酸化过程中,下列各量始终保持增大的是　　　。
A.水的电离程度　　　　　B.c(C)
C.　　　　　D.溶液的导电能力
(3)碳酸化过程结束时析出大量固体,写出此时的沉淀溶解平衡方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
(4)假设饱和食盐水中含有1 mol NaCl,通入1 mol NH3完全吸收反应(假设无NH3存在)。有关母液1的叙述正确的是　　　　　。
A.溶液一定呈碱性
B.溶质只含有氯化铵
C.溶液中:c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O)
D.溶液中:c(HC)(5)第二次吸氨、加盐、冷析的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,试从平衡角度解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
微项目　揭秘索尔维制碱法和
侯氏制碱法
基础过关练
1.B　析出NaHCO3后的溶液仍是NaHCO3的饱和溶液,B错误。
2.D　可溶性物质的溶解存在一定限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质也会析出,类似于沉淀溶解平衡。通过增大c(Na+)、c(HC),使NaHCO3(s) Na+(aq)+HC(aq)平衡左移,产生NaHCO3沉淀,A正确;先向饱和食盐水中通入氨气,可促进碳酸电离,从而增大HC的浓度,有利于NaHCO3析出,B正确;索尔维法制碱母液中含有大量N和Cl-,以及高浓度的Na+和HC,但是只实现了N和部分Cl-的回收利用,Na+、部分Cl-随废液排放,食盐利用率较低,C正确;该流程中,能循环利用的物质有NH3和CO2,D错误。
名师点睛
索尔维法原理分析
3.答案　(1)C+OH-　(2)C　(3)NaHCO3(s) Na+(aq)+HC(aq)　(4)CD　(5)使氯化铵沉淀析出　N(aq)+Cl-(aq) NH4Cl(s)　ΔH<0,加盐可增大c(Cl-),第二次吸氨可增大c(N),制冷(即降温),三步操作均可促使平衡正向移动
解析　(1)纯碱水解使溶液呈碱性,故可用作油污清洗剂,C可分步水解,以第一步水解为主:C+OH-。
(2)碳酸化过程中,随CO2的通入,先发生反应2NH3+CO2+H2O (NH4)2CO3,再发生反应CO2+H2O+(NH4)2CO3 2NH4HCO3,C,所以水的电离程度不是持续增大的,c(C)先增大后减小,A、B错误;Kb=,常温下,Kb是个定值,碳酸化过程中随CO2的通入,c(OH-)减小,则增大,C正确;当发生反应NH4HCO3+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl时,溶液中的离子浓度减小,导电能力减弱,故溶液的导电能力不是持续增大的,D错误。
(3)碳酸化过程结束时,溶液中析出的大量固体为NaHCO3,溶液中也溶有一定量NaHCO3,存在NaHCO3的沉淀溶解平衡,即NaHCO3(s) Na+(aq)+HC(aq)。
(4)母液1为碳酸氢钠的饱和溶液,同时含有大量氯化铵,N水解呈酸性,HC水解呈碱性,c(HC)很小,溶液可能呈酸性,A、B错误;无Cl-和含N物质从溶液中脱离出来,根据物料守恒,溶液中c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O),C正确;母液1中n(NaHCO3)5