2019高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 1.3 純堿的生產(chǎn)課時(shí)演練 新人教版選修2.docx

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1.3 純堿的生產(chǎn)課時(shí)演練促提升A組1.下列科學(xué)家中,為我國(guó)化學(xué)工業(yè)作出重大貢獻(xiàn)的是()A.錢(qián)學(xué)森B.袁隆平C.侯德榜D.鄧稼先解析:錢(qián)學(xué)森被譽(yù)為“中國(guó)航天之父”“中國(guó)導(dǎo)彈之父”,是著名物理學(xué)家、火箭專家。袁隆平是中國(guó)工程院院士,被譽(yù)為“雜交水稻之父”。侯德榜是中國(guó)著名的化工專家,成功研究出了聯(lián)合制堿法。鄧稼先是核物理學(xué)家。答案:C2.下列屬于侯氏制堿法優(yōu)點(diǎn)的是()A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供B.母液可回收制氯化銨C.氯化鈉的利用率達(dá)96%D.以上全是解析:侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)有原料易得,NaCl的利用率高,而且產(chǎn)生的NH4Cl可以作肥料。答案:D3.比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3,該法又稱氨堿法,其主要生產(chǎn)流程如下:下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.從理論上看,循環(huán)生產(chǎn)時(shí)不需要再補(bǔ)充N(xiāo)H3B.從綠色化學(xué)原料充分利用的角度看,該方法有兩個(gè)明顯的缺陷是氯化鈉未能充分利用和產(chǎn)生CaCl2廢棄物C.將NH4Cl作為一種化工產(chǎn)品,不再循環(huán)使用來(lái)生產(chǎn)NH3D.從理論上看,每再生產(chǎn)1 mol Na2CO3,需再補(bǔ)充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是2 mol NaCl和1 mol CO2解析:工業(yè)制堿的原理涉及反應(yīng):NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。索爾維法用生成的氯化銨制備氨氣,將氯化銨進(jìn)行了循環(huán)利用,所以從理論上講,是不需要補(bǔ)充N(xiāo)H3的。但是在生產(chǎn)過(guò)程中,NaCl母液被棄去,氯化銨制備氨氣生成了無(wú)用的氯化鈣,這兩點(diǎn)是索爾維法的缺陷。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式及原子守恒定律可知,每再生產(chǎn)1molNa2CO3,需再補(bǔ)充2molNaCl和1molCO2。答案:C4.我國(guó)化工專家侯德榜根據(jù)NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl溶解度都小的性質(zhì),運(yùn)用CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl的反應(yīng)原理制備純堿。下面是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬生產(chǎn)的流程示意圖:氣體A的飽和溶液A和食鹽的飽和溶液懸濁液晶體純堿則下列敘述錯(cuò)誤的是()A.A氣體是NH3,B氣體是CO2B.第步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分C.第步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒D.第步操作的主要過(guò)程有溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶解析:侯氏制堿法是先制得氨化的飽和食鹽水,再往其中通入CO2(即往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2,不能依次通入CO2、NH3,因?yàn)镹H3在水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CO2的溶解度,先將溶液氨化后,吸收CO2的效果更好),第步即得到NaHCO3懸濁液,第步應(yīng)將NaHCO3加熱分解,以得到Na2CO3。答案:D5.純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.“聯(lián)合制堿法”是在“氨堿法”的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新的成果B.“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”所用的NH3都取自合成氨廠C.“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”所用的CO2都來(lái)自石灰石的分解D.“聯(lián)合制堿法”的副產(chǎn)品是氯化銨,“氨堿法”的副產(chǎn)品是氯化鈣解析:“氨堿法”所用的CO2來(lái)自石灰石的分解;“聯(lián)合制堿法”利用合成氨廠制造氫氣時(shí)的副產(chǎn)品CO2作為制堿的原料。合成氨廠制造氫氣的主要化學(xué)反應(yīng)如下:C+H2O(g)CO+H2CO+H2O(g)CO2+H2答案:C6.在制小蘇打(NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl)的操作中,應(yīng)在飽和食鹽水中()A.先通入CO2,達(dá)到飽和后再通入NH3B.先通入NH3,達(dá)到飽和后再通入CO2C.CO2和NH3同時(shí)通入D.以上三種方法都行解析:CO2在飽和食鹽水中的溶解度小,先通入NH3,溶液呈堿性,能溶解大量的CO2,生成大量的HCO3-,從而析出大量的NaHCO3晶體。答案:B7.純堿和小蘇打是兩種廚房中常見(jiàn)的用品,它們都是白色固體,下列區(qū)分這兩種物質(zhì)的方法中正確的是()A.分別用砂鍋加熱兩種樣品,全部分解揮發(fā)沒(méi)有殘留物的是小蘇打B.分別用潔凈鐵絲蘸取兩種樣品在煤氣火焰上灼燒,使火焰顏色發(fā)生明顯變化的是小蘇打C.分別在兩只小玻璃杯中加入少量的兩種樣品,再加入等量的食醋,產(chǎn)生氣泡快的是小蘇打D.先將兩樣品配成溶液,分別加入澄清石灰水,無(wú)白色沉淀生成的是小蘇打解析:小蘇打NaHCO3分解生成Na2CO3、H2O和CO2,有Na2CO3殘留,A項(xiàng)錯(cuò)誤;純堿和小蘇打的火焰顏色均為黃色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;二者的溶液中分別加入澄清石灰水,均有CaCO3沉淀生成,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C8.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.用聯(lián)合制堿法制造純堿和氯化銨,原料的利用率高,全然不必考慮環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題B.化工生產(chǎn)技術(shù)始終是在不斷創(chuàng)新中發(fā)展,侯氏制堿法也還需要改進(jìn)C.社會(huì)對(duì)純堿的需求是純堿生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的原動(dòng)力D.純堿生產(chǎn)技術(shù)的再創(chuàng)新需要多門(mén)學(xué)科、多種技術(shù)的協(xié)同作用解析:化工生產(chǎn)一般都會(huì)產(chǎn)生污染物,要科學(xué)地評(píng)價(jià)純堿生產(chǎn)技術(shù)及其他化工生產(chǎn)技術(shù)。答案:A9.侯氏制堿法的步驟如下:飽和食鹽水氨化飽和食鹽水懸濁液試回答下列問(wèn)題:(1)若上述的懸濁液是NaHCO3和NH4Cl的混合液,則和的總反應(yīng)式為。(2)由這一反應(yīng)可知NaCl比NaHCO3溶解度。(3)操作、不能顛倒的原因是。(4)的操作叫。(5)的操作叫。解析:(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物可寫(xiě)出總反應(yīng)式。(2)由制備步驟可知,第步得到的懸濁液含有NaHCO3固體,說(shuō)明NaCl的溶解度比NaHCO3的溶解度大。答案:(1)NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl(2)大(3)由于CO2在飽和食鹽水中的溶解度較小,先通CO2不能產(chǎn)生大量HCO3-,故不可能析出NaHCO3晶體(4)過(guò)濾(5)煅燒B組1.(雙選)下列實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有白色沉淀或晶體析出的是()A.飽和石灰水中加入少量NaOH固體B.飽和碳酸鈉溶液中通入足量的CO2C.氯化鈣溶液中通入少量CO2D.碳酸氫鈉溶液中加入氯化鋇溶液解析:A項(xiàng)NaOH固體溶解時(shí)放熱,而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而降低,有晶體析出;B項(xiàng)通入足量的CO2后生成NaHCO3,其溶解度小于Na2CO3的溶解度;C項(xiàng)中CaCl2與CO2不反應(yīng);D項(xiàng)中二者也不反應(yīng)。答案:CD2.工業(yè)上將相同物質(zhì)的量的NaCl、CO2、NH3在30 時(shí)配成溶液,此時(shí)溶液中無(wú)晶體。當(dāng)降溫至某溫度時(shí),開(kāi)始析出晶體,此晶體是()溫度/溶解度/g鹽0102030NH4Cl29.433.337.241.1NH4HCO311.915.921.027.0NaHCO36.98.159.611.1NaCl35.735.836.036.4A.NH4ClB.NH4HCO3C.NaHCO3D.NaCl解析:在配成的混合溶液中,由于CO2和NH3發(fā)生反應(yīng)CO2+H2O+NH3NH4+HCO3-,溶液中存在的離子有Na+、Cl-、NH4+、HCO3-。從30時(shí)降溫,溶解度小的物質(zhì)將析出。據(jù)表中數(shù)據(jù)可知:隨溫度的降低,NaHCO3的溶解度始終保持最小,故析出的物質(zhì)應(yīng)是NaHCO3。答案:C3.1791年,法國(guó)醫(yī)生路布蘭首先獲得制堿專利,以食鹽、濃硫酸、石灰石、煤為原料制堿,該方法分三步:用NaCl與濃硫酸反應(yīng)制Na2SO4:2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl用焦炭還原Na2SO4制Na2S:Na2SO4+2CNa2S+2CO2用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制Na2CO3:Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS下列說(shuō)法正確的是()A.兩步都是氧化還原反應(yīng)B.只有第步是氧化還原反應(yīng)C.該方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備基本沒(méi)有腐蝕D.該方法成本較低解析:依據(jù)氧化還原反應(yīng)是有化合價(jià)變化的反應(yīng)可知,只有第步是氧化還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤,B正確;該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成嚴(yán)重酸蝕;該方法具有原料利用不充分、成本較高等特點(diǎn),故C、D錯(cuò)誤。答案:B4.聯(lián)合制堿法中關(guān)鍵的一步是把NH4Cl從幾乎飽和的NaHCO3溶液中分離出來(lái),為此根據(jù)NaCl和NH4Cl溶解度的差異,向混合溶液中通入某種氣體,同時(shí)加入磨細(xì)的食鹽,可析出不夾帶NaHCO3的NH4Cl。NaCl和NH4Cl共同存在時(shí)的溶解度曲線如圖所示,所以以下操作正確的是()選項(xiàng)通入氣體溫度控制/ACO23040BCO2010CNH33040DNH3010解析:由圖可知,溶液的溫度在010的范圍內(nèi),有利于NaCl的溶解和NH4Cl的析出。向溶液中加NaCl就是加Na+和Cl-,向溶液中加NH3就是加OH-和NH4+,這些都有利于NH4Cl的析出。答案:D5.我國(guó)著名化工專家侯德榜先生發(fā)明的侯氏制堿法,因原料利用率高,并能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn),從而享譽(yù)中外。侯氏制堿法的基本流程是向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳,獲得碳酸氫鈉晶體,再將所得碳酸氫鈉晶體加熱分解后即可得到純堿。它的反應(yīng)原理可用下列化學(xué)方程式表示:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。某課外興趣小組同學(xué)按照侯氏制堿法原理,設(shè)計(jì)了如下一套實(shí)驗(yàn)裝置:實(shí)驗(yàn)室可供選用的藥品:濃氨水、純堿、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、熟石灰、氯化銨、氯化鈉。(1)A、D中最合適的試劑為A;D(填名稱)。(2)本實(shí)驗(yàn)具體操作過(guò)程中,應(yīng)先通氣體,再通氣體;原因是。(3)指出該裝置中的錯(cuò)誤:(至少兩處)。(4)在改進(jìn)裝置后,該同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)所用的飽和NaCl溶液中含溶質(zhì)58.5 g,實(shí)驗(yàn)最后得到無(wú)水碳酸鈉26.0 g。該同學(xué)針對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果,認(rèn)真分析了造成損失的原因,發(fā)現(xiàn)其操作步驟并沒(méi)有錯(cuò)誤,則主要原因可能是。(5)在侯氏制堿法工業(yè)生產(chǎn)中,原料的利用率高,大大降低了成本。請(qǐng)問(wèn)本實(shí)驗(yàn)中哪些物質(zhì)可重復(fù)利用?。解析:根據(jù)反應(yīng)原理,實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程為:先制得NH3(左邊裝置)和CO2(右邊裝置),再將制得的氣體依次通入飽和食鹽水中即得碳酸氫鈉晶體,再加熱碳酸氫鈉晶體就可以得到純堿。答案:(1)氯化銨和熟石灰稀鹽酸(2)NH3CO2CO2在水中溶解度小,先通NH3至飽和,有利于NaHCO3析出(3)B、C之間缺少止水夾;B裝置沒(méi)有與大氣相通,為密閉裝置;通NH3的導(dǎo)管伸入液面以下(任填兩種即可)(4)NaHCO3部分溶解,未能全部沉淀出來(lái)(5)NH4Cl、CO2