2018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)過(guò)關(guān)能力提升 新人教版選修2.doc

《2018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)過(guò)關(guān)能力提升 新人教版選修2.doc》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2018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)過(guò)關(guān)能力提升 新人教版選修2.doc（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

課題3　純堿的生產(chǎn) 課時(shí)過(guò)關(guān)能力提升 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1與氨堿法比較,下列關(guān)于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)的判斷中不正確的是(　　) A.提高了原料利用率 B.降低了生產(chǎn)成本 C.減少了環(huán)境污染 D.減輕了對(duì)設(shè)備的腐蝕 解析：侯氏制堿法是將合成氨工業(yè)和制堿工業(yè)聯(lián)合起來(lái),保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),消除了它的缺點(diǎn),使食鹽的利用率提高到了96%以上;NH4Cl可作氮肥,避免了生成大量無(wú)用的CaCl2;同時(shí)可與合成氨廠(chǎng)聯(lián)合,使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2,革除了CaCO3制CO2這一工序,降低了生產(chǎn)成本,減少了對(duì)環(huán)境的污染。 答案：D 2我國(guó)著名的化工專(zhuān)家侯德榜在20世紀(jì)20年代所創(chuàng)立的侯氏制堿法享譽(yù)中外。侯氏制堿法中的堿是指下列的(　　) A.NaOH B.K2CO3 C.Na2CO3 D.NaHCO3 解析：侯氏制堿法制備的是Na2CO3,俗稱(chēng)純堿。 答案：C 31892年比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3,該法又稱(chēng)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)H3 B.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,不再生產(chǎn)NH3來(lái)循環(huán)使用 D.從理論上看,每生產(chǎn)1 mol Na2CO3,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)充氨的。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)反應(yīng)關(guān)系式及原子守恒,從理論上看每生產(chǎn)1 mol Na2CO3,再補(bǔ)充2 mol NaCl和1 mol CO2。 答案：C 4我國(guó)化工專(zhuān)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。下面是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的生產(chǎn)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CO2 B.第Ⅲ步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分 C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒 D.第Ⅳ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Ⅱ步即得到NaHCO3懸濁液,第Ⅳ步應(yīng)將NaHCO3加熱分解,以得到Na2CO3。 答案：D 5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(xiàn)如下圖所示,所以以下操作正確的是(　　) 選項(xiàng) 通入氣體 溫度控制/℃ A CO2 30~40 B CO2 0~10 續(xù)表 選項(xiàng) 通入氣體 溫度控制/℃ C NH3 30~40 D NH3 0~10 解析：由圖可知,溶液的溫度在0~10 ℃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-NH4Cl的析出。 答案：D 6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)合制堿法和氨堿法的化學(xué)反應(yīng)原理中都有下列化學(xué)反應(yīng): NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑ B.聯(lián)合制堿法生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝 C.氨堿法生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝 D.聯(lián)合制堿法和氨堿法都有一定的局限性 解析：氨堿法將NH4Cl和Ca(OH)2再反應(yīng),使NH3循環(huán)利用;聯(lián)合制堿法是制得純堿和副產(chǎn)品氯化銨。 答案：B 7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NH3 B.先通入NH3,達(dá)到飽和后再通入CO2 C.CO2和NH3同時(shí)通入 D.以上三種方法都行 解析：CO2在NaCl溶液中溶解度小,先通NH3使溶液呈堿性,通入足量的CO2,生成大量的HNaHCO3晶體。 答案：B 8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,完全不必考慮環(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：A 91791年,法國(guó)醫(yī)生路布蘭首先獲得制堿專(zhuān)利,以食鹽、濃硫酸、石灰石、煤為原料制堿,該方法分三步: ①用NaCl與濃硫酸反應(yīng)制Na2SO4: 2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑ ②用焦炭還原Na2SO4制Na2S: Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑ ③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.②③兩步都是氧化還原反應(yīng) B.只有第②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②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)備酸蝕嚴(yán)重;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：B 101892年,比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、H2O、NH3為原料生產(chǎn)Na2CO3,叫索爾維法。其主要步驟是: (1)在NH3飽和的NaCl溶液中通入CO2制得NaHCO3; (2)再將NaHCO3焙燒制得純堿,CO2循環(huán)使用; (3)在析出小蘇打的母液中加入生石灰,生成的NH3循環(huán)使用。1940年,我國(guó)著名化工專(zhuān)家侯德榜先生,沖破了索爾維法的技術(shù)封鎖,并加以改進(jìn),用NaCl固體代替生石灰,加入母液使NH4Cl晶體析出,生產(chǎn)出純堿和氯化銨。這便是舉世聞名的侯氏制堿法。 試回答: (1)在氨飽和NaCl溶液中通入CO2的兩步反應(yīng)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)析出小蘇打的母液中加入生石灰的反應(yīng)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)侯氏制堿法與索爾維法相比,其優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　。 解析：通入氨氣后,氨氣在水溶液中發(fā)生反應(yīng):NH3+H2ONH3H2OCO2后發(fā)生反應(yīng)CO2+OH-HH,由于NaHCO3溶解度較小,所以可析出NaHCO3晶體;母液中含有NH4Cl,加入生石灰可生成NH3和CaCl2。副產(chǎn)品NH4Cl可用作肥料;析出NH4Cl后的母液循環(huán)使用,提高NaCl利用率;不生成CaCl2。 答案：(1)NH3+H2O+CO2NH4HCO3, NH4HCO3+NaClNH4Cl+NaHCO3↓ (2)H2CO3酸性比鹽酸弱,CO2與NaCl不反應(yīng) (3)2NH4Cl+CaOCaCl2+H2O+2NH3↑ (4)使NH4Cl析出,可作氮肥;不生成CaCl2;原料NaCl利用率高 11工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下: 完成下列填空: (1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)(沉淀劑A來(lái)源于石灰窯廠(chǎng)),寫(xiě)出A、B的化學(xué)式。 A　　　　　,B　　　　　。 (2)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　。碳酸化時(shí)沒(méi)有析出碳酸鈉晶體,其原因是　　　　　　　　　　　　。 (3)碳酸化后過(guò)濾,濾液D最主要的成分是　　　　　(填寫(xiě)化學(xué)式),檢驗(yàn)這一成分的陰離子的具體方法是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的,為此,濾液D加入石灰水加熱產(chǎn)生氨氣。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　。 (5)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測(cè)定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為　　　　　　　　　　　　(注明你的表達(dá)式中所用的有關(guān)符號(hào)的含義)。 解析：(1)根據(jù)沉淀劑A的來(lái)源,可知A是CaO。B的作用是用來(lái)除去加入的過(guò)量沉淀劑,為不引入新的雜質(zhì)則選用Na2CO3。 (2)氨化后的氯化鈉溶液中通入CO2酸化,因?yàn)樵诎睔獾淖饔孟聲?huì)產(chǎn)生碳酸氫鈉:NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,由于NaHCO3的溶解度較小,從溶液中析出。 (3)濾液中含有NH4Cl,Cl-的檢驗(yàn)通常是用硝酸酸化的AgNO3溶液,若能產(chǎn)生白色沉淀,即可證明Cl-的存在。 (5)設(shè)樣品質(zhì)量為m1,加熱后固體質(zhì)量為m2。 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑　Δm 168 62 x m1-m2 x 則NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 w(NaHCO3) 答案：(1)CaO　Na2CO3 (2)有晶體析出(或出現(xiàn)渾濁)　碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大 (3)NH4Cl　取少許溶液,加硝酸酸化,加硝酸銀溶液,若有白色沉淀,證明該陰離子是氯離子 (4)↑+H2O (5)w(NaHCO3) 12工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料,經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料,在高溫下進(jìn)行煅燒,再浸取、結(jié)晶而制得純堿。 ①食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　; ②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　(已知產(chǎn)物之一為CaS)。 (2)氨堿法的工藝如圖所示,得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。 氨堿法示意圖 ①圖中的中間產(chǎn)物C是　　　,D是　　　(寫(xiě)化學(xué)式); ②裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　。 (3)聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn),其優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　。 解析：(1)①食鹽和濃硫酸反應(yīng)可制取揮發(fā)性HCl:NaCl+H2SO4(濃)NaHSO4+HCl↑、NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑。②Na2SO4、CaCO3和C在高溫下反應(yīng),其中一種產(chǎn)物為CaS,說(shuō)明該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的產(chǎn)物中應(yīng)有CO氣體:Na2SO4+CaCO3+4CCaS+Na2CO3+4CO↑。 (2)由工藝流程圖可知,NH4Cl應(yīng)與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCl2并產(chǎn)生NH3,NH3通入NaCl溶液中,D為NH3。乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。 答案：(1)①NaCl+H2SO4(濃)NaHSO4+HCl↑、NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl↑[或2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑] ②Na2SO4+CaCO3+4CCaS+Na2CO3+4CO↑ (2)①Ca(OH)2　NH3 ②NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl (3)聯(lián)合制堿法保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),消除了它的缺點(diǎn),使氯化鈉的利用率提高到96%以上;NH4Cl可作氮肥;可與合成氨廠(chǎng)聯(lián)合,使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2,革除了CaCO3制CO2這一工序 ★13我國(guó)著名化工專(zhuān)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。侯氏制堿法的基本做法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(填名稱(chēng))為A　　　　　;D　　　　　　　。 (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,則其產(chǎn)率為多少?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：本題以侯氏制堿法的原理為切入點(diǎn),分別考查藥品的選用、操作過(guò)程分析、實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)、化學(xué)計(jì)算、化工生產(chǎn)原理等。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)NH3　CO2　CO2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)根據(jù)鈉元素守恒,得關(guān)系式:2NaCl~Na2CO3,m(Na2CO3)≈49.1%;NaHCO3在水中有部分溶解,未能全部沉淀出來(lái)　(5)NH4Cl、CO2