1、纯碱工业(侯氏制碱法)【知识点的认识】1、制备原理:侯氏制碱法是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行(实质为勒夏特列原理)制备纯碱(Na2CO3),主要利用NaHCO3在溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO3,再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用2、化学反应原理:侯氏制碱法原理(又名联合制碱法)NH3+CO2+H2O=NH
2、4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl (在反应中NaHCO3沉淀,所以这里有沉淀符号)总反应方程式:NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2(CO2循环使用)注意:NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3 (溶解度一般,因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀)(先添加NH3而不是CO2:CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性,能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体)3、侯氏制碱法的优点:保留了氨碱法的优点,
3、消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%; NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序【命题方向】本考点主要考察侯氏制碱法的制备原理,反应原理和制备过程中的注意事项,需要重点掌握题型一:侯氏制碱法的优点典例1:(2014普陀区二模)我国著名化工专家侯德榜先生提出的“侯氏制碱法”大大推进了纯碱工业的发展,他的贡献之一是()A找到了新型高效催化剂 B充分利用了能量 C提高了纯碱产品的纯度 D有效减少了环境污染分析:根据“侯氏制碱法”的基本原理是:在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成一种盐,然后在此盐溶液中加入细的食盐粉末原始原料有浓氨水、
4、二氧化碳、氯化钠,最终产物是纯碱,副产品氯化铵不是污染物,进行分析解答解答:由“侯氏制碱法”的基本原理是:在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成一种盐,然后在此盐溶液中加入细的食盐粉末,原始原料有浓氨水、二氧化碳、氯化钠,由“由于大部分酸式碳酸盐不稳定,加热后容易转化为正盐、水和二氧化碳,所以将析出的碳酸氢钠加热分解即可制得纯碱”,最终产物是纯碱,另外在得到碳酸氢钠的现时还得到一种副产物氯化铵,副产品氯化铵是一种氮肥,可再利用,不是污染物,不会造成环境污染,侯氏制碱法没有找到了新型高效催化剂,也未充分利用能量,与提高纯碱产品的纯度无关,故选D点评:本题考查“侯氏制碱法”,理解其基本原理与流程、反应物
5、、产物的性质等是正确解答本题的关键,题目难度不大题型二:侯氏制碱法工业流程典例2:我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl的反应原理制备纯碱下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图:则下列叙述错误的是()AA气体是NH3,B气体是CO2B把纯碱及第步得到的晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制得发酵粉C纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中 D第步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶分析:A、依据侯德榜制碱的原理是,应先通氨气,再通二氧化碳;B、发酵粉是一种
6、复合添加剂,主要用作面制品和膨化食品的生产发酵粉中含有许多物质,主要成分为碳酸氢钠和酒石酸通常是碳酸盐和固态酸的化合物;C、依据纯碱的用途分析判断,碳酸钠是重要的化工原料之一,是玻璃、肥皂、洗涤剂、纺织、制革、香料、染料、药品等的重要原料D、第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体解答:A、依据侯德榜制碱的原理是,向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热反应制备,因此食盐A为氨气,B为二氧化碳,故A正确;B、发酵粉是一种复合添加剂,主要用作面制品和膨化食品的生产发酵粉中含有许多物质,主要成分为碳酸氢钠和酒石酸通常是碳酸盐和固态酸的化合物;把纯碱及第步得到的晶体与某些固体
7、酸性物质(如酒石酸)混合可制得发酵粉,故B正确;C、碳酸钠是重要的化工原料之一,用途广泛,是玻璃、肥皂、洗涤剂、纺织、制革、香料、染料、药品等的重要原料,故C正确;D、第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体,故D错误故选D点评:本题考查了侯德榜制碱的工作原理和流程分析,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度中等题型三:侯氏制碱法反应原理典例3:“NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应下面四种说法中不正确的是()ANaHCO3是一种难溶于水的物质 B析出固体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液CNaHCO3不是纯碱 D从该反应可以获
8、得氮肥分析:侯氏制碱法的原理:利用NaHCO3在溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO3,再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱解答:A、该反应说明该条件下碳酸氢钠的溶解度较小,不能说明其是难溶于水的物质,故本选项错误;B、析出碳酸氢钠,说明剩余的溶液为碳酸氢钠的饱和溶液,故本选项正确;C、碳酸氢钠是小苏打,纯碱是碳酸钠,故本选项正确;D、生成的氯化铵属于氮肥,所以从该反应可以获得氮肥,故本选项正确;故选A点评:本题考查了侯氏制碱法的原理,完成此题,可以结合化学反应的实际结合物质的性质进行【解题思路点拨】注意过程中要先添加NH3而不是CO2,因为CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水
9、显碱性,能够吸收大量CO2气体一、选择题(共15小题)1下列关于氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)说法错误的是() A 两者的原料来源相同 B 两者的生产原理相同 C 两者对食盐利用率不同 D 两者最终产品都是Na2CO32符合实际并用于工业生产的是() A CO2通入氢氧化钠溶液中制Na2CO3 B H2和Cl2光照制HCl C Cl2通入澄清石灰水中制漂粉精 D 用硫磺制硫酸3侯氏制碱法制备的工业产物主要是() A 碳酸钠 B 氢氧化钠 C 碳酸氢钠 D 氯化铵4石灰石是一种化工原料,可以通过反应生成一系列物质,如图下列说法正确的是() A 漂粉精是混合物,主要成分是氯化钙 B 图示的制纯
10、碱方法,要求先向饱和食盐水中通NH3,然后再通CO2 C 纯碱属于碱,俗名苏打 D 制取纯碱和漂粉精所涉及的反应都是非氧化还原反应5联合制碱法中的副产品有着多种用途,下列不属于其用途的是() A 做电解液 B 制焊药 C 做化肥 D 合成橡胶6我国著名化工专家侯德榜先生提出的“侯氏制碱法”大大推进了纯碱工业的发展,他的贡献之一是() A 找到了新型高效催化剂 B 充分利用了能量 C 提高了纯碱产品的纯度 D 有效减少了环境污染7如图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图,则下列叙述正确的是() A A气体是CO2,B气体是NH3 B 第步得到的晶体是Na2CO310H2O C 第步的
11、离子方程式为Na+NH3H2O+CO2NaHCO3+NH4+ D 第步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶8我国是一个用碱大国,侯氏制碱法为我们提供了很好的制碱的方法,其基本原理之一是NaCl+CO2+H2O+NH3NaHCO3+NH4Cl下列有关说法正确的是() A 向饱和的食盐水中通气体的最合适的方法是先通CO2,再通NH3 B 该反应能发生的原因是NaHCO3的溶解度在几种物质中最小 C 若制得的”碱“中混有少量的NaHCO3,应用过量的NaOH溶液除去 D 用酚酞试液可鉴别制得”碱“液和NaHCO3溶液9侯氏制碱法是连续循环生产的过程,主要流程见图,有关该流程的叙述中正确的是() A 母液
12、中含有大量的Na+、NH、Cl、CO B 通入NH3只是为了增加NH浓度 C 加入的Y物质为CO2 D 生产过程中还需要补充水10下列与化学有关的说法中错误的是() A 侯氏制碱、肥皂的制取工艺过程中均应用了物质溶解度的差异 B 可用蘸浓氨水的棉棒检验输送氯气的管道是否漏气 C 石油分馏、煤的气化、海水晒盐、碱去油污、花生中提取花生油等过程都是物理变化 D 利用钠的性质制造的高压钠灯,可发出射程远、透雾能力强的黄光11如图是工业制纯碱的部分物质转化示意图,下列推测错误的是() A 若是氨碱法,溶液c可在转化流程中循环利用 B 若是联碱法,则L的主要成分是NH3 C M可在转化流程中循环利用 D
13、 X是NH3,Y是CO212如图是联合制碱法的工业流程示意图(操作已略去)下列分析正确的是() A X和M是同种物质 B W是氯化钠固体和X C 溶液b和N能循环利用 D 条件是加热13我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl的反应原理制备纯碱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纯碱则下列叙述错误的是() A A气体是CO2,B气体是NH3 B 第步得到的晶体是发酵粉的主要成分 C 第步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗
14、、玻璃棒 D 第步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶14以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:则下列叙述错误的是() A A气体是NH3,B气体是CO2 B 把纯碱及第步所得晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制泡腾片 C 第步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D 第步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶15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二、填空题(共5小题)(除非特别说明,请填准确值)16纯碱和硫酸都是重要的化工原料,用途非常广泛(1)利用氨碱法得到
15、的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱工艺流程如图1所示:图中的中间产物C是,D是(写化学式);装置乙中发生反应的化学方程式为火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸甲企业用接触法生产硫酸采用的主要原料是硫磺和空气工艺流程如图2所示:为了充分利用反应放出的热最,接触室中应安装(填设备名称)吸收塔中填充许多瓷管,其作用是为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%为提高SO2的转化率,经流量计2的氧气量为接触室中SO2完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为17我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献如图是侯氏联合制碱法的工艺流
16、程已知 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下比 NaCl 溶解度小,在 278K283K时,向NH4Cl溶液中加入食盐细粉,可使 NH4Cl 单独结晶析出回答下列问题:(1)操作用到的玻璃仪器为,反应的离子方程式为:分别将NH3和CO2通入饱和食盐水中,正确的通入顺序是,理由是(3)流程图中可循环使用的物质有,(4)写出固体B的一种用途18某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl然后再将NaHCO3制成Na2CO3(1)装置乙的作用是为防止
17、污染空气,尾气中含有的需要进行吸收处理由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有、NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为19我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:有关信息:已知“沉淀池”中发生的化学反应方程式是:NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3;或NH3+CO2+H2ONH4HCO3、NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl上述生产纯碱副产品NH4Cl可作为化肥或电解液或焊药等(1)上述流程中X物质的化学式为使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了I的循环,该设计体现了“绿色化学”的基本
18、理念是从“沉淀池”中分离出沉淀的操作名称是(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,具体操作和现象是(4)某纯碱厂每天消耗NaCl质量为130t,原料NaCl的利用率按90%计,则每天可生产Na2CO3的质量为t20某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图1所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl然后再将NaHCO3制成Na2CO3(1)装置乙的作用是为防止污染空气,尾气中含有的需要进行吸收处理由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有、NaHCO3转化为Na2CO3的化学方
19、程式为(3)若在中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示则曲线c对应的溶液中的离子是(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是(4)若取21.0g NaHCO3固体,加热了t2 min后,剩余固体的质量为l4.8g如果把此剩余固体全部加入到200mL 2molL1的盐酸中则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为(设溶液体积变化忽略不计)三
20、、解答题(共3小题)(选答题,不自动判卷)21我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图1:(1)写出上述流程中循环物质X的电子式,沉淀池中发生的化学反应方程式为:向母液中通入氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,则副产品为(3)流程中设计了循环的目的是(4)用离子方程式表示Na2CO3溶液呈碱性的原因(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是(填序号)Ac(Na+)=2c(CO32) Bc(Na+)c(CO32)c(HCO3)Cc(OH)c(HCO3)c(H+) Dc(OH)c(H+)=c(HCO3)+c(H2CO3)(6)某同学设计的测定样品中
21、碳酸钠含量的方法如图2设滴定管的起始读数为V1 mL,终点读数为V2 mL,注射器测定排出的气体为V3 mL(已转化成标准状况),称得样品质量为m g,则原样品中碳酸钠的质量分数的表达式为(用含V1、V2、V3、m的代数式表示,反应前后溶液密度的变化忽略不计)221862年,比利时化学家索尔维发明了氨碱法制碱,1926年,我国化学家侯德榜创立了更为进侯德榜制碱法,也叫联合制碱法,两种制碱的生产流程可简要表示如图:(1)向沉淀池中通入CO2和氨气时,应先通入氨气的原因是沉淀池中发生反应的化学反应方程式是,从沉淀池中分离沉淀的操作是(3)氨碱法生产流程示意图中的Y是,从原料到产品,氨碱法总反应过程
22、用化学方程式表示,可写为(4)联合制碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是(选填编号)a常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小b通入氨气能增大NH4+的浓度,使氯化铵更多析出c加入食盐细粉能提高Na+的浓度,使NaHCO3结晶析出d通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度(5)联合制碱法相比于氨碱法,氯化钠利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环,联合制碱法的另一项优点是(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠,可以用加热分解的方法测定产品中纯碱的质量分数,已知样品质量为ag,加热至质量不再改变时称重为bg,则纯碱的质量分数为23工业上可用食盐和石灰石为主要原料
23、,经不同的方法生产纯碱请回答下列问题:(1)卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取,结晶而制得纯碱食盐和浓硫酸反应的化学方程式为;硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为(已知产物之一为CaS);氨碱法的工艺如图1所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱图1中的中间产物C是,D(写化学式);装置乙中发生反应的化学方程式为;(3)联合制碱法对氨碱法的改进,其优点是;(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾请结合2图的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行?纯碱工业(侯氏制碱法)参考答案与试题解析一、选择题(共15小
24、题)1下列关于氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)说法错误的是() A 两者的原料来源相同 B 两者的生产原理相同 C 两者对食盐利用率不同 D 两者最终产品都是Na2CO3考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 化学应用分析: 氨碱法:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3+NH4Cl,将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,放出
25、的二氧化碳气体可回收循环使用,含有氯化铵的滤液与石灰乳(Ca(OH)2)混合加热,所放出的氨气可回收循环使用,CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O; 联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱,联合制碱法包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠
26、要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多,所以在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化钠饱和,可回收循环使用解答: 解:A氨碱法:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料,联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料,两者的原料来源不相同,故A错误;B氨碱法其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3+NH4Cl,联合制碱
27、法:包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再煅烧制得纯碱产品,第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,故B正确;C氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%74%;联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,故C正确;D氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)两者最终产品都是Na2CO3,故D正确;故选A点评: 本题主要考查了氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)的原理,掌握原理是解题的关键,题目难度不大2符合实际并用于工业生产的是() A CO2通入氢氧化钠溶液中制N
28、a2CO3 B H2和Cl2光照制HCl C Cl2通入澄清石灰水中制漂粉精 D 用硫磺制硫酸考点: 纯碱工业(侯氏制碱法);工业制取硫酸;工业制取漂粉精专题: 元素及其化合物分析: A二氧化碳和氢氧化钠反应,生成碳酸钠或碳酸氢钠;B氢气和氯气混合光照会发生爆炸;C澄清的石灰水中含有的氢氧化钙的量少;D硫和氧气反应生成二氧化硫,工业上生产硫酸时原料的选择要根据不同国家、不同地区矿石的分布情况确定,可选S作为原料;解答: 解:A二氧化碳和氢氧化钠反应,当二氧化碳量少时发生CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,当二氧化碳过量时发生:CO2+NaOHNaHCO3,所以CO2通入氢氧化钠溶液中制Na
29、2CO3,很难控制CO2量,无法制得纯净的碳酸钠,工业上常用侯氏制碱法制取碳酸钠,将氨气和二氧化碳通入到饱和氯化钠中制备碳酸氢钠,再加热碳酸氢钠分解制取碳酸钠,故A错误;B氢气和氯气混合气体,在光照时会发生爆炸,不能用于工业生产,工业上是将氢气在氯气中燃烧制取氯化氢,故B错误;C氢氧化钙在水中的溶解度很小,澄清的石灰水中含有的氢氧化钙的量少,Cl2通入澄清石灰水中制漂粉精量少,不符合工业生产的需要,石灰乳中含有的氢氧化钙含量高,工业上将氯气通入到石灰乳中制取漂白精,故C错误;D工业上生产硫酸时,第一步:SO2的制取,原料的选择要根据不同国家、不同地区矿石的分布情况确定,主要有S、FeS2、Fe
30、S、H2S、CuFeS2等含硫矿石,中国因为黄铁矿含量丰富,所以用的是黄铁矿,世界上很多国家都是用的硫磺,故D正确;故选D点评: 本题主要考查了工业碳酸钠、氯化氢、漂白粉、硫酸的反应原理,解答时须理解相关的化学反应发生的条件,平时应注意相关知识的积累,题目难度不大3侯氏制碱法制备的工业产物主要是() A 碳酸钠 B 氢氧化钠 C 碳酸氢钠 D 氯化铵考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 元素及其化合物;化学应用分析: “侯氏制碱法”的基本原理是:在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成一种盐,然后在此盐溶液中加入细的食盐粉末原始原料有浓氨水、二氧化碳、氯化钠,先制得NaHCO3,进而生产出纯碱,副产品
31、氯化铵,据此分析解答解答: 解:A我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱,有关反应的化学方程式为:NH3+CO2+H2O=NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,所以工业产物主要是Na2CO3,故A正确;B“侯氏制碱法”无论反应物、生成物、中间产物,均与氢氧化钠无关,故B错误;C由A可知:NaHCO3为中间产物,故C错误;D氯化铵为副产品,故D错误;故选A点评: 本题考查“侯氏制碱法”,理解其基本原理与流程、反应物、产物的性质等
32、是正确解答本题的关键,题目难度不大4石灰石是一种化工原料,可以通过反应生成一系列物质,如图下列说法正确的是() A 漂粉精是混合物,主要成分是氯化钙 B 图示的制纯碱方法,要求先向饱和食盐水中通NH3,然后再通CO2 C 纯碱属于碱,俗名苏打 D 制取纯碱和漂粉精所涉及的反应都是非氧化还原反应考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 化学应用分析: A根据工业流程图判断漂白精的主要成分;BNH3极易溶于水且溶液呈弱碱性,再通入CO2使之更多地转化为HCO3;C碱是指在电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物;D制备漂白精的反应中氯元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应;解答: 解:A漂白精为氯气
33、和氢氧化钙反应的产物,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,其主要成分是次氯酸钙和氯化钙,故A错误;BNH3极易溶于水且溶液呈弱减性,再通入CO2使之更多地转化为HCO3,故工业上,可先向饱和食盐水中通入NH3后再通入CO2制NaHCO3,碳酸钠受热分解制取纯碱,故B正确;C纯碱是碳酸钠,俗名苏打,是由钠离子和碳酸根离子组成的化合物,属于盐,故C错误;D向饱和食盐水中通NH3,然后再通CO2制取碳酸氢钠,加热分解碳酸氢钠制取纯碱,两反应中元素化合价不变化,属于非氧化还原反应,但制备漂白精的反应中氯元素的化合价由0价变化为1、+1价,属于氧化还原反应,故D错误;故选
34、B点评: 本题考查氯气的性质、氧化还原反应等,题目难度不大,注意掌握制备漂白精原理,理清工业流程、掌握碳酸铵、碳酸氢钠的性质是解答的关键5联合制碱法中的副产品有着多种用途,下列不属于其用途的是() A 做电解液 B 制焊药 C 做化肥 D 合成橡胶考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 化学应用分析: 联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱联合制碱法包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液
35、第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多,所以在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化钠饱和,可回收循环使用解答: 解:A联合制碱法第一个过程滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,可作电解液,第二个过程滤出氯化铵沉淀后所得的滤液为氯化钠溶液,可做电解液,故A正确;B联合制碱法第二个过程滤出氯化铵沉淀,焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵,其作
36、用是消除焊接处的铁锈,发生反应6NH4Cl+4Fe2O36Fe+2FeCl3+3N2+12H2O,故B正确;C联合制碱法第二个过程滤出氯化铵可做化肥,故C正确;D合成橡胶是一种人工合成材料,属于有机物,联合制碱法中的副产品都为无机物,故D错误;故选D点评: 本题主要考查了联合制碱法(侯氏)的原理,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度不大6我国著名化工专家侯德榜先生提出的“侯氏制碱法”大大推进了纯碱工业的发展,他的贡献之一是() A 找到了新型高效催化剂 B 充分利用了能量 C 提高了纯碱产品的纯度 D 有效减少了环境污染考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 化学应用分析: 根据“侯氏制碱
37、法”的基本原理是:在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成一种盐,然后在此盐溶液中加入细的食盐粉末原始原料有浓氨水、二氧化碳、氯化钠,最终产物是纯碱,副产品氯化铵不是污染物,进行分析解答解答: 解:由“侯氏制碱法”的基本原理是:在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成一种盐,然后在此盐溶液中加入细的食盐粉末,原始原料有浓氨水、二氧化碳、氯化钠,由“由于大部分酸式碳酸盐不稳定,加热后容易转化为正盐、水和二氧化碳,所以将析出的碳酸氢钠加热分解即可制得纯碱”,最终产物是纯碱,另外在得到碳酸氢钠的现时还得到一种副产物氯化铵,副产品氯化铵是一种氮肥,可再利用,不是污染物,不会造成环境污染,侯氏制碱法没有找到了新型高效催
38、化剂,也未充分利用能量,与提高纯碱产品的纯度无关,故选D点评: 本题考查“侯氏制碱法”,理解其基本原理与流程、反应物、产物的性质等是正确解答本题的关键,题目难度不大7如图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图,则下列叙述正确的是() A A气体是CO2,B气体是NH3 B 第步得到的晶体是Na2CO310H2O C 第步的离子方程式为Na+NH3H2O+CO2NaHCO3+NH4+ D 第步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 元素及其化合物分析: A依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热分解碳酸氢钠来制备碳酸
39、钠;B第步得到的晶体是碳酸氢钠;C第步发生反应NH3H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3,据此分析;D第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体解答: 解:A氨气极易溶于水,二氧化碳在水中的溶解度较小,依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热反应制备,A为氨气,B为二氧化碳,故A错误;B第步反应方程式为NH3H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3,过滤是把不溶于溶液的固体和液体分开的一种分离混合物的方法,从沉淀池中分离沉淀NaHCO3晶体,所以第步得到的晶体是NaHCO3,故B错误;C第步发生反应NH3H2O+CO2+NaClN
40、H4Cl+NaHCO3,一水合氨为弱碱,碳酸氢钠为沉淀,所以离子反应为Na+NH3H2O+CO2NaHCO3+NH4+,故C正确;D第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体,发生反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,故D错误;故选C点评: 本题考查了侯德榜制碱的工作原理和流程分析,明确碳酸钠、碳酸氢钠、氨气、二氧化碳的性质,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度中等8我国是一个用碱大国,侯氏制碱法为我们提供了很好的制碱的方法,其基本原理之一是NaCl+CO2+H2O+NH3NaHCO3+NH4Cl下列有关说法正确的是() A 向饱和的食盐水中通气体的最合适的方法是先通C
41、O2,再通NH3 B 该反应能发生的原因是NaHCO3的溶解度在几种物质中最小 C 若制得的”碱“中混有少量的NaHCO3,应用过量的NaOH溶液除去 D 用酚酞试液可鉴别制得”碱“液和NaHCO3溶液考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 化学应用分析: A、氨气易溶于水,氨水易吸收二氧化碳;B、NaHCO3的溶解度较小;C、NaHCO3不稳定,加热易分解,则可用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3;D、碳酸钠和碳酸氢钠的溶液都显示碱性解答: 解:A、向饱和食盐水中通入过量氨气,再通入过量的二氧化碳,氨气易溶于水,氨水能更好的吸收氨气,故A错误;B、该反应能发生的原因是NaH
42、CO3的溶解度在几种物质中最小的,所以会析出,故B正确;C、若制得的”碱“中混有少量的NaHCO3,应用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3,用过量的NaOH溶液会引进杂质离子,故C错误;D、碳酸钠和碳酸氢钠的溶液都显示碱性,遇到酚酞显示红色,无法鉴别,故D错误故选B点评: 本题考查较为综合,涉及食盐的工业应用,注意把握工业制备原理和操作方法,结合物质的性质解答该题,牢固把握相关基础知识是解答该类题目的关键,题目难度不大9侯氏制碱法是连续循环生产的过程,主要流程见图,有关该流程的叙述中正确的是() A 母液中含有大量的Na+、NH、Cl、CO B 通入NH3只是为了增加NH浓
43、度 C 加入的Y物质为CO2 D 生产过程中还需要补充水考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)分析: A、降温池中通入过量的氨气,所以母液中含有大量的氯化铵和碳酸钠,可能含有过量的氯化钠;B、氨水溶液呈碱性,增强二氧化碳的溶解度;C、加入的X物质为CO2,Y物质为氯化钠;D、反应NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl中要消耗水解答: 解:A、降温池中通入过量的氨气,所以母液中含有大量的氯化铵和碳酸钠,可能含有过量的氯化钠,所以母液中含有大量的Na+、NH4+、Cl、CO32,故A正确;B、氨水溶液呈碱性,增强二氧化碳的溶解度,故B错误;C、加入的X物质为CO2,Y物质为氯化钠,故C错
44、误;D、反应NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl中消耗水,所以生产过程中还需要补充水,故D正确;故选AD点评: 本题考查了侯氏制碱法的原理、流程及工艺特点,题目难度不大,准确把握整个工艺流程是解题的关键10下列与化学有关的说法中错误的是() A 侯氏制碱、肥皂的制取工艺过程中均应用了物质溶解度的差异 B 可用蘸浓氨水的棉棒检验输送氯气的管道是否漏气 C 石油分馏、煤的气化、海水晒盐、碱去油污、花生中提取花生油等过程都是物理变化 D 利用钠的性质制造的高压钠灯,可发出射程远、透雾能力强的黄光考点: 纯碱工业(侯氏制碱法);氨的化学性质;钠的化学性质;煤的干馏和综合利用专题:
45、化学应用分析: A、侯氏制碱法是将CO2、NH3通入饱和NaCl溶液中,由于NaHCO3溶解度小于Na2CO3,故NaHCO3在溶液中析出;B、氯气和浓氨水之间的反应为:3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl;C、煤的气化是将其转化为可燃气体的过程,主要反应为碳与水蒸气反应生成H2、CO等气体的过程,有新物质生成,属于化学变化;D、依据金属钠的黄光射程远,透雾能力强的性质解答解答: 解:A侯氏制碱法是将CO2、NH3通入饱和NaCl溶液中,发生以下反应:NH3+CO2+H2O=NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3,其中NaHCO3溶解度最小,故有NaHCO3的晶体析
46、出,故A正确;B、用浓氨水来检验氯气管道是否漏气,其反应的方程式为3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,利用该反应中产生白烟这一现象来判断管道是否漏气,故B正确;C石油分馏、海水晒盐、花生中提取花生油等过程都是物理变化,而煤的气化中有新物质的生成,属于化学变化,故C错误;D、高压钠灯发出的光为黄色,黄色光的射程远,透雾能力强,对道路平面的照明度比高压水银灯高几倍,故将钠应用于电光源上,故D正解;故选C点评: 本题涉及侯氏制碱、氧化还原反应、煤的气化以及钠的性质和用途等知识,注意知识的归纳和整理是关键,难度不大11如图是工业制纯碱的部分物质转化示意图,下列推测错误的是() A 若是氨碱法,溶液c
47、可在转化流程中循环利用 B 若是联碱法,则L的主要成分是NH3 C M可在转化流程中循环利用 D X是NH3,Y是CO2考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 元素及其化合物分析: A氨碱法生产纯碱的化学反应原理是以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱;B联碱法是以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱;C图中的沉淀为碳酸氢钠,根据碳酸氢钠受热分解解答;D根据工业制纯碱其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2分析解答解答:
48、解:A先使氨气X通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳Y生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液,含有氯化铵的滤液b与石灰乳(Ca(OH)2)混合加热,CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O,所放出的氨气L可回收循环使用,故A错误;B若是联碱法,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多,所以在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单
49、独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品,所以则L的主要成分是氯化铵,故B错误;C图中的沉淀为碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,M为二氧化碳,二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,故C正确;D联合制碱法与氨碱法其原理都是NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,NH3极易溶于水且溶液呈弱碱性,再通入CO2使之更多地转化为HCO3,故工业上,可先向饱和食盐水中通入NH3后再通入CO2制NaHCO3,所以X是NH3,Y是CO2,故D正确;故选AB点评: 本题是一道有关
50、工业制纯碱知识的一道综合实验题目,考查学生分析和解决问题的能力,掌握氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)的原理是解题的关键,题目难度中等12如图是联合制碱法的工业流程示意图(操作已略去)下列分析正确的是() A X和M是同种物质 B W是氯化钠固体和X C 溶液b和N能循环利用 D 条件是加热考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 化学应用分析: 联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱,联合制碱法包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再煅烧
51、制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多,所以在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化钠饱和,可回收循环使用解答: 解:A氨气极易溶解于水溶解性大,二氧化碳气体水中溶解性较小,实验饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳气体,所以X为氨气,沉淀加热得到碳酸钠和水为碳酸氢钠的分解,所以
52、M为二氧化碳,故A错误;B联合制碱法第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,所以W是氯化钠固体和X氨气,故B正确;C联合制碱法循环物质:氯化钠,二氧化碳,溶液b为氯化钠溶液,N为氯化铵,故C错误;D条件1需在低温的条件下,故D错误;故选B点评: 本题主要考查了联合制碱法(侯氏)的原理,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度不大13我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaCl=NaHCO3+NH
53、4Cl的反应原理制备纯碱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纯碱则下列叙述错误的是() A A气体是CO2,B气体是NH3 B 第步得到的晶体是发酵粉的主要成分 C 第步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D 第步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 实验题分析: A依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热分解碳酸氢钠来制备碳酸钠;B第步得到的晶体是碳酸氢钠,发酵粉的主要成分;C通过过滤操作得到碳酸氢钠晶体;D第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体;解
54、答: 解:A氨气易溶于水,二氧化碳能溶于水,依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热反应制备纯碱,所以气体A为氨气,B为二氧化碳,故A错误;B发酵粉是一种复合添加剂,主要用作面制品和膨化食品的生产发酵粉中含有许多物质,主要成分为碳酸氢钠和酒石酸,第步得到的晶体是碳酸氢钠,故B正确;C第步操作是过滤操操作,通过过滤得到碳酸氢钠晶体,所以需要的仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,故C正确;D第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体,故D错误;故选AD点评: 本题考查了侯德榜制碱的工作原理和流程分析,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度中等14以下是在实验
55、室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:则下列叙述错误的是() A A气体是NH3,B气体是CO2 B 把纯碱及第步所得晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制泡腾片 C 第步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D 第步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 元素及其化合物;化学应用分析: A依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热分解碳酸氢钠来制备碳酸钠;B泡腾片主要成分为碳酸氢钠和酒石酸,通常是碳酸盐和固态酸的化合物;C第步通过过滤操作得到碳酸氢钠晶体;D第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体;解
56、答: 解:A氨气易溶于水,二氧化碳能溶于水,依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热反应制备纯碱,所以气体A为氨气,B为二氧化碳,故A正确;B第步操作是过滤操作,通过过滤得到碳酸氢钠晶体,把纯碱及碳酸氢钠与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制得泡腾片,故B正确;C第步操作是过滤操作,通过过滤得到碳酸氢钠晶体,所以需要的仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,故C正确;D第步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体,故D错误;故选D点评: 本题考查了侯德榜制碱的工作原理和流程分析,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度中等15与氨碱法比较,下列关于联合制碱法优点
57、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考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 化学应用分析: 氨碱法:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3+NH4Cl,将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,放出的二氧化碳气体可回收循环使用,含有氯化铵的滤液与石灰乳(C
58、a(OH)2)混合加热,所放出的氨气可回收循环使用,CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O; 联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱,联合制碱法包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,而且氯化铵在氯化钠的浓溶
59、液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多,所以在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化钠饱和,可回收循环使用联合制碱法与氨碱法比较,其最大的优点是把合成氨和纯碱两种产品联合起来,使食盐的利用率提高到96%以上,缩短了生产流程,减少了对环境污染解答: 解:A氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%74%;联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,故A正确;B氨碱法:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱,联合制碱法:以食盐
60、、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱,氨碱法循环物质:氨气、二氧化碳,联合制碱法循环物质:氯化钠,二氧化碳,最大的优点是把合成氨和纯碱两种产品联合起来,降低了成本,故B正确;C联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,废弃物少,故C正确;D联合制碱法把合成氨和纯碱两种产品联合起来,回收循环使用氯化钠,二氧化碳,设备利用率高,加大了对设备的腐蚀,故D错误;故选D点评: 本题主要考查了氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)的原理,掌握原理是解题的关键,题目难度中等二、填空题(共5小题)(除非特别说明,请填准确值)16纯碱和硫酸都是重要的化工原料
61、,用途非常广泛(1)利用氨碱法得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱工艺流程如图1所示:图中的中间产物C是Ca(OH)2,D是NH3(写化学式);装置乙中发生反应的化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸甲企业用接触法生产硫酸采用的主要原料是硫磺和空气工艺流程如图2所示:为了充分利用反应放出的热最,接触室中应安装热交换器(填设备名称)吸收塔中填充许多瓷管,其作用是增大三氧化硫与浓硫酸的接触面,有利于三氧化硫的吸收为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%为提高SO2的转化率,经流量计2的氧气量为接触室中SO2完全氧
62、化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为6:5考点: 纯碱工业(侯氏制碱法);工业制取硫酸专题: 元素及其化合物;化学应用分析: (1)碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙;氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl;充分利用能量,应安装热交换器,吸引塔中填充许多瓷管,增大三氧化硫与浓硫酸的接触面;假设SO2的体积为x,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,则流量计1中通入氧气的体积为1.5x,经流量计2的氧气量为接
63、触室中SO2完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则流量计2中通入氧气的体积为2.50.5x=1.25x,据此分析解答;解答: 解:(1)碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙,故C为Ca(OH)2;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙,故D为NH3,氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl,反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl,故答案为:Ca(OH)2;NH3;NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl;充分利用能量,应安装热交换器,吸引塔中填
64、充许多瓷管,增大三氧化硫与浓硫酸的接触面,有利于三氧化硫的吸收,燃烧室中的反应为S+O2SO2,假设SO2的体积为x,则流量计1中通入氧气的体积为1.5x,接触室中的反应为2SO2+O22SO3,则流量计2中通入氧气的体积为2.50.5x=1.25x;流量计1中通入空气的体积为7.5x,流量计2中通入空气的体积为6.25x,故流经流量计1和流量计2的空气体积比应为7.5x:6.25x=6:5;故答案为:热交换器;增大三氧化硫与浓硫酸的接触面,有利于三氧化硫的吸收;6:5;点评: 本题是对化学与技术及工业生产的考查,需要学生细读生产工艺图中各物质的变化进行解答,把握氨碱法、制备浓硫酸的工艺流程及
65、设备的作用、发生的化学反应为解答的关键,题目难度中等17我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献如图是侯氏联合制碱法的工艺流程已知 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下比 NaCl 溶解度小,在 278K283K时,向NH4Cl溶液中加入食盐细粉,可使 NH4Cl 单独结晶析出回答下列问题:(1)操作用到的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗,反应的离子方程式为:Na+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4+分别将NH3和CO2通入饱和食盐水中,正确的通入顺序是先通入足量的NH3,再通入足量的CO2,理由是因为通入NH3使溶液呈碱性,增大CO2的溶解度,才
66、能产生足够多的HCO3,以确保得到NaHCO3沉淀(3)流程图中可循环使用的物质有气体A和滤液B,(4)写出固体B的一种用途常用作氮肥考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 实验设计题;元素及其化合物分析: 侯氏联合制碱法:二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气极易溶于水,先通入NH3使溶液呈碱性,在氨的饱和NaCl溶液中通入二氧化碳气体,发生NH3+CO2+H2ONH4HCO3;NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl,操作为过滤,得到的A为NaHCO3微小晶体,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,气体A为二氧化碳;母液为NH4Cl溶液,NH4Cl 在低温下比 NaCl 溶解度小,在
67、 278K283K时,向NH4Cl溶液中加入食盐细粉,可使 NH4Cl 单独结晶析出,固体B为NH4Cl,滤液BNaCl溶液;(1)依据分离固体与液体采用的实验操作为过滤,根据过滤用到的玻璃仪器分析;碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小,溶液中离子反应的本质为二氧化碳和水结合生成碳酸,氨气和水结合生成一水合氨,碳酸和一水合氨反应,钠离子和碳酸氢根离子结合生成碳酸氢钠沉淀;氨气极易溶于水,二氧化碳在水中的溶解度较小,先通氨气有利于吸收二氧化碳,确保得到NaHCO3沉淀;(3)循环利用的物质是既为反应原料,又可为产物为二氧化碳、氯化钠溶液;(4)副产品氯化铵是一种氮肥,可再利用;解答: 解:侯氏联合制碱法:
68、二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气极易溶于水,先通入NH3使溶液呈碱性,在氨的饱和NaCl溶液中通入二氧化碳气体,发生NH3+CO2+H2ONH4HCO3;NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl,操作为过滤,得到的A为NaHCO3微小晶体,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,气体A为二氧化碳;母液为NH4Cl溶液,NH4Cl 在低温下比 NaCl 溶解度小,在 278K283K时,向NH4Cl溶液中加入食盐细粉,可使 NH4Cl 单独结晶析出,固体B为NH4Cl,滤液BNaCl溶液,(1)反应总反应为NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3+NH4Cl,操作为过滤
69、,得到的NaHCO3微小晶体,过滤用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小,所以反应发生NH3+CO2+H2ONH4HCO3;NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl,本质为Na+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4+,故答案为:烧杯、玻璃棒、漏斗;Na+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4+;二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气极易溶于水,通入NH3使溶液呈碱性,增大CO2的溶解度,才能产生足够多的HCO3,以确保得到NaHCO3沉淀,所以应该先通氨气,故答案为:先通入足量的NH3,再通入足量的CO2;因为通入NH3使溶液呈碱性,增大CO2的溶解度,才
70、能产生足够多的HCO3,以确保得到NaHCO3沉淀;(3)NH3+CO2+H2ONH4HCO3 NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,第步生成的二氧化碳气体A可作为第步的生产原料,可循环利用;在 278K283K时,向NH4Cl溶液中加入食盐细粉,可使 NH4Cl 单独结晶析出,可循环利用滤液BNaCl溶液,故答案为:气体A和滤液B,(4)含有氮元素的肥料称为氮肥;能为植物提供的营养元素,所以副产品氯化铵是一种氮肥,故答案为:常用作氮肥;点评: 本题考查“侯氏制碱法”,理解其基本原理与流程、反应物、产物的性质等是正确解答本题的关键,题目难
71、度不大18某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl然后再将NaHCO3制成Na2CO3(1)装置乙的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体为防止污染空气,尾气中含有的氨气需要进行吸收处理由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤、灼烧NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 实验题分析: (1)装置甲是制备二氧化碳,气体中含有氯化氢气体对后续实验产生
72、干扰,需要除去;尾气中含有氨气,不能排到空气中,需要吸收;装置丙中是氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体,通过过滤得到晶体洗涤灼烧得到碳酸钠;NaHCO3转化为Na2CO3的方法是固体加热分解解答: 解:(1)装置甲是制备二氧化碳气体的反应装置,生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体,对制备碳酸氢钠有影响,装置乙的作用是吸收氯化氢气体;最后的尾气中含有氨气不能排放到空气中,需要进行尾气吸收;故答案为:除去二氧化碳中的氯化氢气体;氨气;由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为,NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl;制取Na2CO3时需要过滤得到晶体,洗涤后加热灼烧得到
73、碳酸钠;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠、水,反应为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,故答案为:过滤、洗涤、灼烧; 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2点评: 本题考查了 工业制纯碱的原理分析,生产过程中的物质变化,混合物成分的分析判断应用,题目难度中等19我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:有关信息:已知“沉淀池”中发生的化学反应方程式是:NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3;或NH3+CO2+H2ONH4HCO3、NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl上述生产纯碱副产品NH4Cl可作为化肥或电解液或焊药等(1)
74、上述流程中X物质的化学式为CO2使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了I的循环,该设计体现了“绿色化学”的基本理念是提高反应物氯化钠的原子利用率从“沉淀池”中分离出沉淀的操作名称是过滤(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,具体操作和现象是取少量试样溶解,加用硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀说明含有氯化钠,否则,没有氯化钠(4)某纯碱厂每天消耗NaCl质量为130t,原料NaCl的利用率按90%计,则每天可生产Na2CO3的质量为106t考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 元素及其化合物;化学应用分析: (1)循环是利用碳酸氢钠分解生成的二氧化碳通入沉淀池循环使用;绿色
75、化学的主要原则之一是提高反应的原子利用率,循环中的氯化钠有又返回到沉淀池;从固液混合物中分离出固体的方法为过滤;(3)碳酸钠中可能含有氯化钠,则含有氯离子,氯离子和硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀,所以只需检验氯离子;(4)根据NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3,2NaHCO32Na2CO3+H2O+CO2,根据钠元素守恒解答解答: 解:联合制碱法的原料为氨气、二氧化碳和饱和氯化钠,反应过程是向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体没说错碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液,过滤得到碳酸氢钠固体,加热分解得到纯碱;(1)在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以
76、循环利用,故答案为:CO2;“绿色化学”是在化学反应过程或化工生产中,尽量减少使用或彻底消除有害物质,提高反应的原子利用率,循环是将未反应的氯化钠返回沉淀池中,提高反应物氯化钠的原子利用率,从固液混合物中分离出固体的方法为过滤,故答案为:提高反应物氯化钠的原子利用率;过滤;(3)检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,含有氯化钠,则氯离子能和硝酸酸化的硝酸银反应生成白色沉淀,所以检验的方法为:取少量试样溶解,加用硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀说明含有氯化钠,否则,没有氯化钠,故答案为:取少量试样溶解,加用硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀说明含有氯化钠,否则,没有氯化钠;(4)由NH3+CO2+H
77、2O+NaClNH4Cl+NaHCO3,2NaHCO32Na2CO3+H2O+CO2,可知生产的Na2CO3钠元素质量来自氯化钠,根据钠元素守恒可知:n(Na2CO3)=n(NaCl)90%=90%=1106mol,则每天可生产Na2CO3的质量为m=nM=1106mol106g/mol=106106g=106t,故答案为:106点评: 本题主要考察了联合制碱法的原料、反应式以及副产物的回收利用,如何提高原料的利用率、检验氯离子的方法,注意运用钠守恒计算,题目难度中等20某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图1所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为N
78、H3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl然后再将NaHCO3制成Na2CO3(1)装置乙的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体为防止污染空气,尾气中含有的氨气需要进行吸收处理由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤、灼烧NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2(3)若在中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌随着盐酸的加入
79、,溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示则曲线c对应的溶液中的离子是HCO3(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1:2(4)若取21.0g NaHCO3固体,加热了t2 min后,剩余固体的质量为l4.8g如果把此剩余固体全部加入到200mL 2molL1的盐酸中则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为0.75mol/L(设溶液体积变化忽略不计)考点: 纯碱工业(侯氏制碱法);化学方程式的有关计算;有关混合物反应的计算专题: 计算题;元素及其化合物分析: (1)装置甲是制备二氧化碳,气体中含有氯化氢气体对后续实验产生干扰,需要除去;尾气中含有氨气,不能排到空气中,
80、需要吸收;装置丙中是氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体,通过过滤得到晶体洗涤灼烧得到碳酸钠;NaHCO3转化为Na2CO3的方法是固体加热分解;(3)混合物是碳酸钠和碳酸氢钠,滴入盐酸发生反应CO32+H+=HCO3; HCO3+H+=CO2+H2O;依据图象分析碳酸根离子减小,碳酸氢根离子增多;(4)依据反应前后质量变化是碳酸氢钠分解的原因,依据反应前后质量变化计算反应的碳酸氢钠和生成的碳酸钠,结合试样质量计算剩余碳酸氢钠,计算得到混合物反应消耗的氢离子得到;解答: 解:(1)装置甲是制备二氧化碳气体的反应装置,生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体,对制备碳酸氢钠有影响,装置乙的作
81、用是吸收氯化氢气体;最后的尾气中含有氨气不能排放到空气中,需要进行尾气吸收;故答案为:除去二氧化碳中的氯化氢气体;氨气;由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为,NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl;制取Na2CO3时需要过滤得到晶体,洗涤后加热灼烧得到碳酸钠;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠、水,反应为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,故答案为:过滤、洗涤、灼烧; 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2;(3)若在中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究取加热了t1min的NaHCO3
82、样品29.6g 完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌随着盐酸的加入,发生反应 CO32+H+=HCO3; HCO3+H+=CO2+H2O;溶液中有关离子的物质的量的变化为碳酸根离子减小,碳酸氢根离子浓度增大,当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子,再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳,碳酸氢根离子减小,所以c曲线表示的是碳酸氢根离子浓度变化;碳酸根离子浓度0.2mol/L;碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L;样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1:2;故答案为:HCO3; 1:2;(4)若取21g NaHCO3固体物质的量=0.25mol,加热了t1min
83、后,剩余固体的质量为14.8g依据化学方程式存在的质量变化计算:2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2Om 2 1 620.2mol 0.1mol 21g14.8g反应后NaHCO3物质的量=0.25mol0.2mol=0.05mol;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2;消耗氯化氢物质的量0.05mol;Na2CO3物质的量=0.1mol,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2,消耗氯化氢物质的量0.2mol;剩余氯化氢物质的量=0.200L2mol/L0.05mol0.2mol=0.15mol,剩余溶液中c(H+)=0.75mol/L,故答案为:0.75mol/L
84、;点评: 本题考查了 工业制纯碱的原理分析,生产过程中的物质变化,混合物成分的分析判断和计算应用,实验过程分析,除杂操作,尾气吸收,图象定量分析判断,题目难度中等三、解答题(共3小题)(选答题,不自动判卷)21我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图1:(1)写出上述流程中循环物质X的电子式,沉淀池中发生的化学反应方程式为:CO2+NH3+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl向母液中通入氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,则副产品为NH4Cl(3)流程中设计了循环的目的是提高原料氯化钠的利用率(4)用离子方程式表示Na2CO3溶液呈碱性的原因CO32+H2OHCO
85、3+OH(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是BC(填序号)Ac(Na+)=2c(CO32) Bc(Na+)c(CO32)c(HCO3)Cc(OH)c(HCO3)c(H+) Dc(OH)c(H+)=c(HCO3)+c(H2CO3)(6)某同学设计的测定样品中碳酸钠含量的方法如图2设滴定管的起始读数为V1 mL,终点读数为V2 mL,注射器测定排出的气体为V3 mL(已转化成标准状况),称得样品质量为m g,则原样品中碳酸钠的质量分数的表达式为(用含V1、V2、V3、m的代数式表示,反应前后溶液密度的变化忽略不计)考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)分析: (1)二氧化碳是
86、反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,结合流程图可知上述流程中循环物质X是二氧化碳,二氧化碳中存在两个碳氧双键;发生的化学反应为饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体;根据反应方程式确定母液中的溶质,根据氨气溶于水后生成氨水,氨水电离成铵根,增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析;(3)提高原料的利用率,可以用循环使用的方法;(4)碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性;(5)Na2CO3在溶液中电离水解:Na2CO3 =2Na+CO32;CO32+H2OHCO3+OH;HCO3+H2OH2CO3+OH;H2OH+OH结合物料守恒、电荷守恒解答;(6)找出二氧化碳的体
87、积,根据碳守恒计算出碳酸钠的物质的量,根据m=nM计算碳酸钠的质量,即可求出碳酸钠的质量分数解答: 解:(1)由于在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,所以上述流程中循环物质X是二氧化碳,二氧化碳为直线型结构,分子中存在两个碳氧双键,二氧化碳的电子式为:;沉淀池中发生的化学反应为饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体,反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3,故答案为:;NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3;根据NH3+H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3及流程图知,母液中溶质为氯化铵,向母
88、液中通氨气加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通入的氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出铵根离子,铵根离子浓度增大有利于析出氯化铵,故答案为:NH4Cl;(3)循环是将未反应的氯化钠返回沉淀池中,提高原料氯化钠的利用率,故答案为:提高原料氯化钠的利用率;(4)碳酸钠为强碱弱酸盐,钠离子不水解、碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解离子方程式为:CO32+H2OHCO3+OH,故答案为:CO32+H2OHCO3+OH;(5)ANa2CO3 =2Na+CO32,但碳酸根离子水解,故离子浓度大小关系为:c(Na+)2c(CO32),故A错误;B由于盐类的水解程度很小,且溶液中存在两步水解:CO32+H
89、2OHCO3+OH,HCO3+H2OH2CO3+OH,以第一步水解为主,故离子浓度大小关系为:c(Na+)c(CO32)c(OH)c(HCO3)c(H+),故B正确;C碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,溶液显碱性,c(OH)c(H+),溶液中存在两步水解:CO32+H2OHCO3+OH,HCO3+H2OH2CO3+OH,以第一步水解为主,所以c(OH)c(HCO3)c(H+),故C正确;DNa2CO3本身不含氢离子和氢氧根,故溶液中所有的氢原子和氢氧根均来自于水且相等,由于CO32水解后的存在形式为CO32、HCO3、H2CO3,故有:c(H+)+c(HCO3)+2c(H2CO3)=
90、c(OH),即:c(OH)c(H+)=c(HCO3)+2c(H2CO3),故D错误;故答案为:BC;(6)盐酸排出的空气的体积是(V2V1)mL,产生的二氧化碳的体积是V3(V2V1),根据碳原子守恒,碳酸钠的物质的量是:mol,原样品中碳酸钠的质量分数为:,故答案为:106100%点评: 本题考查了侯氏制碱法反应原理及碳酸钠含量的测定,涉及了化学方程式的书写、质量分数的计算等知识,内容较多,注意(5)根据物料守恒、电荷守恒解答为高频考点,题目难度中等221862年,比利时化学家索尔维发明了氨碱法制碱,1926年,我国化学家侯德榜创立了更为进侯德榜制碱法,也叫联合制碱法,两种制碱的生产流程可简
91、要表示如图:(1)向沉淀池中通入CO2和氨气时,应先通入氨气的原因是因为CO2溶解度小,而NH3易溶于水,先通入NH3有利于后面CO2的吸收沉淀池中发生反应的化学反应方程式是NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl,从沉淀池中分离沉淀的操作是过滤(3)氨碱法生产流程示意图中的Y是NH3,从原料到产品,氨碱法总反应过程用化学方程式表示,可写为CaCO3+2NaClNa2CO3+CaCl2(4)联合制碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是bd(选填编号)a常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小b通入氨气能增大NH4+的浓度,使氯化铵更多析出c加入食盐细粉能提高Na+的浓度,
92、使NaHCO3结晶析出d通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度(5)联合制碱法相比于氨碱法,氯化钠利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环,联合制碱法的另一项优点是避免产生大量的含有CaCl2的溶液,或节省石灰窑、蒸氨塔等设备(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠,可以用加热分解的方法测定产品中纯碱的质量分数,已知样品质量为ag,加热至质量不再改变时称重为bg,则纯碱的质量分数为考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 实验题分析: (1)氨气极易溶于水,二氧化碳在水中的溶解度较小;饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体;根据过滤的原理和适用范围回答;(3)氨碱
93、法的生产流程中循环是氧化钙和水反应生成氢氧化钙与铵盐反应生成的氨气;(4)向母液中通氨气作用有增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出和使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度;加入食盐细粉目的是提高Cl的浓度,使氯化氨析出;(5)与氨碱法比较,联合制碱法优点是提高了原料的原子利用率,避免产生大量的含有CaCl2的溶液,节省石灰窑、蒸氨塔等设备;(6)根据质量守恒定律可知,加热至质量不再改变,反应后生成的二氧化碳和水的质量之和为(ab)g,据此求出碳酸钠的质量,再用碳酸钠的质量除以样品质量即可;解答: 解:(1)二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气极易溶于水,所以应该先通氨气有
94、利于吸收二氧化碳,故答案为:因为CO2溶解度小,而NH3易溶于水,先通入NH3有利于后面CO2的吸收;氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵,反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3,过滤是把不溶于溶液的固体和液体分开的一种分离混合物的方法,从沉淀池中分离沉淀NaHCO3晶体,可用过滤的方法,故答案为:NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl;过滤;(3)氨碱法的生产流程中循环是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与铵盐反应生成的氨气可以循环使用,NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl;CaCO3CaO+CO2;Ca
95、O+H2OCa(OH)2;Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2合并得到总化学方程式为:CaCO3+2NaClNa2CO3+CaCl2,故答案为:NH3; CaCO3+2NaClNa2CO3+CaCl2;(4)a常温时氯化铵的溶解度比氯化钠大,故a错误;b通氨气作用有增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出和使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度,故b正确;c加入食盐细粉目的是提高Cl的浓度,促进氯化铵结晶析出,故c错误;d通入氨气使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化铵的纯度,故d
96、正确;故选bd;(5)联合制碱法的主要原理是:向浓氨水中通入足量的CO2后,氨气、水和CO2发生化合反应而生成NH4HCO3溶液;然后加入食盐细粒充分搅拌,生成的碳酸氢钠和氯化铵;将析出的碳酸氢钠加热得碳酸钠、二氧化碳和水,相对于氨碱法制碱,即向过滤后的滤液中加熟石灰以回收氨,使之循环使用能够避免产生大量的含有CaCl2的溶液,或节省石灰窑、蒸氨塔等设备,故答案为:避免产生大量的含有CaCl2的溶液,或节省石灰窑、蒸氨塔等设备;(6)设原混合物中碳酸钠的质量为X,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 固体减少的质量168 106 18 44 62(ax)g (ab)g列比例式:= 解得X
97、=,所以纯碱的质量分数为:100%,故答案为:;点评: 本题考查了联碱法和氨碱法生产流程的原理比较和物质分析判断,明确碳酸钠、碳酸氢钠、氨气、二氧化碳的性质,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度中等23工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生产纯碱请回答下列问题:(1)卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取,结晶而制得纯碱食盐和浓硫酸反应的化学方程式为NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl或2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl;硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或N
98、a2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2(已知产物之一为CaS);氨碱法的工艺如图1所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱图1中的中间产物C是Ca(OH)2,DNH3(写化学式);装置乙中发生反应的化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl;(3)联合制碱法对氨碱法的改进,其优点是提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2;(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾请结合2图的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行?不可行;因为KHCO3的溶解度较大,且在常温下与KCl溶解度
99、相差小,当温度高于40时,由图象可知,降温结晶时会析出较多的KCl,无法大量析出碳酸氢钾考点: 纯碱工业(侯氏制碱法)专题: 元素及其化合物;化学应用分析: (1)98%浓硫酸为高沸点酸,能制取低沸点的酸氯化氢,食盐和浓硫酸反应生成氯化氢和硫酸钠;由题目信息可知,硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS、Na2CO3,根据元素守恒可知,还原C的氧化物CO或CO2生成;碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙;氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl;(3)能提
100、高原料的利用率,减少废渣的排放,保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高; NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,可利用合成氨的产物CO2;(4)不可行因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40时,KHCO3的溶解度大于NH4Cl,降温结晶时会析出较多的KCl;解答: 解:(1)利用高沸点酸制备挥发性酸,且HCl极易溶于水,故利用直接使用98%浓硫酸和氯化钠制取氯化氢,反应为:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl或2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl,故答案为:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl或2NaCl+H2SO4(浓)
101、 Na2SO4+2HCl;由题目信息可知,硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS、Na2CO3,根据元素守恒可知,还原C的氧化物CO或CO2生成,故反应方程式为:Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2,故答案为:Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2;碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙,故C为Ca(OH)2;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙,故D为NH3,故答案
102、为:Ca(OH)2;NH3;氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl,反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl,故答案为:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl;(3)该方法能提高原料的利用率,减少废渣的排放,保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高;NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,可利用合成氨的产物CO2,故答案为:提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2;(4)由溶解曲线图可知KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40时,由图象可知,降温结晶时会析出较多的KCl,无法大量析出碳酸氢钾;故答案为:不可行; 因为KHCO3的溶解度较大,且在常温下与KCl溶解度相差小,当温度高于40时,由图象可知,降温结晶时会析出较多的KCl,无法大量析出碳酸氢钾;点评: 本题考查制碱法的工艺的流程,需要学生细读生产工艺图中各物质的变化进行解答,注意根据物质的主要性质分析工业装置和反应原理,题目难度中等