2019-2020年高中化學 1.3純堿的生產(chǎn)規(guī)范訓練 新人教版選修2.doc
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2019-2020年高中化學 1.3純堿的生產(chǎn)規(guī)范訓練 新人教版選修2 考查點一 路布蘭制堿法 1.(1)1791年,法國醫(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: ①用NaCl與H2SO4反應制Na2SO4; 2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑ ②用焦炭還原Na2SO4制Na2S; Na2SO4+4CNa2S+4CO↑ ③用硫化鈉與石灰石反應制Na2CO3; Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS (2)下列說法正確的是 ( )。 A.②③兩步都是氧化還原反應 B.只有第②步是氧化還原反應 C.該方法對生產(chǎn)設備基本沒有腐蝕 D.該方法對環(huán)境污染較小 解析 依據(jù)氧化還原反應是有化合價變化的反應可知,第②步是氧化還原反 應,故A錯,B對;該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl,對生產(chǎn)設備嚴重酸蝕;第②步產(chǎn)生 的CO是大氣污染物,故C、D錯。 答案 B 考查點二 純堿小蘇打及其用途 2.純堿和小蘇打是廚房中兩種常見的用品,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)沒有殘留物的是小蘇打 B.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.用兩只小玻璃杯,分別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 項錯誤;純堿和小蘇打的火焰顏色均為黃色,B項錯誤;二者的溶液中分別 加入澄清石灰水,均有CaCO3沉淀生成,D項錯誤。 答案 C 3.蘇打和小蘇打有著廣泛的應用。試從反應物用量角度說明在下列用途中選A(蘇打)還是B(小蘇打),并說明原因。 (1)做面條時防止面粉較長時間儲存變酸味,常加入適量的面堿,選用______, 因為_____________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)作為泡沫滅火器的藥品,選用________,因為________________________ _________________________________________________________________。 (3)用于洗滌餐具及實驗室的玻璃儀器等,選用________,因為_____________ _________________________________________________________________。 (4)治療胃酸過多時,選用________,因為_______________________________ _________________________________________。 (提示:二者水溶液均顯堿性,且蘇打的堿性強) 解析 由兩者的性質(zhì)可知:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3 +HCl===NaCl+H2O+CO2↑,中和等量酸時消耗蘇打的質(zhì)量相對小;產(chǎn)生 等量CO2時消耗小蘇打少;而作洗滌劑和中和胃酸時均利用其堿性,蘇打堿 性強,洗滌效果好,但堿性太強,不利于健康,故治療胃酸過多應使用小蘇 打。 答案 (1)A 中和等量的H+,Na2CO3比NaHCO3的用量少(質(zhì)量比為53∶84) (2)B 產(chǎn)生等量的CO2時,NaHCO3比Na2CO3的用量少(質(zhì)量比為84∶106), 且產(chǎn)生CO2的速率快 (3)A Na2CO3堿性強,洗滌效果好 (4)B 要適量中和部分胃酸,若用蘇打,堿性太強,腐蝕性強,不利于人體 的健康 考查點三 氨堿法 4.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。下列說法不正確的是 ( )。 A.“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”的化學反應原理中都有下列化學反應 NH3+CO2+NaCl+H2O===NaHCO3↓+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,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 5.工業(yè)上常用氨堿法制取碳酸鈉(將氨氣和二氧化碳先后通入飽和食鹽水而析出小蘇打,再經(jīng)過濾、焙燒而得到純堿),但卻不能用氨堿法制碳酸鉀,這是因為在溶液中 ( )。 A.KHCO3溶解度較大 B.KHCO3溶解度較小 C.K2CO3溶解度較大 D.K2CO3溶解度較小 解析 氨堿法制取Na2CO3的原理是,在精制的食鹽水中分別通入NH3、CO2, 由于NaHCO3溶解度不大,當Na+、HCO3-濃度較大時便析出NaHCO3晶體, 將過濾得到的NaHCO3煅燒得Na2CO3,由于KHCO3溶解度較大,無法從溶 液中析出,故無法利用其分解制取K2CO3。 答案 A 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。請按要求回答問題: (1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物,請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學方 程式:_____________________________________________________。 (2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關反應的化學方程式:_______________________ ____________________________________________________________。 (3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料,“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源 有何不同?________________________________________________。 (4)綠色化學的重要原則之一是提高反應的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應列出計算原子利用率的表達式:原子利用率(%)=_________________。 解析 氨堿法的原料:氯化鈉、碳酸鈣(或二氧化碳)及氨。 工藝流程:CaCO3CaO+CO2↑ CO2+NH3+H2O===NH4HCO3, NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl, 2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑, CaO+H2O===Ca(OH)2, 產(chǎn)生CaCl2的反應:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,該反應 的CaCl2中的Cl-來源于NaCl,Ca2+來源于CaCO3,產(chǎn)生無用的CaCl2,降低 了NaCl的利用率。 聯(lián)合制堿法:NH3和CO2來源于合成氨廠 工藝流程:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3, NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl, 2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑。 依據(jù)總反應:2NaCl+CO2+H2O+2NH3===Na2CO3+2NH4Cl 可得:原子利用率=100%=49.77%。 答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O (2)NH3+CO2+H2O===NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑ (3)“聯(lián)合制堿法”中的CO2來源于合成氨廠,“氨堿法”中的CO2來源于煅 燒石灰石 (4)100%=49.77% 7.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來源于石灰窯廠),寫出A、B 的化學式。 A______________ B____________。 (2)實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為: 取樣、__________、沉淀、__________、__________、冷卻結(jié)晶、__________、 烘干。 (3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是__________________。 碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體,其原因是______________________. (4)碳酸化后過濾,濾液D最主要的成分是______________(填寫化學式),檢 驗這一成分的陰離子的具體方法是:__________________________。 (5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的,為此,濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰 水后所發(fā)生的反應的離子方程式為:____________________________。 (6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的 質(zhì)量分數(shù),純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)可表示為:_____________________(注 明你的表達式中所用的有關符號的含義)。 解析 (1)根據(jù)沉淀劑A的來源,可知A可能是CaO或Ca(OH)2。B的作用 是用來除去加入過量的沉淀劑,為不引入新的雜質(zhì)則選用Na2CO3。 (2)考查考生對粗鹽提純的基本技能操作:取樣→溶解→沉淀→過濾→蒸發(fā)→ 冷卻→結(jié)晶→過濾→烘干。 (3)氨化后的氯化鈉溶液中通入CO2酸化,因在氨的作用下會產(chǎn)生碳酸氫鈉: NaCl+NH3H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,由于NaHCO3的溶解度較小, 從溶液中析出。 (4)濾液中含有NH4Cl,Cl-的檢驗通常是用HNO3酸化的AgNO3溶液,若能 產(chǎn)生白色沉淀,即可證明Cl-的存在。 (5)離子方程式是NH4+NH3↑+H2O。 (6)設樣品質(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)量分數(shù)為:ω(NaHCO3)=。 答案 (1)Ca(OH)2或CaO Na2CO3 (2)溶解 過濾 蒸發(fā) 過濾 (3)有晶體析出(或出現(xiàn)渾濁) 碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大 (4)NH4Cl 取少量試樣,加硝酸酸化,加硝酸銀溶液有白色沉淀,該陰離子是氯離子 (5)NH4++OH-NH3↑+H2O (6)w(NaHCO3)=(m1表示反應前樣品質(zhì)量,m2表示加熱后固體 的質(zhì)量) 考查點四 聯(lián)合制堿法 8.屬于聯(lián)合制堿法優(yōu)點的是 ( )。 A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供 B.母液可回收氯化銨 C.氯化鈉的利用率達90%以上 D.以上全是 解析 聯(lián)合制堿反應為:NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,合成氨廠為制備原料H2,同時得副產(chǎn)物CO2:CO+H2O(g)CO2+H2,故 A對;由聯(lián)合制堿反應得B對,C項則考查了教材中的數(shù)據(jù)。 答案 D 9.反應NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl是著名的“侯氏制堿法”的重要反應。下面是4位同學對該反應涉及的有關知識發(fā)表的部分見解。其中不正確的是 ( )。 解析 析出NaHCO3后的溶液為NaHCO3的飽和溶液。 答案 C 10.侯氏制堿法的步驟如下圖: 試回答下列問題: (1)若上述的懸濁液是NaHCO3和NH4Cl的混合液,則Ⅰ和Ⅱ的總反應為 __________________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (2)由這一反應可知NaCl比NaHCO3溶解度______________________。 (3)Ⅲ的操作叫____________。 (4)Ⅳ的操作叫____________。 解析 (1)從生成物是NaHCO3和NH4Cl兩種物質(zhì)不難寫出Ⅰ、Ⅱ的總反應式: NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。 (2)顯然溶解度NaCl>NaHCO3,所以在NaCl的飽和溶液中才會析出NaHCO3。 (3)把不溶晶體與液體分離的方法稱為過濾。 (4)Ⅳ操作是對NaHCO3進行加熱,使其分解,同時使揮發(fā)性物質(zhì)氣化而除去 答案 (1)NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl (2)大 (3)過濾 (4)灼燒 11.下圖表示的是侯氏制堿法工藝流程示意圖。 請回答: (1)母液Ⅱ中所溶解的主要物質(zhì)是________(寫物質(zhì)的化學式)。母液Ⅱ中含有 低濃度的Na2CO3,主要原因是______________________________________ ____________________________________________________________。 (2)向母液Ⅱ中通入氣體時要先通氨氣后通二氧化碳氣體,主要原因是 __________________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (3)母液Ⅰ和母液Ⅱ中都通入NH3。①NH3的主要來源是__________;②母液 Ⅰ中通入NH3的主要目的是____________;③母液Ⅱ中通入NH3的主要目的 是__________________。 (4)工藝流程的“煅燒→純堿”處,可設計____________的循環(huán)。 答案 (1)NaCl、NaHCO3和NH4Cl HCO3- 電離出CO32- (2)NH3在NaCl溶液中溶解度很大,CO2在氨化的溶液中溶解度大,先通NH3 后通CO2可形成高濃度的HCO3-。若先通CO2再通NH3,由于CO2在NaCl 溶液中溶解度很小,盡管NH3在碳酸化的溶液中溶解度大,也不能形成高濃 度的HCO3- (3)①合成氨廠?、谠龃驨H4+的濃度,促進NH4Cl結(jié)晶析出 ③增大OH-的 濃度,促進CO2的溶解,增大HCO3-的濃度 (4)二氧化碳(或CO2)- 配套講稿:
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