高中化学课时跟踪训练三纯碱的生产新人教版选修.docx
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高中化学课时跟踪训练三纯碱的生产新人教版选修
课时跟踪训练（三） 纯碱的生产
一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）
1．我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。
“侯氏制碱法”中的碱是指下列的（ ）
A．NaOH B．K2CO3
C．Na2CO3D．NaHCO3
2．下列属于侯氏制碱法的优点的是（ ）
A．氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B．母液可回收制氯化铵
C．氯化钠的利用率达96%
D．以上全是
3．下列说法不正确的是（ ）
A．“联合制碱法”和“氨碱法”的化学反应原理中都有下列化学反应
NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
B．“联合制碱法”生产中有氨的循环利用工艺
C．“氨碱法”生产中有氨的循环利用工艺
D．“联合制碱法”和“氨碱法”都有一定的局限性
4．工业上常用氨碱法制取碳酸钠（将氨气和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤、焙烧而得到纯碱），但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（ ）
A．KHCO3溶解度较大
B．KHCO3溶解度较小
C．K2CO3溶解度较大
D．K2CO3溶解度较小
5．下列说法中不正确的是（ ）
A．用联合制碱法制造纯碱和氯化铵，原料的利用率高，不必考虑环境保护的问题
B．化工生产技术始终是在不断创新中发展，侯氏制碱法也还需要改进
C．社会对纯碱的需求是纯碱生产技术创新发展的原动力
D．纯碱生产技术的再创新需要多门学科、多种技术的协同作用
6．工业上将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3在30℃时配成溶液，此时溶液中无晶体。
当降温至某温度时，开始析出晶体，此晶体是（ ）
温度/℃
溶解度/g
盐
0
10
20
30
NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.1
NH4HCO3
11.9
15.9
21.0
27.0
NaHCO3
6.9
8.15
9.6
11.1
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.4
A．NH4ClB．NH4HCO3
C．NaHCO3D．NaCl
7．某工厂依据生产纯碱的工艺流程设计用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备（NH4）2SO4。
其工作过程如下：
下列推理不合理的是（ ）
A．往甲中通CO2有利于（NH4）2SO4生成
B．生成1mol（NH4）2SO4至少消耗2molNH3
C．直接蒸干滤液能得到纯净的（NH4）2SO4
D．煅烧CaCO3生成的CO2可被循环使用
8．1892年比利时人索尔维以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
下列有关说法不正确的是（ ）
A．从理论上看，循环生产时不需要再补充NH3
B．从绿色化学原料充分利用的角度看，该方法有两个明显的缺陷是：
氯化钠未能充分利用和产生CaCl2废弃物
C．氨碱法生产过程中将NH4Cl作为一种化工产品，不再生产NH3来循环使用
D．从理论上看，每再生产1molNa2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2molNaCl和1molCO2
9．1791年，法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐、浓硫酸、石灰石、煤为原料制碱，该方法分三步：
①用NaCl与H2SO4反应制Na2SO4：
2NaCl＋H2SO4
Na2SO4＋2HCl↑
②用焦炭还原Na2SO4制Na2S：
Na2SO4＋4C
Na2S＋4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制Na2CO3：
Na2S＋CaCO3
Na2CO3＋CaS
下列说法正确的是（ ）
A．②③两步都是氧化还原反应
B．只有第②步是氧化还原反应
C．该方法对生产设备基本没有腐蚀
D．该方法对环境污染较小
10．反应NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是“氨碱法”的重要化学反应，以下是对该反应涉及的有关知识的部分见解，其中不正确的是（ ）
A．该条件下NaHCO3的溶解度较小
B．NaHCO3不是纯碱
C．析出固体后的溶液为NaHCO3的不饱和溶液
D．析出固体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液
二、非选择题（本题包括4小题，共50分）
11．（12分）纯碱是一种重要的化工原料。
目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。
请按要求回答问题：
（1）“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
（3）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。
根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：
原子利用率（%）＝__________________。
12．（12分）侯氏制碱法原理是：
将NH3和CO2气体通入饱和食盐水中即可获得NaHCO3和NH4Cl的混合物，然后分离出NaHCO3再加热制得纯碱。
其流程如下：
参照下表：
物质
CO2
NH3
NaHCO3
NH4Cl
NaCl
溶解度（20℃）
V水∶V二氧化碳＝1∶1
V水∶V氨气＝1∶700
9.6g
37.2g
ag
回答下列问题：
（1）气体A、B依次是________。
A．CO2、NH3B．NH3、CO2
C．任何顺序都可以
（2）写出（Ⅰ）和（Ⅱ）步骤总反应的化学方程式____________________________________
________________________________________________________________________。
由反应原理可知，a________9.6（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（3）操作（Ⅲ）的名称是________，化学实验室进行该操作用到的玻璃仪器有________________。
（4）经步骤（Ⅲ）所得液体中含有的盐为（写化学式）________。
经过________（填操作名称）后可以得到化肥。
（5）每当通入NH344.8L（标准状况下）时可以得到纯碱100.0g，则NH3的利用率为________。
13．（12分）根据侯德榜制碱原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：
将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30～35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。
用少量蒸馏水洗涤除去杂质后转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度表（g/100g水）
盐
溶解度
温度/℃
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
0
35.7
11.9
6.9
29.4
10
35.8
15.8
8.1
33.3
20
36.0
21.0
9.6
37.2
30
36.3
27.0
11.1
41.4
40
36.6
－①
12.7
45.8
50
37.0
－
14.5
50.4
60
37.3
－
16.4
55.3
100
39.8
－
－
77.3
注：
①>35℃NH4HCO3会分解。
请回答：
（1）反应温度控制在30～35℃，是因为若高于35℃，则____________，若低于30℃，则______________；为控制此温度范围，采取的加热方法为_________________________。
（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是___________________________________。
静置后只析出NaHCO3晶体的原因是______________________________________________。
用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去____________________________杂质（用化学式表示）。
（3）过滤所得的母液中含有______________________（用化学式表示），需加入________，并做进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。
14．（14分）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：
（1）上述生产纯碱的方法称________，副产品的一种用途为________。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）写出上述流程中X物质的化学式是________。
（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了________（填上述流程中的编号）的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是________________________________。
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加________。
（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。
通氨气的作用有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
a．增大NH
的浓度，使NH4Cl更多地析出
b．使NaHCO3更多地析出
c．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
答案
1．选C 本题中的碱指的是纯碱Na2CO3。
2．选D 侯氏制碱法的优点有原料易得，NaCl的利用率高，而且产生的NH4Cl可以作肥料。
3．选B “氨碱法”将NH4Cl和Ca（OH）2再反应，使NH3循环利用；“联合制碱法”是制得纯碱和副产品氯化铵。
4．选A 氨碱法制取Na2CO3的原理是，在精制的食盐水中分别通入NH3、CO2，由于NaHCO3溶解度不大，当Na＋、HCO
浓度较大时便析出NaHCO3晶体，将过滤得到的NaHCO3煅烧得Na2CO3，由于KHCO3溶解度较大，无法从溶液中析出，故无法利用其分解制取K2CO3。
5．选A 化工生产一般都会产生污染物，要科学地评价纯碱生产技术及其他化工生产技术，环境保护也需考虑。
6．选C 据表中数据可知，随温度的降低，NaHCO3的溶解度始终最小，故首先析出的物质应是NaHCO3。
7．选C 观察流程图可知，甲中已通入了足量的NH3，往甲中通CO2的目的是与NH3反应生成（NH4）2CO3，从而有利于（NH4）2SO4的生成，A、B正确；煅烧生成的CO2可以通入甲中循环使用，D正确。
8．选C 工业制碱的原理涉及反应：
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。
索尔维法用生成的氯化铵制备氨气，将氯化铵进行了循环利用，所以从理论上讲，是不需要补充氨的。
但是在生产过程中，NaCl母液被弃去，氯化铵制备氨气生成了无用的氯化钙，这两点是索尔维法的缺陷。
根据反应关系式及原子守恒，从理论上看每生产1molNa2CO3，需再补充的物质及其物质的量分别是2molNaCl和1molCO2。
9．选B 氧化还原反应是有元素化合价变化的反应，第③步反应无化合价变化，不是氧化还原反应，A不正确；该生产中产生HCl，对设备严重腐蚀；第②步反应生成的CO是大气污染物，故C、D不正确。
10．选C 该条件下NaHCO3的溶解度不大，因此析出NaHCO3，析出后应为NaHCO3的饱和溶液。
11．解析：
（3）联合制碱法反应的化学方程式为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，总反应可看作是2NH3＋2NaCl＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2NH4Cl，所以，原子利用率（%）＝
×100%＝
×100%。
答案：
（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl（饱和）===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
（3）
×100%
12．解析：
（1）氨气在水溶液中溶解度大，故侯氏制碱法中先向饱和食盐水中通入NH3，后通入CO2。
（2）由反应原理：
饱和食盐水中析出NaHCO3沉淀，故同温下NaCl的溶解度大于NaHCO3的溶解度，a>9.6。
（5）由反应转化关系：
NH3～NaCl～
Na2CO3，当得到100.0g纯碱时，消耗NH3为
×2＝1.887mol，则NH3的利用率为
×100%＝94.34%。
答案：
（1）B
（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl ＞
（3）过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒
（4）NaHCO3、NH4Cl（NaCl写与不写均可） 结晶
（5）94.34%
13．解析：
（1）温度超过35℃，NH4HCO3会分解，反应速率受温度的影响，温度低，反应速率慢，此温度下，用水浴加热较为好控制。
（2）反应需要保持一段时间，使其反应充分。
NaHCO3晶体表面会附着未反应完的NaCl、NH4HCO3及生成的NH4Cl等，需水洗除去。
（3）加入盐酸可使NaHCO3转化为NaCl，也可使NH4HCO3转化为NH4Cl。
答案：
（1）NH4HCO3分解 反应速率降低 水浴加热
（2）使反应充分进行 NaHCO3的溶解度最小
NaCl、NH4Cl、NH4HCO3
（3）NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3 HCl
14．解析：
（1）、
（2）两问题为识记性题目。
（3）需要在理解原理的基础上作出回答。
（4）原料利用率和基本实验操作的考查。
“循环操作”是提高原料利用率、解决环境污染等问题的关键思想。
过滤是初中就要求掌握的基本操作。
（5）本问题是Cl－的检验，这是中学常见离子的检验。
（6）实际是平衡理论的具体应用。
答案：
（1）联合制碱法或侯氏制碱法 制化肥或作电解液等（其他合理答案均可）
（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓
（3）CO2
（4）Ⅰ 过滤
（5）稀硝酸和硝酸银溶液 （6）ac
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