高中化学第一单元走进化学工业课题3纯碱的产生产同步练习.docx
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高中化学第一单元走进化学工业课题3纯碱的产生产同步练习
2019年高中化学第一单元走进化学工业课题3纯碱的产生产同步练习
一、选择题
1.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的方法中正确的是( )。
A.分别用砂锅加热两种样品,全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快的是小苏打
D.先将两样品配成溶液,分别加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打
答案:
C
解析:
解答:
小苏打NaHCO3分解生成Na2CO3、H2O和CO2,有Na2CO3残留,A项错误;纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色,B项错误;二者的溶液中分别加入澄清石灰水,均有CaCO3沉淀生成,D项错误。
分析:
本题考查碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别,熟练掌握碳酸囊额碳酸氢钠的化学性质是解题的关键。
2.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。
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
2NaHCO3Na2CO3+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
答案:
B
解析:
解答:
“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。
分析:
本题考查纯碱工业(侯氏制碱法)、氨碱工业在工作原理上的联系与区别。
3.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
答案:
A
解析:
解答:
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+、HCO3-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。
分析:
本题考查制取碳酸氢钠的原理、化学物质的量溶解度的大小比较等,题目难度不大。
4.属于联合制碱法优点的是( )。
A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B.母液可回收氯化铵
C.氯化钠的利用率达90%以上
D.以上全是
答案:
D
解析:
解答:
联合制碱反应为:
NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,合成氨厂为制备原料H2,同时得副产物CO2:
CO+H2O(g)CO2+H2,故A对;由联合制碱反应得B对,C项则考查了教材中的数据。
分析:
本题考查联合制碱法的优点,熟练掌握联合制碱法的流程是解题的关键。
5.反应:
NaCl+CO2+NH3+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl是“氨碱法”的重要反应,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.析出晶体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液
答案:
C
解析:
解答:
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。
分析:
本题考查碳酸氢钠的溶解度、饱和溶液的概念等,题目难度不大。
6.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,结果有晶体析出,对析出晶体的原因分析不正确的是( )
A.相同温度下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
B.溶液中溶剂减少了
C.溶质质量增加了
D.反应过程放热
答案:
D
解析:
解答:
本题考查的是Na2CO3与CO2反应的知识,根据反应方程式Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3可以得出:
通过反应,溶剂质量减少,溶质质量增加,由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,因此有NaHCO3晶体析出。
分析:
本题考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质、溶解性等。
7.下列关于工业生产说法错误的是( )
A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通氨气,后通二氧化碳
B.在硫酸工业、合成氨工业中,皆采用循环操作提高原料利用率
C.在侯氏制碱工业中,二氧化碳可以循环利用
D.硫酸工业中,用水来吸收三氧化硫
答案:
D
解析:
解答:
硫酸工业中,是用98.3%的浓硫酸来吸收三氧化硫,如果用水来吸收,则会产生酸雾,影响产率,D选项错误。
分析:
本题考查纯碱工业的基本操作和工作原理以及联合制碱法的优点。
8.
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
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( )
A.NH4Cl B.NH4HCO3
C.NaHCO3D.NaCl
答案:
C
解析:
解答:
在配成的混合溶液中,由于CO2和NH3发生反应CO2+H2O+NH3====NH+HCO,溶液中存在的离子有Na+、Cl-、NH、HCO。
从30℃时降温,溶解度小的物质将析出。
据表中数据可知:
随温度的降低,NaHCO3的溶解度始终保持最小,故析出的物质应是NaHCO3。
分析:
本题考查复分解反应发生的条件、化学物质的溶解度等,题目难度中等。
9.下列物质的用途中不正确的是( )
A.纯碱:
制糕点
B.小苏打:
发酵粉主要成分
C.过氧化钠:
制O2
D.碳酸氢钠:
治疗胃酸
答案:
A
解析:
解答:
小苏打是NaHCO3的俗名,它可用于制糕点、作发酵粉以及治疗胃酸过多等。
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑,可用Na2O2来制O2。
分析:
本题考查碳酸钠和碳酸氢钠的用途,熟练掌握性质决定用途的原则是解题的关键。
10.要除去硫酸钠里混有的少量碳酸钠,应加入的物质是( )
A.氯化钡溶液B.稀硫酸
C.石灰水D.氢氧化钠
答案:
B
解析:
解答:
加入BaCl2会使SO42-沉淀,使Na2SO4质量减少;加入Ca(OH)2会生成CaSO4沉淀;加入NaOH与二者不反应;加入适量的稀H2SO4可以除去Na2CO3。
分析:
本题考查混合物的分离、提纯和除杂,以及碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
11.NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见下图)。
下列说法正确的是( )
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
答案:
B
解析:
解答:
A项Na2CO3比NaHCO3的溶解度大;C项因果关系不对;D项制取Na2CO3的过程不涉及氧化还原反应。
分析:
本题考查探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质、氯化钠的用途、氧化还原反应等,题目难度中等。
12.把9.3克小苏打和碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)组成的混合物溶于水,配制成100毫升溶液,测得其中钠离子的浓度为0.6mol/L,若将等质量的混合物加热到恒重,则加热后残留固体物质的质量为( )
A.2.12gB.3.18g
C.4.22gD.5.28g
答案:
B
解析:
解答:
由题意知:
钠离子的物质的量为:
n(Na+)=0.6mol·L-1×0.1L=0.06mol,
加热后的产物为Na2CO3,故其质量为:
×106g/mol=3.18g。
分析:
本题考查根据离子守恒的计算、探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质,熟练掌握碳酸氢钠的热不稳定性是解题的关键。
13.下列实验中,没有白色沉淀或晶体析出的是( )
A.饱和石灰水中加入少量NaOH固体
B.饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2
C.氯化钙溶液中通入少量CO2
D.碳酸钠溶液中加入氯化钡溶液
答案:
C
解析:
解答:
A项加入NaOH固体溶解时放热,而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,有晶体析出;B项通入足量的CO2后生成NaHCO3,其溶解度小于Na2CO3的;C项中CaCl2与CO2不反应;D项中二者反应生成碳酸钡沉淀。
分析:
本题考查复分解发生的条件、化学反应的实验现象等,熟练掌握复分解反应是解题的关键。
14.下列除去杂质的实验方法不正确的是( )。
A.除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3,置于坩埚中加热
B.除去SO3中的少量SO2,可通入适量的O2
C.除去合成氨中生产的NH3中的N2、H2,可采用降温的方法
D.纯碱生产中所得的NH4Cl和NaHCO3混合物,可采用结晶过滤的方法分
离
答案:
解析:
解答:
合成近生产NH3中降温,NH3液化分离,而N2、H2可循环利用;纯碱生产中所得的NH4Cl和NaHCO3,NaHCO3的溶解度小,可采用结晶过滤方法。
分析:
本题考查混合物的除杂,熟练掌握碳酸钠与碳酸氢钠的性质是解题的关键。
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
答案:
D
解析:
解答:
联合制碱法把氯化氨和纯碱两种产品联合生产,提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境污染。
分析:
本题考查纯碱工业(侯氏制碱法)比较氨碱法制纯碱的优点,题目难度不大。
16.向0.1mol·L-1NaOH溶液中通入过量CO2后,溶液中存在的主要离子是
( )。
A.Na+、CO32-B.Na+、HCO3-
C.HCO3-、CO32-D.Na+、OH-
答案:
B
解析:
解答:
正确解出此题需看清楚CO2是过量的,无论多少NaOH与过量CO2反应都生成NaHCO3。
因此本题重在考查学生对题给信息的把握能力。
向NaOH溶液中通入过量CO2发生的反应为NaOH+CO2===NaHCO3,因此通入过量CO2后溶液中的溶质主要为NaHCO3,主要离子为Na+、HCO3-。
分析:
本题考查氢氧化钠溶液与不同量的二氧化碳反应产物的判断,题目难度中等。
17.认识反应条件对化学反应的影响,对学好化工生产知识具有重要意义。
下列说法不正确的是( )。
A.SO2合成SO3虽然属于放热反应,但工业上合成SO3时仍需加热
B.合成氨工业采用高温高压和使用催化剂,因这些条件都符合化学平衡原
理
C.合成纯碱的过程中,应首先向饱和食盐水中通入NH3,再通入足量CO2
D.通过加压降温的方法可获得制备NH3的原料气N2
答案:
B
解析:
解答:
合成氨反应是放热反应,从化学平衡的角度分析,低温更有利于合成氨,B项不正确。
分析:
本题考查反应条件对化学反应的影响,熟练掌握各种化学工艺是解题的关键。
18.要除去硫酸钠里混有的少量碳酸钠,应加入的物质是( )
A.氯化钡溶液B.稀硫酸
C.石灰水D.氢氧化钠
答案:
B
解析:
解答:
加入BaCl2会使SO42-沉淀,使Na2SO4质量减少;加入Ca(OH)2会生成CaSO4沉淀;加入NaOH与二者不反应;加入适量的稀H2SO4可以除去Na2CO3。
分析:
19.关于NaHCO3的性质,下列说法正确的是(双选)( )
A.和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
B.相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C.热稳定性比Na2CO3大
D.NaHCO3只能和酸作用不能和碱作用
答案:
A
解析:
解答:
A项中生成等量的CO2时,消耗的酸Na2CO3多,A正确;B项NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的,B错误;C中NaHCO3热稳定性小,C错误;D项NaHCO3和酸、碱都能反应,D错误。
分析:
本题考查碳酸钠与碳酸氢钠的性质的相同点和不同点,题目难度不大。
20.某纯碱厂技术科的人员对该厂纯碱样品的质量进行检验。
其中能够说明纯碱样品中可能含有杂质(NaHCO3)的实验是( )
①样品溶于水,并加入足量的澄清石灰水,变浑浊;
②样品溶于水,并加入足量的BaCl2溶液,变浑浊;
③样品在硬质试管中加强热,排出的气体通入澄清石灰水,变浑浊;
④向样品中滴加稀盐酸,排出的气体通入澄清石灰水,变浑浊。
A.①②③B.①③④
C.①②④D.只有③
答案:
D
解析:
解答:
依据纯碱(Na2CO3)与NaHCO3的性质不同进行区别,Na2CO3、NaHCO3都能与Ca(OH)2反应产生沉淀,即Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2H2O+Na2CO3;Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸反应放出气体,即Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑,所以①、④不能说明样品中是否含有NaHCO3。
由于BaCl2+Na2CO3====BaCO3↓+2NaCl,而NaHCO3不能与BaCl2反应,所以②中浑浊现象只能说明Na2CO3一定存在,不能确定是否有NaHCO3,而2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,Na2CO3受热不分解,所以③中现象一定能说明有NaHCO3存在。
分析:
本题考查碳酸氢钠的检验,熟练掌握碳酸钠与碳酸氢钠的性质是解题的关键。
二.非选择题
21.苏打和小苏打有着广泛的应用。
试从反应物用量角度说明在下列用途中选A(苏打)还是B(小苏打),并说明原因。
(1)做面条时防止面粉较长时间储存变酸味,常加入适量的面碱,选用______,
因为_____________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案:
A|中和等量的H+,Na2CO3比NaHCO3的用量少(质量比为53∶84)
(2)作为泡沫灭火器的药品,选用________,因为________________________
_________________________________________________________________。
答案:
B|产生等量的CO2时,NaHCO3比Na2CO3的用量少(质量比为84∶106),且产生CO2的速率快
(3)用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等,选用________,因为_____________
_________________________________________________________________。
答案:
A|Na2CO3碱性强,洗涤效果好
(4)治疗胃酸过多时,选用________,因为_______________________________
_________________________________________。
(提示:
二者水溶液均显碱性,且苏打的碱性强)
答案:
B|要适量中和部分胃酸,若用苏打,碱性太强,腐蚀性强,不利于人体的健康
解析:
解答:
由两者的性质可知:
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,中和等量酸时消耗苏打的质量相对小;产生等量CO2时消耗小苏打少;而作洗涤剂和中和胃酸时均利用其碱性,苏打碱性强,洗涤效果好,但碱性太强,不利于健康,故治疗胃酸过多应使用小苏打。
分析:
本题考查碳酸钠与碳酸氢钠的性质和用途,熟练掌握碳酸钠与碳酸氢钠的性质是解题的关键。
22.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:
_____________________________________________________。
答案:
2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式:
____________________________________________________________________。
答案:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3|NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl|
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑
(3)CO2是制碱工业的重要原料,“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同?
________________________________________________。
答案:
“联合制碱法”中的CO2来源于合成氨厂,“氨碱法”中的CO2来源于煅烧石灰石
(4)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”总反应列出计原子利用率的表达式:
原子利用率(%)=_________________。
答案:
×100%=49.77%
解析:
解答:
氨碱法的原料:
氯化钠、碳酸钙(或二氧化碳)及氨。
工艺流程:
CaCO3CaO+CO2↑
CO2+NH3+H2O===NH4HCO3,
NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl,
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,
CaO+H2O===Ca(OH)2,
产生CaCl2的反应:
Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,该反应的CaCl2中的Cl-来源于NaCl,Ca2+来源于CaCO3,产生无用的CaCl2,降低了NaCl的利用率。
联合制碱法:
NH3和CO2来源于合成氨厂工艺流程:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3,NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑。
依据总反应:
2NaCl+CO2+H2O+2NH3===Na2CO3+2NH4Cl
可得:
原子利用率=×100%=49.77%。
分析:
本题考查联合制碱法的工艺流程、绿色化学等,熟练掌握原子利用率的计算是解题的关键。
23.我国化工专家侯德榜的侯氏制碱法为世界制碱工业作出了突出贡献。
他以NaCl、NH3、CO2等为原料制得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↑
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是________(填字母标号)。
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
答案:
c
(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方法实验。
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出):
试回答下列有关问题:
(Ⅰ)乙装置中的试剂是_________________________;
(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是____________________________________。
(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是__________(填分离操作的名称)。
②另一位同学用下图中戊装置(其他装置未画出)进行实验:
(Ⅰ)实验时,须先从________管通入________气体,再从________管通入________气体;
(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,原因是_______________________
_____________________________________。
答案:
①(Ⅰ)饱和碳酸氢钠溶液|(Ⅱ)吸收未反应的NH3(答“防止倒吸”或“吸收CO2”不可以)| (Ⅲ)过滤
②(Ⅰ)a|NH3|b|CO2|(Ⅱ)增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率
(3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:
______________________________。
答案:
往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等,其他合理方法均可)
解析:
解答:
(1)在溶液中溶解度最小的物质最先析出。
(2)①除去CO2中的HCl用饱和NaHCO3溶液;H2SO4吸收挥发出来的NH3;NaHCO3以固体形式析出,应采用过滤操作。
②侯氏制碱法应向饱和NaCl溶液中先通NH3后通CO2,因为NH3溶解度大,可吸收更多CO2,生成较多NaHCO3固体;NH3极易溶于水,易发生倒吸,所以从a管进入;己为多孔球泡,可增大接触面积。
(3)可利用以下反应原理制备NaHCO3:
NaOH+CO2====NaHCO3,Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3。
分析:
本题考查纯碱工业(侯氏制碱法)、探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质,熟练掌握有关化学实验的设计是解题的关键。
24.“套管实验”是将一支较小的试管装入另一试管中,经组装来完成原来需要两支或更多试管进行的实验。
因其有许多优点,近年来被广泛开发并应用于化学实验中。
下面这个实验为“套管实验”,实验装置如图,小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的脱脂棉。
请观察实验装置,分析实验原理,并回答下列问题:
(1)整个实验过程中,能观察到的现象为:
①烧杯A中________;②小试管中________________________________________________________________________;
③烧杯B中________________________________________________________________________;
答案:
①有气泡冒出|②脱脂棉变蓝,试管内壁有水珠产生|③有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
(2)实验结束时,在操作上要特别注意的问题是________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________;
答案:
先将导气管从A、B的烧杯中取出,再停止加热
(3)写出实验过程中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:
CuSO4+5H2O=