2022新课标同步导学化学练习《纯碱的生产》(人教版选修2).docx

第1单元课题3
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．与氨碱法比较，以下关于联合制碱法优点的判断中不正确的选项是(　　)
A．提高了原料利用率　　　　　B．降低了生产本钱
C．减少了环境污染 D．减轻了对设备的腐蚀
【解析】　侯氏联合制碱法是将合成氨工业和制碱工业联合起来，保存了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥，防止了生成大量无用的CaCl2；同时可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序，降低了生产本钱，减少了对环境的污染。
【答案】　D
2．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选项是(　　)
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．反响过程放热
【解析】　此题考查的是Na2CO3与CO2反响的知识，根据反响方程式Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3可以得出：通过反响，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。
【答案】　D
3．以下关于工业生产说法错误的选项是(　　)
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、硝酸工业中，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
【解析】　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，那么会产生酸雾，影响产率，D选项错误。
【答案】　D
4.
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
【解析】　在配成的混合溶液中，由于CO2和NH3发生反响CO2＋H2O＋NH3===NH4＋＋HCO3－，溶液中存在的离子有Na＋、Cl－、NH4＋、HCO3－。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。
【答案】　C
5．以下物质的用途中不正确的选项是(　　)
A．纯碱：制糕点 B．小苏打：发酵粉主要成分
C．过氧化钠：制O2D．烧碱：治疗胃酸
【解析】　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。
【答案】　AD
6．以下反响的离子方程式正确的选项是(　　)
A．钠与水反响：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
B．钠与CuSO4溶液反响：2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋
C．NaHCO3溶液与稀H2SO4反响：CO32－＋2H＋===H2O＋CO2↑
D．NaOH溶液与小苏打溶液反响：HCO3－＋OH－===CO32－＋H2O
【解析】　B中钠与CuSO4溶液反响，其实质是钠先与水反响，而无法置换出Cu，其离子方程式为：
2Na＋2H2O＋Cu2＋===2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑
C中NaHCO3中HCO3－是弱酸的酸根离子，不能拆成CO32－，正确写法为：HCO3－＋H＋===CO2↑＋H2O。
【答案】　AD
7．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，以下区分这两种物质的方法中正确的选项是(　　)
A．分别用砂锅加热两种样品，全局部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，分别参加少量的两种样品，再参加等量的食醋，产生气泡快的是小苏打
D．先将两样品配成溶液，分别参加澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打
【解析】　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；二者的溶液中分别参加澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D项错误。
【答案】　C
8．以下说法中错误的选项是(　　)
A．制纯碱的原料只能是无机物
B．制纯碱的原料可能包含有机物
C．NR3·HCl＋NH3===NR3＋NH4Cl是氧化复原反响
D．NR3·HCl＋NH3===NR3十NH4Cl是非氧化复原反响
【解析】　在侯氏制碱法制纯碱的生产中，可以用甲烷等烃跟水反响制氢气。用有机胺制碱法制纯碱的生产中，所用的有机胺就属于有机物。
【答案】　AC
9．工业上常用氨碱法制取碳酸钠(将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤、煅烧而得到纯碱)，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
【解析】　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，反响的方程式为：
NH3＋H2O＋CO2===NH4＋(aq)＋HCO3－(aq)，Na＋(aq)＋HCO3－(aq)===NaHCO3(s)，2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。
由于KHCO3溶解度较大，无法从溶液中析出，故无法利用氨碱法制取K2CO3。
【答案】　A
10．以下表达中正确的选项是(　　)
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中参加NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴参加等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的稀盐酸反响，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出
【解析】　选项A，Ca(HCO3)2和NaHCO3在水溶液中不发生反响；选项B，向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，理论上没有CO2生成；选项C，注意等质量和足量的稀盐酸的异样；选项D，NaHCO3溶解度比Na2CO3小，假设Na2CO3全反响那么生成NaHCO3质量比Na2CO3多，反响消耗水，那么有大量晶体析出。
【答案】　D
二、非选择题
11．根据氨碱法的原理，首先配置氨化饱和食盐水，即向饱和食盐水中参加氨水(体积比1∶1)并充分搅拌；再将二氧化碳通入氨化饱和食盐水中，控制一定的温度，直至有碳酸氢钠析出。
请答复以下问题：
(1)用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生NH4＋、HCO3－的原理______________________________________。
(2)向饱和食盐水中参加氨水和通入二氧化碳的先后顺序是先加氨水后通二氧化碳。是否可以先通二氧化碳后加氨水为什么
______________________________________。
(3)写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式____________________________________。
【解析】　在通常状况下，氨在水中的溶解度近700体积，二氧化碳在水中的溶解度仅约1体积。
【答案】　(1)NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－或(NH3＋H2ONH4＋＋OH－)；
CO2＋H2OH2CO3HCO3－＋H＋(或CO2＋H2OHCO3－＋H＋)
(2)否。在常温下，氨在饱和食盐水中的溶解度很大，二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。假设先通二氧化碳后加氨水，溶液里只能产生很小浓度的HCO3－，不利于生成NaHCO3沉淀
(3)NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl
(或NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)
12．根据侯德榜制碱法原理参考下表的数据，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 ℃，在搅拌下分批参加研细的NH4HCO3固体；加料完毕后，继续保温30 min，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后转入蒸发皿中，灼热2 h，制得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(S/100 g)
温度
溶解度
盐
0 ℃
10 ℃
20 ℃
30 ℃
40 ℃
50 ℃
60 ℃
100 ℃
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
39.8
NH4HCO3
11.9
15.8
21.0
27.0
－①
－
－
－
NaHCO3
6.9
8.1
9.6
11.1
12.7
14.5
16.4
－
NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.3
77.3
(说明：①>35 ℃，NH4HCO3会分解)
请答复：
(1)反响温度控制在30～35 ℃，是因为假设高于35 ℃，那么________________，假设低于30 ℃，那么________________；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 min，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)，需参加________________________，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。
【解析】　(1)由题意知，大于35 ℃时NH4HCO3分解，故温度不能超过35 ℃，假设低于30 ℃反响速率降低，要控制此温度范围应用水浴加热。
(2)保温30 min是为了使反响充分进行，提高原料的利用率和NaHCO3的产率，由表可知，只析出NaHCO3晶体的原因是因为在30～35 ℃时NaHCO3的溶解度最小；洗涤的目的是为了除去溶液中的其他杂质如NaCl、NH4Cl、NH4HCO3等。
(3)过滤所得的母液中含有NaHCO3、NH4Cl、NaCl、NH4HCO3，可以加HCl使之全部生成NaCl。
【答案】　(1)NH4HCO3分解　反响速率降低　水浴加热
(2)使反响充分进行　30～35 ℃时，NaHCO3的溶解度最小　NaCl、NH4Cl、NH4HCO3
(3)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3　HCl
13．某学生拟用NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液，为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3，他设计了如下的实验步骤：
①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；
②小心煮沸溶液1～2分钟；
③在②得到的溶液中参加25 mL相同的NaOH溶液，使溶液充分混合。按他的设计，第①步实验装置如以下列图：
(1)他能否制得较纯洁的Na2CO3________，理由是______________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(2)装置A使用的试剂是石灰石和稀盐酸，可否用纯碱代替石灰石________，原因是____________________________________________________________________________。
(3)装置B使用的试剂是________，作用是______________________________________。
(4)有人认为实验步骤②③的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理，你认为对吗为什么
______________________________________。
【解析】　CO2与NaOH反响，因通入二氧化碳的量不好控制而难得到纯洁的Na2CO3。此题涉及的原理是：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3，故可直接通入过量的CO2制得NaHCO3，然后与等量的NaOH混合，制得Na2CO3。但是为防止过量的CO2的干扰，在NaHCO3与NaOH混合之前要赶净NaHCO3溶液中溶解的CO2。
【答案】　(1)能　实验①生成NaHCO3，其中溶解的CO2气体煮沸时除去，在实验③NaHCO3恰好被NaOH中和完全，转化生成Na2CO3　(2)不能　实验中使用的CO2气体发生器，只适用于块状固体和液体反响，Na2CO3是粉末状固体，反响过于剧烈　(3)NaHCO3饱和溶液　除去CO2中的HCl气体　(4)不合理，假设不先驱除溶液中溶解的CO2气体，实验③参加NaOH将有一局部消耗于与CO2气体的反响，使NaHCO3不能完全转化为Na2CO3
14．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奉献。他以NaCl、NH3、CO2等为原料制得NaHCO3，进而生产出纯碱，有关反响的化学方程式为：
NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3
NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反响，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
(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，实验装置如以下列图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)：
试答复以下有关问题：
(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，别离出NaHCO3晶体的操作是________(填别离操作的名称)。
②另一位同学用以下列图中戊装置(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________管中通入________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__________________________
__________________________________________________________________________。
(3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：___________________________。
【解析】　(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)可利用以下反响原理制备NaHCO3：NaOH＋CO2===NaHCO3，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
【答案】　(1)c
(2)①(Ⅰ)饱和碳酸氢钠溶液　(Ⅱ)吸收未反响的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)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)