2019_2020学年高中化学第1单元走进化学工业课题3纯碱的生产课后达标检测新人教版选修2.doc

课题3　纯碱的生产
课后达标检测
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
解析：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。
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
解析：选D。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。
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
解析：选D。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。
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.NH4Cl　　　　　　　　 B．NH4HCO3
C．NaHCO3 D．NaCl
解析：选C。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。
下列物质的用途中不正确的是(　　)
A．碳酸氢钠：制糕点
B．小苏打：发酵粉主要成分
C．过氧化钠：制O2
D．烧碱：治疗胃酸
解析：选D。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。
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
解析：选B。加入BaCl2会使SO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。
关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是(　　)
A．和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
B．相同物质的量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，NaHCO3放出的CO2量多
C．热稳定性比Na2CO3大
D．NaHCO3只能和酸作用不能和碱作用
解析：选A。A项中生成等量的CO2时，消耗的酸Na2CO3多，A正确；B项二者放出CO2的量相等，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。
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
解析：选B。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。
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0.6 mol/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．2.12 g B．3.18 g
C．4.22 g D．5.28 g
解析：选B。由题意知：钠离子的物质的量为：n(Na＋)＝0.6 mol·L－1×0.1 L＝0.06 mol，
加热后的产物为Na2CO3，故其质量为：
×106 g/mol＝3.18 g。
工业生产纯碱的工艺流程图如下：

完成下列填空：
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式。
A________，B________。
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
取样、________、沉淀、________、__________、冷却结晶、________、烘干。
(3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是__________。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体。其原因是____________________________________________________。
(4)碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是________(填写化学式)。检验这一成分的阴离子的具体方法是：_____________________________________________________。
(5)氯碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：________________________________。
滤液D加石灰水前先要加热，原因是___________________。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：________________________。
解析：(1)粗盐中含Ca2＋、Mg2＋，加入石灰乳或CaO可除去Mg2＋，再加入Na2CO3除去
Ca2＋，因此A为Ca(OH)2或CaO，B为Na2CO3。
(3)碳酸化即向氨的饱和NaCl溶液中通入过量CO2，可析出NaHCO3晶体。反应中由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因此不会析出Na2CO3晶体。
(4)过滤除去NaHCO3，滤液D的主要成分为NH4Cl，要检验Cl－应选用AgNO3溶液和稀硝酸。
(5)NH4Cl溶液与石灰水的反应为：NH＋OH－===NH3↑＋H2O。
(6)样品质量m1加热后剩余固体质量为m2，则设样品中NaHCO3质量为m。
2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑　　Δm
168　　　　　　106　　　　　　　　　　 62
m　　　　　　　　　　　　　　　　　　m1－m2
则m＝(m1－m2)
w(NaHCO3)＝＝。
答案：(1)Ca(OH)2或CaO　Na2CO3　(2)溶解　过滤　蒸发　过滤　(3)有晶体析出(或出现浑浊)　碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大　(4)NH4Cl　取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子　
(5)NH＋OH－===NH3↑＋H2O　防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀　(6)w(NaHCO3)＝
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
(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_____________________。
(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)可利用以下反应原理制备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)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)
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