課時(shí)12工業(yè)制堿索爾維制堿法和侯氏制堿法1．侯德榜是我國(guó)近代化學(xué)工業(yè)奠基人之一，他經(jīng)過(guò)數(shù)百次試驗(yàn)，改進(jìn)了原有的制堿方法，確定了新的工藝流程，這就是聯(lián)合制堿法。該制堿法中“堿”的主要成分是()A．Na2O B．NaOH C．Na2CO3 D．NaHCO3【答案】C【解析】侯德榜聯(lián)合制堿法中涉及的反應(yīng)有：反應(yīng)I：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl反應(yīng)II：加熱下2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O，該制堿法中“堿”的主要成分是Na2CO3，故C符合題意；故選C。2．與索爾維制堿法相比，侯德榜制堿法最突出的優(yōu)點(diǎn)是(

)A．原料利用率高

B．設(shè)備少C．循環(huán)利用的物質(zhì)多

D．原料易得【答案】A【解析】索爾維法缺點(diǎn)：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，約有30%的NaCl留在母液中，侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)：把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，提高了食鹽利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對(duì)環(huán)境的污染，降低了純堿的成本．保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%，故選A。3．某探究活動(dòng)小組根據(jù)侯德榜制堿原理，按下面設(shè)計(jì)的方案制備碳酸氫鈉。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫(huà)出)。下列說(shuō)法正確的是()A．乙裝置中盛放的是飽和食鹽水B．丙裝置中的溶液變渾濁，因有碳酸氫鈉晶體析出C．丁裝置中倒扣的漏斗主要作用是防止產(chǎn)生的氣體污染空氣D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分離碳酸氫鈉的操作是蒸發(fā)結(jié)晶【答案】B【解析】A項(xiàng)，利用鹽酸制取二氧化碳時(shí)，因鹽酸易揮發(fā)，所以，二氧化碳中常會(huì)含有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)不與二氧化碳反應(yīng)，所以通過(guò)碳酸氫鈉的溶液是可以除掉二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫氣體，因此乙裝置中盛放的是飽和碳酸氫鈉溶液，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，丙裝置中的溶液變渾濁，因有碳酸氫鈉晶體析出，故B正確；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氨氣可能有剩余，而稀硫酸能與氨氣反應(yīng)，所以稀硫酸的作用是吸收末反應(yīng)的NH3，氨氣極易溶于水，丁裝置中倒扣的漏斗主要是防止倒吸，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，分離出NaHCO3晶體的操作是分離固體與液體，常采用的實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾操作，故D錯(cuò)誤；故選B。4．1943年侯德榜發(fā)明聯(lián)合制堿法，其生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示為已知：NH3極易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O可電離產(chǎn)生和OH。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．純堿分類(lèi)屬于鹽不屬于堿B．流程中先通入CO2再通入NH3可達(dá)同樣效果C．若實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行第③步操作需要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒D．侯氏制堿法制備N(xiāo)aHCO3利用了物質(zhì)溶解度差異【答案】B【解析】A項(xiàng)，純堿是Na2CO3，屬于鹽類(lèi)，A正確；B項(xiàng)，CO2溶解度較小，通入水中生成的H2CO3較少，且再通入NH3不易控制生成NH4HCO3，而NH3極易溶于水，通入水中生成NH3·H2O，再通入過(guò)量CO2，可以生成NH4HCO3，有利于NaHCO3的析出，因此效果不同，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，第③步操作是過(guò)濾，需要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，C正確；D項(xiàng)，NaHCO3的溶解度較小，銨鹽的溶解度較大，當(dāng)溶液中Na+和HCO3濃度較大時(shí)，可以析出NaHCO3固體，因此利用了物質(zhì)溶解度差異，D正確；故選B。5．Na2CO3是一種重要的化工原料，工業(yè)上生產(chǎn)Na2CO3的主要流程可表示如下：則下列說(shuō)法中正確的是()A．A氣體是CO2，B是NH3B．③中生成的CO2可循環(huán)使用，它可完全滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要C．通入B后的離子方程式為Na＋＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4+D．溶液Q的成分是NH4Cl，可通過(guò)降溫結(jié)晶的方法使其析出【答案】C【解析】A項(xiàng)，二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，因此A氣體是NH3，B是CO2，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，②中反應(yīng)需要消耗二氧化碳，③中碳酸氫鈉分解又生成二氧化碳，因此③中生成的CO2可循環(huán)使用，②中需要的二氧化碳部分轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，因此③中生成的CO2不能完全滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，通入B后，氨氣、氯化鈉、二氧化碳和水反應(yīng)生成了碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)的離子方程式為Na＋＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4+，故C正確；D項(xiàng)，溶液Q的主要成分是NH4Cl、氯化鈉和碳酸氫鈉，且為碳酸氫鈉的飽和溶液，通過(guò)降溫結(jié)晶，會(huì)析出碳酸氫鈉固體，故D錯(cuò)誤；故選C。6．以下是聯(lián)合制堿法的簡(jiǎn)單流程，下列說(shuō)法正確的是()A．氨氣和二氧化碳的通入順序應(yīng)該調(diào)換B．操作X為過(guò)濾，為加快過(guò)濾速度過(guò)濾時(shí)用玻璃棒攪拌C．聯(lián)合制堿法的主要原理是相同條件下Na2CO3易溶于水，NaHCO3難溶于水D．溶液B中加入氯化鈉粉末，通入氨氣可得到副產(chǎn)品NH4Cl，通入氨氣的目的是增大NH4+的濃度，有利于析出NH4Cl并提高純度【答案】D【解析】A項(xiàng)，氨氣和二氧化碳的順序不能顛倒，因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，二氧化碳的溶解度校，先通入氨氣可以更多的吸收二氧化碳，反應(yīng)生成碳酸氫鈉，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，過(guò)濾時(shí)不能用玻璃棒攪拌，避免弄破濾紙，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，碳酸鈉和碳酸氫鈉都易溶于水，但碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氨氣溶于水和水反應(yīng)生成一水合氨，抑制銨根離子的水解，有利于析出氯化銨，提高純度，D正確；故選D。7．聯(lián)合制堿法生產(chǎn)純堿的工藝流程如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．氨化與碳酸化的先后順序可以交換B．操作I和操作II是兩種不同的分離方法C．該工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是NH3和CO2D．流程中的“一系列操作”包括通氨氣、冷卻、加食鹽【答案】D【解析】A項(xiàng)，氨化與碳酸化的先后順序不可以交換，因氨氣的溶解度大，溶解的氨氣多，溶解后溶液呈堿性能吸收更多的二氧化碳，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，操作I和操作II是相同的分離方法為過(guò)濾，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是CO2，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，流程中的“一系列操作”包括通氨氣、冷卻、加食鹽，NH4Cl結(jié)晶析出后過(guò)濾，D正確。故選D。8．我國(guó)化學(xué)侯德榜改革國(guó)外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是()A．在沉淀池中應(yīng)先通入氨氣，再通入二氧化碳?xì)怏wB．該反應(yīng)原理：NH3+CO2+H2O=HCO3+NH4+C．循環(huán)1中X是二氧化碳D．在過(guò)濾后的母液中加入氯化鈉粉末、通入氨氣，攪拌，經(jīng)冷卻結(jié)晶后可得氯化銨晶體【答案】B【解析】A項(xiàng)，氨氣極易溶于水，而二氧化碳微溶于水，先通入氨氣，溶液呈堿性，再通入二氧化碳?xì)怏w可更多地轉(zhuǎn)化為HCO3，故A正確；B項(xiàng)，該反應(yīng)原理是：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3?Na2CO3+CO2↑+H2O，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、CO2和水，可將CO2通入沉淀中循環(huán)利用，故X為CO2，故C正確；D項(xiàng)，在過(guò)濾后的母液中加入氯化鈉粉末、通入氨氣，攪拌，增大了銨根離子的濃度，使氯化銨更多的析出，經(jīng)冷卻結(jié)晶后可得氯化銨晶體，故D正確。故選B。9．如圖所示是工業(yè)制純堿的部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化示意圖，下列推測(cè)錯(cuò)誤的是()A．①~③涉及的操作方法中，包含過(guò)濾的是①③ B．溶液B不可循環(huán)使用C．副產(chǎn)物NH4Cl可用作肥料 D．生產(chǎn)中應(yīng)先通NH3，再通CO2【答案】B【解析】A項(xiàng)，分離固體和溶液的操作是過(guò)濾，分別得到碳酸氫鈉和氯化銨固體，A正確；B項(xiàng)，碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳、得到氯化銨為氮肥、濾液B中含氯化鈉和氯化銨等，可循環(huán)使用，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，副產(chǎn)物NH4Cl是氮肥，可用作植物生長(zhǎng)所需的肥料，C正確；D項(xiàng)，向飽和食鹽水依次通入氨氣、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨，D正確；故選B。10．工業(yè)上用粗鹽(含Ca2＋、Mg2＋、SO42等雜質(zhì))為主要原料采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)純堿和化肥NH4Cl，工藝流程如下圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．在“侯氏制堿法”中涉及到了氧化還原反應(yīng)B．飽和食鹽水中先通入的氣體為CO2C．流程圖中的系列操作中一定需要玻璃棒D．工藝中只有碳酸氫鈉加熱分解產(chǎn)生的CO2可回收循環(huán)利用【答案】C【解析】A項(xiàng)，在“侯氏制堿法”中涉及到了①NH3+H2O+CO2=NH4HCO3；②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑幾個(gè)反應(yīng)，不屬于氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)；B項(xiàng)，二氧化碳在水中溶解度較小，氨氣溶解度較大，故應(yīng)先通入氨氣，堿性溶液中再通入二氧化碳，二氧化碳的溶解度增大，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，從溶液中得到固體，需要加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等操作，這些過(guò)程中需要玻璃棒攪拌、引流等，C正確；D項(xiàng)，工藝中只有碳酸氫鈉加熱分解產(chǎn)生的NH4Cl、CO2可回收循環(huán)利用，故D錯(cuò)；故選C。1．甲同學(xué)設(shè)計(jì)了以貝殼(主要成分是碳酸鈣，雜質(zhì)不參加反應(yīng)且不溶于水)和純堿為原料制取燒堿的實(shí)驗(yàn)，過(guò)程如下。(1)高溫煅燒貝殼時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。(2)固體E的成分存在___________種可能。為測(cè)定其成分，取少量固體E，放入足量稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生，則固體E的成分是___________。(3)為得到較純凈的燒堿，乙同學(xué)提出了兩個(gè)方案：方案一：除去固體E中的雜質(zhì)：將固體E溶解，加入適量___________溶液，過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶。方案二：重新實(shí)驗(yàn)，通過(guò)稱(chēng)量___________的質(zhì)量，計(jì)算并加入適量純堿?！敬鸢浮?1)CaCO3CaO+CO2↑(2)3Na2CO3和NaOH(3)Ba(OH)2(或Ca(OH)2)貝殼和固體A【解析】(1)高溫煅燒貝殼時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為碳酸鈣高溫下發(fā)生分解反應(yīng)生成氧化鈣和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3CaO+CO2↑；(2)若加入的碳酸鈉溶液恰好與氫氧化鈣懸濁液反應(yīng)，蒸發(fā)結(jié)晶得到的固體E為氫氧化鈉，若碳酸鈉溶液過(guò)量，蒸發(fā)結(jié)晶得到的固體E為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，若碳酸鈉溶液不足量，蒸發(fā)結(jié)晶得到的固體E為氫氧化鈉和氫氧化鈣的混合物，則固體E的成分存在3種可能；由取少量固體E，放入足量稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生可知，加入的碳酸鈉溶液過(guò)量，蒸發(fā)結(jié)晶得到的固體E為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物；(3)為得到較純凈的燒堿，可以將將固體E溶解，加入適量氫氧化鈣或氫氧化鋇溶液，將E中的碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾得到氫氧化鈉溶液，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶得到氫氧化鈉固體；或重新實(shí)驗(yàn)，通過(guò)稱(chēng)量貝殼和固體A的質(zhì)量得到氧化鈣的質(zhì)量，通過(guò)計(jì)算得到加入純堿的質(zhì)量，使加入的碳酸鈉溶液恰好與氫氧化鈣懸濁液反應(yīng)，蒸發(fā)結(jié)晶得到氫氧化鈉固體。2．1892年比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3，該法又稱(chēng)氨堿法，其主要生產(chǎn)流程如下。完成下列填空(1)寫(xiě)出反應(yīng)①中產(chǎn)生碳酸氫鈉的離子方程式_________________________________。(2)NaHCO3在水中溶解度較小，以沉淀形式析出，則圖中③的操作名稱(chēng)___________________。從綠色化學(xué)原料的充分利用的角度看，該方法有明顯的缺陷(答一條即可)___________。【答案】(1)Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+(2)過(guò)濾產(chǎn)物CaCl2沒(méi)有利用上【解析】(1)根據(jù)流程圖，反應(yīng)①是向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣和二氧化碳，離子方程式為：Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+；(2)NaHCO3在水中溶解度較小，以沉淀形式析出，故③操作為過(guò)濾，從綠色化學(xué)原料的充分利用的角度看，NaCl母液被棄去，氯化銨制備氨氣生成了無(wú)用的氯化鈣，這兩點(diǎn)是索爾維法的缺陷。3．我國(guó)化學(xué)家侯德榜改革國(guó)外的純堿生產(chǎn)工藝，創(chuàng)造了侯德榜制堿法又叫聯(lián)堿法，該法是將合成氨工廠生產(chǎn)的NH3及副產(chǎn)品CO2，再與飽和食鹽水反應(yīng).(1)該法與氨堿法比大大提高了原料利用率，主要表現(xiàn)在_______。(2)碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的二氧化碳可循環(huán)使用，但必須要補(bǔ)充，補(bǔ)充的主要原因是_________，但實(shí)際生產(chǎn)中補(bǔ)充量超過(guò)理論上反應(yīng)耗用量，可能的原因是______。(3)氨堿法需補(bǔ)充的二氧化碳一定來(lái)自_________。那么聯(lián)合制堿需補(bǔ)充的二氧化碳可能來(lái)自__________。(4)侯德榜法在濾去碳酸氫鈉的母液中通氨氣并加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用____?！敬鸢浮?1)母液循環(huán)I提高了NaCl的利用率(2)生產(chǎn)過(guò)程中CO2有一半轉(zhuǎn)化成碳酸根被產(chǎn)品碳酸鈉所帶走(碳酸根來(lái)自CO2)，所以要補(bǔ)充在生產(chǎn)過(guò)程中還有損耗(2)碳酸鈣的分解合成氨生產(chǎn)中用水煤氣法制原料氫氣時(shí)的副產(chǎn)品(4