2018届一轮复习鲁科版纯碱制造技术的发展学案

2018届一轮复习鲁科版纯碱制造技术的发展学案

课题3　纯碱制造技术的发展 ‎1．知道纯碱是一种重要的基本化工原料，纯碱生产可以以海盐为原料，能说明氨碱法制碱的化学原理和主要生产步骤并能写出相应的化学方程式。(重点)‎ ‎2．了解侯氏制碱法的工艺流程，能说明侯德榜对氨碱法制碱工艺做出了什么改进。‎ ‎3．能说出纯碱制造技术的主要发展历程，能从原料、原理、工艺等方面对几种制碱方法进行评价，进一步体会社会需求、资源的科学利用、各种技术间的相互借鉴是推动生产技术发展的重要因素。(重难点)‎ 纯碱及其用途 ‎1.纯碱学名为碳酸钠，化学式为Na2CO3，俗称苏打。‎ ‎2．纯碱广泛用于玻璃、冶金、纺织、印染、造纸、石油化工、食品及精细化学品的生产。‎ ‎1．纯碱属于碱类物质吗？‎ ‎【提示】　纯碱不属于碱，属于盐类物质。‎ 吕布兰制碱法 ‎1.原料：食盐、硫酸、石灰石、煤。‎ ‎2．反应流程 ‎3．缺点：原料价格高，对设备腐蚀严重；难以连续化大生产，产品不纯，原料利用不充分，废渣污染环境。‎ 索尔维制碱法 ‎1.原料：食盐、氨和二氧化碳。‎ ‎2．生产过程 ‎(1)在用原盐配制的饱和食盐水中，加入熟石灰和纯碱，以除去食盐水中的Mg2＋和Ca2＋。这一过程称为盐水的精制。‎ ‎(2)在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水，这个过程称为盐水氨化。‎ ‎(3)使氨盐水吸收二氧化碳，生成碳酸氢钠和氯化铵，这个过程称为氨盐水碳酸化。‎ 化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。‎ ‎(4)滤出碳酸氢钠后煅烧得到纯碱，同时可回收近一半的二氧化碳再利用。‎ 化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。‎ ‎(5)将氯化铵加石灰乳分解，回收氨循环利用。‎ 化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。‎ ‎2．索尔维制碱过程中可循环利用的物质有哪些？‎ ‎【提示】　NH3和CO2。‎ 侯氏制碱法的工艺流程 侯氏制碱法工艺流程示意图 ‎3．侯氏制碱法与索尔维制碱法相比较，有哪些方面的优点？‎ ‎【提示】　(1)原料利用率提高；(2)没有CaCl2废料，减少对环境的污染；(3)缩短了生产流程，节省了投资，降低了生产成本。‎ 索尔维制碱法(氨碱法)‎ ‎【问题导思】　‎ ‎①实际生产中，原料食盐中常有Ca2＋、Mg2＋等杂质，如果不除去这些杂质会产生什么危害？‎ ‎【提示】　Ca2＋、Mg2＋分别与CO反应生成CaCO3和MgCO3，既浪费了原料，又使所得的产品不纯。‎ ‎②氨碱法的生产过程中，盐水氨化和氨盐水碳酸化的工序能否调换？‎ ‎【提示】　NH3易溶于食盐水，使溶液呈碱性，从而能吸收大量CO2；若两道工序调换，CO2微溶于食盐水，溶有少量H2CO3的食盐水吸收NH3时，不能生成HCO。‎ ‎③氨碱法制纯碱涉及的反应原理是什么？‎ ‎【提示】　NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑‎ ‎1．索尔维制碱法的工艺流程 ‎2．索尔维制碱法的几道工序 ‎(1)盐水的精制：在用原盐配制的饱和食盐水中，加入熟石灰和纯碱，以除去食盐水中的Mg2＋和Ca2＋。‎ ‎(2)盐水氨化：在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水。‎ ‎(3)氨盐水碳酸化：使氨盐水吸收二氧化碳，生成碳酸氢钠和氯化铵。反应的化学方程式为 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。‎ ‎(4)碳酸氢钠的转化：滤出碳酸氢钠后煅烧得到纯碱，同时回收近一半的二氧化碳再利用。反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。‎ ‎(5)氨的循环：将氯化铵加石灰乳分解，回收氨循环利用。反应的化学方程式为 ‎2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。‎ ‎　根据氨碱法的原理，首先配制氨化饱和食盐水，即向饱和食盐水中加入氨水(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。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生NH、HCO的原理 ‎________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(2)向饱和食盐水中通入氨气和通入二氧化碳的先后顺序是先通氨气后通二氧化碳。是否可以先通二氧化碳后通氨气？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。所以应先向饱和食盐水中通入NH3，然后再通CO2，这样会使溶液里HCO的浓度增大。‎ ‎【答案】　(1)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－(或NH3＋H2ONH＋OH－)；CO2＋H2OH2CO3HCO＋H＋(或CO2＋H2OHCO＋H＋)‎ ‎(2)不可以。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。若先通二氧化碳后通氨气，溶液里只能产生很小浓度的HCO，不利于生成NaHCO3沉淀 ‎(3)NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl ‎(或NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)‎ ‎(1)纯碱是Na2CO3，而不是NaHCO3。‎ ‎(2)氨水与足量的CO2反应生成NH4HCO3：NH3·H2O＋CO2===NH4HCO3；氨水与少量的CO2反应生成(NH4)2CO3：2NH3·H2O＋CO2===(NH4)2CO3＋H2O。‎ ‎1．以下关于索尔维制碱法的描述正确的是(　　)‎ A．使用的原料为食盐、CO2‎ B．精制盐水后应先通入CO2再通入过量的NH3‎ C．析出NaHCO3后的母液中已无NaCl，只有NH4Cl D．索尔维法的缺点是盐利用率只有70%，生成的CaCl2难处理 ‎【解析】　索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有食盐、NH3和CO2；反应的原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，而NH3与CO2为1∶1时才能生成NaHCO3，但CO2在水中溶解度小，先通入CO2，CO2溶解度小，再通入NH3时，NH3过量而CO2太少；析出NaHCO3后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰乳后回收NH3，但生成的CaCl2吸水性强，呈黏稠状无法处理。‎ ‎【答案】　D 联合制碱法(侯氏制碱法)‎ ‎【问题导思】　‎ ‎①侯氏制碱法与氨碱法相比，工艺流程有什么改进？‎ ‎【提示】　侯氏制碱是将合成氨工业与制碱工业联合起来，改进了CO2的来源。‎ ‎②侯氏制碱比氨碱法有哪些优点？‎ ‎【提示】　a．增大原料的利用率；b.防止CaCl2废料的产生；c.降低了生产成本。‎ ‎1．侯氏制碱的主要过程 ‎(1)粗盐水精制：加入熟石灰和纯碱除去Ca2＋、Mg2＋。‎ ‎(2)盐水氨化：向精制盐水中通入NH3。‎ ‎(3)氨盐水碳酸化：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl。‎ ‎(4)制Na2CO3回收CO2：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。‎ ‎(5)循环制NH4Cl：析出NaHCO3后的母液吸收NH3，降温加食盐，析出NH4Cl，滤出NH4Cl后再经氨化、碳酸化制碱。‎ ‎2．侯氏制碱法的评价 ‎(1)优点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到95%以上；NH4Cl可作氮肥；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。‎ ‎(2)缺点：有时会发生氯化铵产品供过于求的情况。‎ ‎　侯氏制碱法的工艺流程如下图所示：‎ 仔细阅读后完成下列各题：‎ ‎(1)写出碳酸化反应方程式：________________________________________。‎ ‎(2)气体B的化学式为________。‎ ‎(3)操作Ⅰ的名称是________，所需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、________。在实验室里进行煅烧所用的仪器有_____________________________________。‎ ‎(4)上述生产过程中能循环使用的物质是C、B、F、________。(填物质编号)‎ ‎【解析】　(1)分析工艺流程图可知：E为Na2CO3，D为NaHCO3，即：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。‎ 因此碳酸化是指向饱和食盐水的浓氨溶液中通入CO2，其反应的方程式为NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。‎ ‎(3)操作Ⅰ分离出NaHCO3晶体得母液1，故操作Ⅰ为过滤，过滤装置所需玻璃仪器有：漏斗、玻璃棒、烧杯；煅烧所需主要仪器为：坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架及酒精灯。‎ ‎(4)上述生产过程中能循环的物质有C、B、F、A。‎ ‎【答案】　(1)NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl　(2)NH3　(3)过滤　漏斗　坩埚、三脚架、泥三角、坩埚钳、酒精灯　(4)A ‎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(　　) 【导学号：28920025】‎ A．“联合制碱法”是在“氨碱法”的基础上进行技术革新的成果 B．“联合制碱法”和“氨碱法”所用的氨都取自合成氨厂 C．“联合制碱法”和“氨碱法”所用的CO2都来自石灰石的分解 ‎ D．“联合制碱法”的副产品是氯化铵，“氨碱法”的副产品是氯化钙 ‎【解析】　“氨碱法”所用的CO2来自石灰石的分解；“联合制碱法”将合成氨厂和制碱厂联合进行生产，利用合成氨厂制造氢气时副产品的CO2作为制碱的原料。合成氨厂制造氢气的主要化学反应如下：‎ C＋H2O(g)CO＋H2，‎ CO＋H2O(g)CO2＋H2。‎ ‎【答案】　C ‎1．侯氏制碱的3种原料：氨气、二氧化碳、食盐。‎ ‎2．侯氏制碱的2个反应：‎ ‎(1)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓‎ ‎(2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑‎ ‎3．侯氏制碱的2种产品：Na2CO3和NH4Cl。‎ ‎1．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 ‎【解析】　“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。‎ ‎【答案】　B ‎2．某制碱法的生产流程如下：‎ 氨水溶液A 该法生产过程中可循环的物质是(　　)‎ A．NH3和CO2　　　　 B．Ca(OH)2‎ C．NH4Cl D．NaCl ‎【解析】　分析工艺流程图可知过滤出NaHCO3晶体后的母液中加入了Ca(OH)2发生反应：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑，因此B、C不循环使用，NaCl也不循环使用，可循环使用的是NH3及NaHCO3煅烧后生成的CO2。‎ ‎【答案】　A ‎3．我国化工专家侯德榜大胆改革国外氨碱法生产工艺发明了联合制碱法，联合制碱法所得最终的化工产品的组合正确的是(　　)‎ ‎①NaHCO3　②Na2CO3　③CaCl2　④NH4HCO3　⑤NH4Cl A．①② B．②③‎ C．②⑤ D．②④‎ ‎【解析】　联合制碱法利用反应：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，先过滤出NaHCO3，煅烧得Na2CO3，再向滤液中加入氨气和食盐粉并降温得NH4Cl，故最终产品为②和⑤。‎ ‎【答案】　C ‎4．侯氏制碱过程中不涉及的反应类型有(　　)‎ ‎ 【导学号：28920026】‎ A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 ‎【解析】　侯氏制碱法涉及的反应有：NH3＋H2O===NH3·H2O(化合)，NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl(复分解)，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑(分解)。‎ ‎【答案】　C ‎5．化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是(　　)‎ A．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 B．可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 C．碘是人体必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物 D．黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成 ‎【解析】　A项，侯氏制碱法的反应原理是向氨化的饱和食盐溶液中通入CO2气体，利用相同温度下碳酸氢钠的溶解度小，使生成的NaHCO3从溶液中以晶体形式析出，故生产过程中应用了物质溶解度的差异。B项，NH3和HCl气体相遇会生成白色固体NH4‎ Cl小颗粒，反应现象为冒白烟；用蘸浓盐酸的棉棒靠近输送氨气的管道，若在管道附近冒白烟，证明管道漏气，否则不漏气；利用此反应现象可以检验管道是否漏气。C项，碘元素是人体必需的微量元素，摄入过多或过少都会对身体健康造成危害；过多摄入会引起高碘甲状腺肿、甲亢、甲状腺组织硬化等不良后果，故不能多吃富含高碘酸的食物。D项，黑火药是由硫黄、硝石、木炭按1∶2∶3的比例混合而成的混合物。‎ ‎【答案】　C ‎6．侯氏制碱法的步骤如下：‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)若上述的悬浊液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，则Ⅰ和Ⅱ的总反应式为 ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(2)由这一反应可知NaCl比NaHCO3的溶解度______。‎ ‎(3)操作Ⅰ、Ⅱ不能颠倒的原因是____________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(4)Ⅲ的操作叫________。‎ ‎(5)Ⅳ的操作叫________。‎ ‎【解析】　(1)根据反应物和生成物可写出总反应式。(2)由制备步骤可知，第Ⅱ步得到的悬浊液含有NaHCO3固体，说明NaCl的溶解度比NaHCO3的溶解度大。‎ ‎【答案】　(1)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl　(2)大　(3)由于CO2在水中的溶解度较小，后通NH3不可能产生大量HCO，故不可能析出NaHCO3晶体　(4)过滤　(5)煅烧 学业分层测评(六)‎ ‎(建议用时：45分钟)‎ ‎[学业达标]‎ ‎1．侯氏制碱法中的碱是指下列的(　　)‎ A．NaOH B．K2CO3‎ C．Na2CO3 D．NaHCO3‎ ‎【解析】　侯氏制碱法制备的是Na2CO3，俗称纯碱。‎ ‎【答案】　C ‎2．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 ‎【解析】　氨碱法制取Na2CO3的原理：在精制的食盐水中先后通入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。‎ ‎【答案】　A ‎3．下表所列为四种可溶性盐在‎30 ℃‎的溶解度(g/‎100 g H2O)：‎ 盐 NaCl NaHCO3‎ Na2CO3‎ ‎(NH4)2CO3‎ 溶解度 ‎36.5‎ ‎12.1‎ ‎30.0‎ ‎27.0‎ 若在30 ℃的饱和食盐水中通入氨气至饱和后，再通入二氧化碳就会有晶体析出，试参考表中的数据，推测析出的晶体是下列的哪一种(　　)‎ A．NaCl B．NaHCO3‎ C．Na2CO3 D．(NH4)2CO3‎ ‎【答案】　B ‎4．下列关于NaHCO3的叙述，不正确的是(　　)‎ A．它是一种白色粉末，相同温度下溶解度小于Na2CO3‎ B．加热至‎200 ℃‎左右，可完全分解，利用这种性质，可由NaHCO3制取纯碱 C．与Na2CO3相似，当质量相同，分别跟足量盐酸反应后，NaHCO3可得到较多的二氧化碳 D．其晶体的化学式为NaHCO3·10H2O，在空气中会风化 ‎【解析】　Na2CO3·10H2O在干燥的空气中容易风化，没有NaHCO3·10H2O这种物质。‎ ‎【答案】　D ‎5．在制小苏打(NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)的操作中，应在饱和食盐水中(　　) 【导学号：28920027】‎ A．先通入CO2，达到饱和后再通入NH3‎ B．先通入NH3，达到饱和后再通入CO2‎ C．CO2和NH3同时通入 D．以上三种方法都行 ‎【解析】　CO2在NaCl溶液中溶解度小，先通NH3溶液呈碱性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO，从而析出大量的NaHCO3晶体。‎ ‎【答案】　B ‎6．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 ‎【解析】　联合制碱法把氯化铵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。‎ ‎【答案】　D ‎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，下列区分这两种物质的说法正确的是(　　)‎ A．分别用炒锅加热两种样品，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．先将两种样品配成溶液，分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打 ‎【解析】　2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，分解后仍有残留物，A项错误。Na2CO3和NaHCO3都能发生焰色反应，使火焰显黄色，B项错误。Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O，二者与石灰水反应都有白色沉淀生成，D项错误。Na2CO3‎ 与醋酸反应分两步进行，产生气泡的速率慢。‎ ‎【答案】　C ‎8．侯氏制碱法是纯碱工业中一种重要的生产方法。但是，侯氏制碱法也存在着一定的局限性。例如，有时在某些国家和地区会出现氯化铵产品供过于求的现象。下列关于将氯化铵进行处理的方法中，正确的是(　　)‎ A．在地下深埋 B．投入大海的深水处 C．加工成农作物的复合肥 D．用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料 ‎【解析】　将氯化铵在地下深埋和投入大海的深水处，都会造成环境污染。氢氧化钠比碳酸钠生产成本更高、价格更贵。用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料，在生产效益上得不偿失。氮、磷、钾都是农作物生长所必需的元素，将氯化铵与含磷元素或钾元素的化合物进行适当复合，可生产农作物的复合肥。‎ ‎【答案】　C ‎9．1861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，其主要生产流程如下：‎ 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．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1 mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO2‎ ‎【解析】　工业制碱的原理涉及反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋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。根据反应关系及原子守恒，从理论上看每生产1 mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl和1 mol CO2。‎ ‎【答案】　C ‎10．下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图：‎ 气体A的饱和溶液A和食盐的饱和溶液悬浊液晶体纯碱 则下列叙述错误的是(　　)‎ A．A气体是NH3，B气体是CO2‎ B．第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分 C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶 ‎【解析】　侯氏制碱法是先制得氨化的饱和食盐水，再往其中通入CO2(即是往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2，不能依次通入CO2、NH3，因为NH3在水中的溶解度远远大于CO2的溶解度，先将溶液氨化后，吸收CO2的效果更好)，第Ⅱ步即得到NaHCO3悬浊液，第Ⅳ步应将NaHCO3加热分解，以得到Na2CO3。‎ ‎【答案】　D ‎[能力提升]‎ ‎11．工业制纯碱时，第一步通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，获得碳酸氢钠结晶。它的反应原理可以用下面的方程式表示：‎ NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl 以上反应的总结果是放热反应。下面设计了一个实验，用最简单的实验装置模拟实验这一过程，获得碳酸钠结晶。可供选择的实验用品有：稀盐酸、稀硫酸、浓氨水、氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰，以及中学化学实验常用仪器。实验装置示意图(包括反应时容器中的物质)如下，图中玻璃容器自左至右分别用A、B、C……符号标明(请见题后说明)。‎ ‎(1)请写出在图上A、B、C……各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。‎ A________，B________，C________，D________，E________。‎ ‎(2)利用在本题所提供的实验用品，如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶，而不是碳酸氢铵或食盐结晶？‎ ‎【答案】　(1)CaCO3　蒸馏水(或水)　冰水(或冷水)　被氯化钠饱和的浓氨水溶液　稀硫酸 ‎(2)取少量产品放在试管中，在酒精灯上加热至不再有气体放出时，停止加热。试管中如有白色剩余物质，则得到的产品不是NH4HCO3。试管冷却后，向其中加入适量盐酸，反应激烈，冒大量气泡，最后剩余物全部溶解，说明得到的结晶是NaHCO3。如加入盐酸后，晶体全部溶解，但无气泡产生，则得到的结晶可能是食盐。‎ ‎12．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)CO2是制碱工业的重要原料，联合制碱法和氨碱法中CO2的来源有何不同？_________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(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，列出计算原子利用率的表达式为：原子利用率(%)＝____________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。‎ ‎(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。‎ ‎(3)联合制碱法中CO2来源于合成氨工业的副产品，而氨碱法中CO2来源于石灰石的分解。‎ ‎(4)联合制碱法原子利用率的表达式：‎ 原子利用率(%)＝×100%‎ ‎＝×100%‎ 或原子利用率(%)＝×100%‎ ‎＝×100%。‎ ‎【答案】　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ‎(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑‎ ‎(3)联合制碱法中CO2来源于合成氨的副产品，氨碱法中CO2来源于CaCO3的分解 ‎(4)×100%‎ ‎[或×100%]‎ ‎13．下图表示的是侯氏制碱法工艺流程示意图。‎ ‎(1)母液Ⅱ中所溶解的主要物质是________________(写物质的化学式)。母液Ⅱ中含有低浓度的Na2CO3，主要原因是__________________________________。‎ ‎(2)母液Ⅰ和母液Ⅱ中通入NH3，NH3的主要来源是__________；母液Ⅰ 中通入NH3的主要目的是__________________________；母液Ⅱ中通入NH3的主要目的是_____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(3)工艺流程的“煅烧→纯碱”处，可设计__________的循环。‎ ‎【答案】　(1)NaCl、NaHCO3、NH4Cl　HCO电离出CO ‎(2)合成氨厂　增大NH的浓度，促进NH4Cl结晶析出　增大OH－的浓度，促进CO2的溶解，增大HCO的浓度 ‎(3)二氧化碳(或CO2)‎ ‎14．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱的方法，其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)沉淀池中发生反应的化学方程式是________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出上述流程中X物质的分子式为________。‎ ‎(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NH4Cl的纯度 ‎【解析】　将NH3和CO2两种气体通入NaCl溶液后，发生化学反应：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，NaHCO3‎ 溶解度较小，结晶析出；NH4Cl溶解度较大，留在母液中；溶液里还有未反应的NaCl和未结晶的NaHCO3。从母液中提取NH4Cl后，含有NaCl和NaHCO3的溶液循环到沉淀池中再次利用，这样就大大提高了氯化钠的利用率。‎ NaHCO3在煅烧炉中发生化学反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。生成的CO2循环到沉淀池中再次利用。‎ 含NH4Cl、NaHCO3、NaCl的母液中通入NH3后，发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，这样有利于NH4Cl的析出和NaHCO3转化为Na2CO3。‎ ‎【答案】　(1)侯氏制碱法(或联合制碱法)　用做农作物的化肥(其他合理的答案亦可)‎ ‎(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl ‎(3)CO2　(4)Ⅰ　过滤 ‎(5)硝酸酸化的硝酸银溶液 ‎(6)ac