2019-2020年高中化學(xué) 主題2 海水資源、工業(yè)制堿 課題3 純堿制造技術(shù)的發(fā)展教案 魯科版選修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 主題2 海水資源、工業(yè)制堿 課題3 純堿制造技術(shù)的發(fā)展教案 魯科版選修2 ●課標(biāo)要求 1．了解我國(guó)基本化工的生產(chǎn)資源、基本化工產(chǎn)品的主要種類和發(fā)展概況。 2．了解海水的綜合利用，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。 ●課標(biāo)解讀 1.了解我國(guó)基本的化工生產(chǎn)原理，如合成氨工業(yè)、氯堿工業(yè)、制堿工業(yè)。 2．明確各類化工產(chǎn)品的成分、性質(zhì)及應(yīng)用。 3．了解海水中的哪些成分作為各種化工生產(chǎn)的原料。 ●教學(xué)地位 純堿在造紙、玻璃等工業(yè)生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用，侯氏制堿是一種先進(jìn)的制堿技術(shù)，我國(guó)化學(xué)家侯德榜為國(guó)家爭(zhēng)得了榮譽(yù)，因此，侯氏制堿的工藝流程也成為高考的熱點(diǎn)，尤其是制堿的原理、操作是高考的高頻考點(diǎn)。 ●新課導(dǎo)入建議 他曾經(jīng)是中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)副主席、中國(guó)化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)化工學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)，他還是中國(guó)科學(xué)院技術(shù)科學(xué)部委員。 他是中國(guó)化學(xué)工業(yè)史上一位杰出的科學(xué)家，他所著的《純堿制造》被世界各國(guó)化工界公認(rèn)為制堿工業(yè)的權(quán)威專著。 他創(chuàng)立了中國(guó)人自己的制堿工藝——侯氏制堿法。 你知道他是誰(shuí)嗎？ ●教學(xué)流程設(shè)計(jì) 課前預(yù)習(xí)安排：看教材P34－38，填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]，并完成[思考交流]。?步驟1：導(dǎo)入新課， 本課時(shí)教學(xué)地位分析。?步驟2：建議對(duì)[思考交流]進(jìn)行提問(wèn)，反饋學(xué)生預(yù)習(xí)效果。?步驟3：師生互動(dòng)完成探究1，可利用[問(wèn)題導(dǎo)思]的設(shè)問(wèn)作為主線。 ? 步驟7：通過(guò)[例2]和教材P36－37“侯氏制堿法”講解研析，對(duì)“探究2”中注意的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。?步驟6：師生互動(dòng)完成“探究2”。?步驟5：指導(dǎo)學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練1]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]1、2題。?步驟4：通過(guò)[例1]和教材P35－36“索爾維制堿法”的講解研析，對(duì)“探究1”中注意的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。 ? 步驟8：指導(dǎo)學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練2]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的3、4、5題。?步驟9：引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)知識(shí)框架，然后對(duì)照[課堂小結(jié)]。安排課下作業(yè)完成[課后知能檢測(cè)]。 課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.知道純堿是一種重要的基本化工原料，純堿生產(chǎn)可以以海鹽為原料，能說(shuō)明氨堿法制堿的化學(xué)原理和主要生產(chǎn)步驟并能寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。 2.了解侯氏制堿法的工藝流程，能說(shuō)明侯德榜對(duì)氨堿法制堿工藝做出了什么改進(jìn)。 3.能說(shuō)出純堿制造技術(shù)的主要發(fā)展歷程，能從原料、原理、工藝等方面對(duì)幾種制堿方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)一步體會(huì)社會(huì)需求、資源的科學(xué)利用、各種技術(shù)間的相互借鑒是推動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的重要因素。 1.純堿的生產(chǎn)及發(fā)展過(guò)程。(重點(diǎn)) 2.天然堿的生產(chǎn)與化工生產(chǎn)之間的聯(lián)系及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程。(難點(diǎn)) 3.呂布蘭法、索爾維法、聯(lián)合制堿法(侯氏制堿)的基本原理。(重難點(diǎn)) 純堿及其用途 1.純堿學(xué)名為碳酸鈉，化學(xué)式為Na2CO3，俗稱蘇打。 2．純堿廣泛用于玻璃、冶金、紡織、印染、造紙、石油化工、食品及精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)。 1．純堿屬于堿類物質(zhì)嗎？ 【提示】　純堿不屬于堿，屬于鹽類物質(zhì)。 呂布蘭制堿法 1.原料：食鹽、硫酸、石灰石、煤。 2．反應(yīng)流程 食鹽硫酸鈉石灰石煤碳酸鈉硫酸 3．缺點(diǎn)：原料價(jià)格高，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；難以連續(xù)化大生產(chǎn)，產(chǎn)品不純，原料利用不充分，廢渣污染環(huán)境。 索爾維制堿法 1.原料：食鹽、氨和二氧化碳。 2．生產(chǎn)過(guò)程 (1)在用原鹽配制的飽和食鹽水中，加入熟石灰和純堿，以除去食鹽水中的Mg2＋和Ca2＋。這一過(guò)程稱為鹽水的精制。 (2)在精制鹽水中，通入氨氣制成氨鹽水，這個(gè)過(guò)程稱為鹽水氨化。 (3)使氨鹽水吸收二氧化碳，生成碳酸氫鈉和氯化銨，這個(gè)過(guò)程稱為氨鹽水碳酸化。 化學(xué)方程式為：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (4)濾出碳酸氫鈉后煅燒得到純堿，同時(shí)可回收近一半的二氧化碳再利用。 化學(xué)方程式為：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。 (5)將氯化銨加石灰乳分解，回收氨循環(huán)利用。 化學(xué)方程式為：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．索爾維制堿過(guò)程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有哪些？ 【提示】　NH3和CO2。 侯氏制堿法的工藝流程 侯氏制堿法工藝流程示意圖 3．侯氏制堿法與索爾維制堿法相比較，有哪些方面的優(yōu)點(diǎn)？ 【提示】　(1)原料利用率提高；(2)沒(méi)有CaCl2廢料，減少對(duì)環(huán)境的污染；(3)縮短了生產(chǎn)流程，節(jié)省了投資，降低了生產(chǎn)成本。 索爾維制堿法(氨堿法) 【問(wèn)題導(dǎo)思】　 ①實(shí)際生產(chǎn)中，原料食鹽中常有Ca2＋、Mg2＋等雜質(zhì)，如果不除去這些雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生什么危害？ 【提示】　Ca2＋、Mg2＋分別與CO反應(yīng)生成CaCO3和MgCO3，既浪費(fèi)了原料，又使所得的產(chǎn)品不純。 ②氨堿法的生產(chǎn)過(guò)程中，鹽水氨化和氨鹽水碳酸化的工序能否調(diào)換？ 【提示】　NH3易溶于食鹽水，使溶液呈堿性，從而能吸收大量CO2；若兩道工序調(diào)換，CO2微溶于食鹽水，溶有少量H2CO3的食鹽水吸收NH3時(shí)，不能生成HCO。 ③氨堿法制純堿涉及的反應(yīng)原理是什么？ 【提示】　NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ 1．索爾維制堿法的工藝流程 2．索爾維制堿法的幾道工序 (1)鹽水的精制：在用原鹽配制的飽和食鹽水中，加入熟石灰和純堿，以除去食鹽水中的Mg2＋和Ca2＋。 (2)鹽水氨化：在精制鹽水中，通入氨氣制成氨鹽水。 (3)氨鹽水碳酸化：使氨鹽水吸收二氧化碳，生成碳酸氫鈉和氯化銨。 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl (4)碳酸氫鈉的轉(zhuǎn)化：濾出碳酸氫鈉后煅燒得到純堿，同時(shí)回收近一半的二氧化碳再利用。 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ (5)氨的循環(huán)：將氯化銨加石灰乳反應(yīng)，回收氨循環(huán)利用。 2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O 　根據(jù)氨堿法的原理，首先配制氨化飽和食鹽水，即向飽和食鹽水中加入氨水(體積比1∶1)并充分?jǐn)嚢?；再將二氧化碳通入氨化飽和食鹽水中，控制一定的溫度，直至有碳酸氫鈉析出。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)用化學(xué)方程式分別表示出氨和二氧化碳在水中產(chǎn)生NH、HCO的原理________________________________________________________________________。 (2)向飽和食鹽水中加入氨水和通入二氧化碳的先后順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？為什么？ ________________________________________________________________________。 (3)寫出氨堿法生成碳酸氫鈉的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　在通常狀況下，氨在水中的溶解度近700體積，二氧化碳在水中的溶解度僅約1體積。所以應(yīng)先向飽和食鹽水中通入NH3，然后再通CO2，這樣會(huì)使溶液里HCO的濃度增大。 【答案】　(1)NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－或(NH3＋H2ONH＋OH－)；CO2＋H2OH2CO3HCO＋H＋(或CO2＋H2OHCO＋H＋) (2)不可以。在常溫下，氨在飽和食鹽水中的溶解度很大，二氧化碳在飽和食鹽水中的溶解度較小。若先通二氧化碳后加氨水，溶液里只能產(chǎn)生很小濃度的HCO，不利于生成NaHCO3沉淀 (3)NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl (或NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl) (1)純堿是Na2CO3，而不是NaHCO3。 (2)氨水與足量的CO2反應(yīng)生成NH4HCO3：NH3H2O＋CO2===NH4HCO3；氨水與少量的CO2反應(yīng)生成(NH4)2CO3：2NH3H2O＋CO2===(NH4)2CO3＋H2O。 1．(雙選)以下關(guān)于索爾維制堿法的描述正確的是(　　) A．使用的原料為食鹽、CO2、氨 B．精制鹽水后應(yīng)先通入CO2再通入過(guò)量的NH3 C．析出NaHCO3后的母液中已無(wú)NaCl，只有NH4Cl D．索爾維法的缺點(diǎn)是鹽利用率只有70%，生成的CaCl2難處理 【解析】　索爾維制堿法又叫氨堿法，主要原料有食鹽、氨和CO2；反應(yīng)的原理為NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，而NH3與CO2為1∶1時(shí)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時(shí)，NH3過(guò)量而CO2太少；析出NaHCO3后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰后回收NH3，但生成的CaCl2吸水性強(qiáng)，呈黏稠狀無(wú)法處理。 【答案】　AD 聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法) 【問(wèn)題導(dǎo)思】　 ①侯氏制堿法與氨堿法相比，工藝流程有什么改進(jìn)？ 【提示】　侯氏制堿是將合成氨工業(yè)與制堿工業(yè)聯(lián)合起來(lái)，改進(jìn)了CO2的來(lái)源。 ②侯氏制堿比氨堿法有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 【提示】　a．增大原料的利用率；b.防止CaCl2廢料的產(chǎn)生；c.降低了生產(chǎn)成本。 1．侯氏制堿的主要過(guò)程 (1)粗鹽水精制：加入熟石灰和純堿除去Ca2＋、Mg2＋。 (2)鹽水氨化：精制鹽水中通入NH3。 (3)氨鹽水碳酸化：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (4)制Na2CO3回收CO2：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。 (5)循環(huán)制NH4Cl：析出NaHCO3后的母液吸收NH3，降溫加食鹽，析出NH4Cl，濾出NH4Cl后再經(jīng)氨化、碳酸化制堿。 2．侯氏制堿法的評(píng)價(jià) (1)優(yōu)點(diǎn)：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95%以上；NH4Cl可作氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2，革除了CaCO3制CO2這一工序。 (2)缺點(diǎn)：有時(shí)會(huì)發(fā)生氯化銨產(chǎn)品供過(guò)于求的情況。 　侯氏制堿法的工藝流程如下圖所示： 仔細(xì)閱讀后完成下列各題： (1)寫出碳酸化反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________。 (2)氣體B的化學(xué)式為________。 (3)操作Ⅰ的名稱是________，所需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、________。在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行煅燒所用的儀器有________________________________________________________________________。 (4)上述生產(chǎn)過(guò)程中能循環(huán)使用的物質(zhì)是C、B、F、________。(填物質(zhì)編號(hào)) 【解析】　(1)分析工藝流程圖可知：E為Na2CO3，D為NaHCO3，即：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。 因此碳酸化是指向飽和食鹽水的濃氨溶液中通入CO2，其反應(yīng)的方程式為NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (3)操作Ⅰ分離出NaHCO3晶體得母液1，故操作Ⅰ為過(guò)濾，過(guò)濾裝置所需玻璃儀器有：漏斗、玻璃棒、燒杯；煅燒所需主要儀器為：坩堝、坩堝鉗、泥三角、三腳架及酒精燈。 (4)上述生產(chǎn)過(guò)程中能循環(huán)的物質(zhì)有C、B、F、A。 【答案】　(1)NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl　(2)NH3　(3)過(guò)濾　漏斗　坩堝、三腳架、泥三角、坩堝鉗、酒精燈　(4)A 2．純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．“聯(lián)合制堿法”是在“氨堿法”的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新的成果 B．“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”所用的氨都取自合成氨廠 C．“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”所用的CO2都來(lái)自石灰石的分解 D．“聯(lián)合制堿法”的副產(chǎn)品是氯化銨，“氨堿法”的副產(chǎn)品是氯化鈣 【解析】　“氨堿法”所用的CO2來(lái)自石灰石的分解；“聯(lián)合制堿法”將合成氨廠和制堿廠聯(lián)合進(jìn)行生產(chǎn)，利用合成氨廠制造氫氣時(shí)副產(chǎn)品的CO2作為制堿的原料。合成氨廠制造氫氣的主要化學(xué)反應(yīng)如下： C＋H2O(g)CO＋H2 CO＋H2O(g)CO2＋H2 【答案】　C 【教師備課資源】 化學(xué)肥料 (1)氮肥　氮是作物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素等的重要成分，氮肥能促使作物的莖、葉生長(zhǎng)茂盛，葉色濃綠。目前常用的氮肥有：NH3H2O(氨水)、CO(NH2)2(尿素)、NH4HCO3(碳銨)、(NH4)2SO4(硫銨)和NH4NO3(硝銨)等。 (2)磷肥　磷肥能使作物根系發(fā)達(dá)，增強(qiáng)作物抗寒抗旱能力，還能促進(jìn)作物提早成熟、穗粒增多、籽粒飽滿。制磷肥用的原料是磷礦粉，它不溶于水，所以要把不溶性的磷酸鹽化為可溶性磷酸鹽(過(guò)磷酸鈣或重過(guò)磷酸鈣)，便于作物吸收。 (3)鉀肥　鉀肥能促使作物健壯，莖稈粗壯，增強(qiáng)對(duì)病蟲害和倒伏的抵抗能力，并能促進(jìn)糖分和淀粉的生成。常用的鉀肥有KCl、K2SO4以及草木灰(有效成分為K2CO3)等。 (4)復(fù)合肥料　是指含有兩種或兩種以上營(yíng)養(yǎng)元素的化肥。如KNO3、NH4H2PO4、KH2PO4等。 (5)微量元素肥料　主要有硼肥、銅肥、鋅肥、鉬肥等，在我國(guó)施用的量很少，植物缺乏這些元素，也會(huì)影響生長(zhǎng)發(fā)育，減弱抗病能力。 1．侯氏制堿的3種原料：氨氣、二氧化碳、食鹽。 2．侯氏制堿的2個(gè)反應(yīng)： (1)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓ (2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ 3．侯氏制堿的2種產(chǎn)品：Na2CO3和NH4Cl。 1．下列物質(zhì)的溶解度(常溫)由大到小的順序是(　　) A．NaCl、CaCO3、NaHCO3 B．NaHCO3、NaCl、CaCO3 C．NaCl、NaHCO3、CaCO3 D．CaCO3、NaHCO3、NaCl 【解析】　由氨堿法制NaHCO3可知溶解度：S(NaCl)>S(NaHCO3)，CaCO3為難溶物，溶解度最小。 【答案】　C 2．(xx萊蕪高二教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))某制堿法的生產(chǎn)流程如下： 氨水溶液A B濾液CNH3固體Na2CO3和氣體 該法生產(chǎn)過(guò)程中可循環(huán)的物質(zhì)是(　　) A．NH3和CO2　　　　B．Ca(OH)2 C．NH4Cl D．NaCl 【解析】　分析工藝流程圖可知過(guò)濾出NaHCO3晶體后的母液中加入了Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑，因此B、C不循環(huán)使用，NaCl也不循環(huán)使用，可循環(huán)使用的是NH3及NaHCO3煅燒后生成的CO2。 【答案】　A 3．我國(guó)化工專家侯德榜大膽改革國(guó)外氨堿法生產(chǎn)工藝發(fā)明了聯(lián)合制堿法，聯(lián)合制堿法所得最終的化工產(chǎn)品的組合正確的是(　　) ①NaHCO3?、贜a2CO3?、跜aCl2?、躈H4HCO3?、軳H4Cl A．①② B．②③ C．②⑤ D．②④ 【解析】　聯(lián)合制堿法利用反應(yīng)：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，先過(guò)濾出NaHCO3，煅燒得Na2CO3，再向?yàn)V液中加入氨氣和食鹽粉并降溫得NH4Cl，故最終產(chǎn)品為②和⑤。 【答案】　C 4．侯氏制堿過(guò)程中不涉及的反應(yīng)類型有(　　) A．化合反應(yīng) B．分解反應(yīng) C．置換反應(yīng) D．復(fù)分解反應(yīng) 【解析】　侯氏制堿法涉及的反應(yīng)有：NH3＋H2O===NH3H2O(化合)，NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl(復(fù)分解)，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑(分解)。 【答案】　C 5．(xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)化學(xué)無(wú)處不在，下列與化學(xué)有關(guān)的說(shuō)法不正確的是(　　) A．侯氏制堿法的工藝過(guò)程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異 B．可用蘸濃鹽酸的棉棒檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣 C．碘是人體必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物 D．黑火藥由硫黃、硝石、木炭三種物質(zhì)按一定比例混合制成 【解析】　A項(xiàng)，侯氏制堿法的反應(yīng)原理是向氨化的飽和食鹽溶液中通入CO2氣體，利用相同溫度下碳酸氫鈉的溶解度小，使生成的NaHCO3從溶液中以晶體形式析出，故生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異。B項(xiàng)，NH3和HCl氣體相遇會(huì)生成白色固體NH4Cl小顆粒，反應(yīng)現(xiàn)象為冒白煙。用蘸濃鹽酸的棉棒靠近輸送氨氣的管道，若在管道附近冒白煙，證明管道漏氣，否則不漏氣。利用此反應(yīng)現(xiàn)象可以檢驗(yàn)管道是否漏氣。C項(xiàng)，碘元素是人體必需的微量元素，攝入過(guò)多或過(guò)少都會(huì)對(duì)身體健康造成危害。過(guò)多攝入會(huì)引起高碘甲狀腺腫、甲亢、甲狀腺組織硬化等不良后果，故不能多吃富含高碘酸的食物。D項(xiàng)，黑火藥是由硫黃、硝石、木炭按1∶2∶3的比例混合而成的混合物。 【答案】　C 6．侯氏制堿法的步驟如下： 飽和食鹽水飽和氨化食鹽水 懸濁液,Ⅲ 液體)) 試回答下列問(wèn)題： (1)若上述的懸濁液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，則Ⅰ和Ⅱ的總反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (2)由這一反應(yīng)可知NaCl比NaHCO3溶解度______。 (3)操作Ⅰ、Ⅱ不能顛倒的原因是________________________________________________________________________。 (4)Ⅲ的操作叫________。 (5)Ⅳ的操作叫________。 【解析】　(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物可寫出總反應(yīng)式。(2)由制備步驟可知，第Ⅱ步得到的懸濁液含有NaHCO3固體，說(shuō)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在水中的溶解度較小，后通NH3不可能產(chǎn)生大量HCO，故不可能析出NaHCO3晶體　(4)過(guò)濾　(5)煅燒 1．(xx濟(jì)南高二檢測(cè))侯氏制堿法中的堿是指下列的(　　) A．NaOH　　　　　　　B．K2CO3 C．Na2CO3 D．NaHCO3 【解析】　侯氏制堿法制備的是Na2CO3，俗稱純堿。 【答案】　C 2．下列物質(zhì)的化學(xué)式和俗名一致的是(　　) A．氯化鈉(NaCl，食鹽) B．氫氧化鈉(NaOH，純堿) C．碳酸鈉(Na2CO3，蘇打、燒堿) D．碳酸氫鈉(NaHCO3，大蘇打) 【解析】　B項(xiàng)，純堿是Na2CO3的俗名，NaOH的俗名為燒堿、火堿、苛性鈉；C項(xiàng)中燒堿是NaOH；D項(xiàng)中大蘇打是Na2S2O3。 【答案】　A 3．下表所列為四種可溶性鹽在30 ℃的溶解度(g/100 gH2O)： 鹽 NaCl NaHCO3 Na2CO3 (NH4)2CO3 溶解度 36.5 12.1 30.0 27.0 若在30 ℃的飽和食鹽水中通入氨氣至飽和后，再通入二氧化碳就會(huì)有晶體析出，試參考表中的數(shù)據(jù)，推測(cè)析出的晶體是下列的哪一種(　　) A．NaCl B．NaHCO3 C．Na2CO3 D．(NH4)2CO3 【答案】　B 4．下列關(guān)于NaHCO3的敘述，不正確的是(　　) A．它是一種白色粉末，相同溫度下溶解度小于Na2CO3 B．加熱至200 ℃左右，可完全分解，利用這種性質(zhì)，可由NaHCO3制取純堿 C．與Na2CO3相似，當(dāng)質(zhì)量相同，分別跟足量鹽酸反應(yīng)后，NaHCO3可得到較多的二氧化碳 D．其晶體的化學(xué)式為NaHCO310H2O，在空氣中會(huì)風(fēng)化 【解析】　Na2CO310H2O在干燥的空氣中容易風(fēng)化，沒(méi)有NaHCO310H2O這種物質(zhì)。 【答案】　D 5．在制小蘇打(NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)的操作中，應(yīng)在飽和食鹽水中(　　) A．先通入CO2，達(dá)到飽和后再通入NH3 B．先通入NH3，達(dá)到飽和后再通入CO2 C．CO2和NH3同時(shí)通入 D．以上三種方法都行 【解析】　CO2在NaCl溶液中溶解度小，先通NH3溶液呈堿性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO，從而析出大量的NaHCO3晶體。 【答案】　B 6．與氨堿法比較，下列關(guān)于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)的判斷中不正確的是(　　) A．提高了原料的原子利用率 B．降低了生產(chǎn)成本 C．減少了環(huán)境污染 D．減輕了對(duì)設(shè)備的腐蝕 【解析】　聯(lián)合制堿法把氯化銨和純堿兩種產(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)境污染。 【答案】　D 7．純堿和小蘇打是廚房中兩種常見的用品，它們都是白色固體，下列區(qū)分這兩種物質(zhì)的說(shuō)法正確的是(　　) A．分別用炒鍋加熱兩種樣品，全部分解揮發(fā)，沒(méi)有殘留物的是小蘇打 B．用潔凈鐵絲蘸取兩種樣品在煤氣火焰上灼燒，使火焰顏色發(fā)生明顯變化的是小蘇打 C．用兩只小玻璃杯，分別加入少量的兩種樣品，再加入等量的食醋，產(chǎn)生氣泡快的是小蘇打 D．先將兩種樣品配成溶液，分別加入石灰水，無(wú)白色沉淀生成的是小蘇打 【解析】　2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，分解后仍有殘留物，A項(xiàng)錯(cuò)誤。Na2CO3和NaHCO3都能發(fā)生焰色反應(yīng)，使火焰顯黃色，B項(xiàng)錯(cuò)誤。Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O，二者與石灰水反應(yīng)都有白色沉淀生成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。Na2CO3與醋酸反應(yīng)分兩步進(jìn)行，產(chǎn)生氣泡的速率慢。 【答案】　C 8．侯氏制堿法是純堿工業(yè)中一種重要的生產(chǎn)方法。但是，侯氏制堿法也存在著一定的局限性。例如，有時(shí)在某些國(guó)家和地區(qū)會(huì)出現(xiàn)氯化銨產(chǎn)品供過(guò)于求的現(xiàn)象。下列關(guān)于將氯化銨進(jìn)行處理的方法中，正確的是(　　) A．在地下深埋 B．投入大海的深水處 C．加工成農(nóng)作物的復(fù)合肥 D．用氫氧化鈉將氯化銨轉(zhuǎn)化為氨和氯化鈉，再用作生產(chǎn)純堿的原料 【解析】　將氯化銨在地下深埋和投入大海的深水處，都會(huì)造成環(huán)境污染。氫氧化鈉比碳酸鈉生產(chǎn)成本更高、價(jià)格更貴。用氫氧化鈉將氯化銨轉(zhuǎn)化為氨和氯化鈉，再用作生產(chǎn)純堿的原料，在生產(chǎn)效益上得不償失。氮、磷、鉀都是農(nóng)作物生長(zhǎng)所必需的元素，將氯化銨與含磷元素或鉀元素的化合物進(jìn)行適當(dāng)復(fù)合，可生產(chǎn)農(nóng)作物的復(fù)合肥。 【答案】　C 9．1861年比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、NH3、H2O為原料制得了純凈的Na2CO3，該法又稱氨堿法，其主要生產(chǎn)流程如下： 下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．從理論上看，循環(huán)生產(chǎn)時(shí)不需要再補(bǔ)充NH3 B．從綠色化學(xué)原料充分利用的角度看，該方法有兩個(gè)明顯的缺陷是：氯化鈉未能充分利用和產(chǎn)生CaCl2廢棄物 C．將NH4Cl作為一種化工產(chǎn)品，不再生產(chǎn)NH3來(lái)循環(huán)使用 D．從理論上看，每再生產(chǎn)1 mol Na2CO3，再補(bǔ)充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是2 mol NaCl和1 mol CO2 【解析】　工業(yè)制堿的原理涉及反應(yīng)：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。索爾維法用生成的氯化銨制備氨氣，將氯化銨進(jìn)行了循環(huán)利用，所以從理論上講，是不需要補(bǔ)充氨的。但是在生產(chǎn)過(guò)程中，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。根據(jù)反應(yīng)關(guān)系及原子守恒，從理論上看每生產(chǎn)1 mol Na2CO3，再補(bǔ)充的物質(zhì)及其物質(zhì)的量分別是2 mol NaCl和1 mol CO2。 【答案】　C 10．下面是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的生產(chǎn)流程示意圖： 氣體A的飽和溶液A和食鹽的飽和溶液懸濁液晶體,Ⅳ純堿 則下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．A氣體是NH3，B氣體是CO2 B．第Ⅲ步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分 C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒 D．第Ⅳ步操作的主要過(guò)程有溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶 【解析】　侯氏制堿法是先制得氨化的飽和食鹽水，再往其中通入CO2(即是往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2，不能依次通入CO2、NH3，因?yàn)镹H3在水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CO2的溶解度，先將溶液氨化后，吸收CO2的效果更好)，第Ⅱ步即得到NaHCO3懸濁液，第Ⅳ步應(yīng)將NaHCO3加熱分解，以得到Na2CO3。 【答案】　D 11．工業(yè)制純堿時(shí)，第一步通過(guò)飽和食鹽水、氨和二氧化碳反應(yīng)，獲得碳酸氫鈉結(jié)晶。它的反應(yīng)原理可以用下面的方程式表示： NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl(飽和)===NaHCO3↓＋NH4Cl 以上反應(yīng)的總結(jié)果是放熱反應(yīng)。下面設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置模擬實(shí)驗(yàn)這一過(guò)程，獲得碳酸鈉結(jié)晶?？晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)用品有：稀鹽酸、稀硫酸、濃氨水、氫氧化鈉、消石灰、石灰石、氯化銨、食鹽、蒸餾水和冰，以及中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(包括反應(yīng)時(shí)容器中的物質(zhì))如下，圖中玻璃容器自左至右分別用A、B、C……符號(hào)標(biāo)明(請(qǐng)見題后說(shuō)明)。 (1)請(qǐng)寫出在圖上A、B、C……各玻璃容器中盛放物質(zhì)的化學(xué)式或名稱。 A________，B________，C________，D________，E________。 (2)利用在本題所提供的實(shí)驗(yàn)用品，如何判斷得到的產(chǎn)品是碳酸氫鈉的結(jié)晶，而不是碳酸氫銨或食鹽結(jié)晶？ 【答案】　(1)CaCO3　蒸餾水(或水)　冰水(或冷水)　被氯化鈉飽和的濃氨水溶液　稀硫酸 (2)取少量產(chǎn)品放在試管中，在酒精燈上加熱至不再有氣體放出時(shí)，停止加熱。試管中如有白色剩余物質(zhì)，則得到的產(chǎn)品不是NH4HCO3。試管冷卻后，向其中加入適量鹽酸，反應(yīng)激烈，冒大量氣泡，最后剩余物全部溶解，說(shuō)明得到的結(jié)晶是NaHCO3。如加入鹽酸后，晶體全部溶解，但無(wú)氣泡產(chǎn)生，則得到的結(jié)晶可能是食鹽。 12．純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有氨堿法和聯(lián)合制堿法兩種工藝。請(qǐng)按要求回答問(wèn)題： (1)氨堿法產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請(qǐng)寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)寫出聯(lián)合制堿法有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料，聯(lián)合制堿法和氨堿法中CO2的來(lái)源有何不同？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)聯(lián)合制堿法總反應(yīng)，列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式為：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)聯(lián)合制堿法中CO2來(lái)源于合成氨工業(yè)的副產(chǎn)品，而氨堿法中CO2來(lái)源于石灰石的分解。 (4)聯(lián)合制堿法原子利用率的表達(dá)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)聯(lián)合制堿法中CO2來(lái)源于合成氨的副產(chǎn)品，氨堿法中CO2來(lái)源于CaCO3的分解 (4)100% [或100%] 13．某課外興趣小組同學(xué)按照侯氏制堿法原理，設(shè)計(jì)了如下一套實(shí)驗(yàn)裝置： 實(shí)驗(yàn)室可供選用的藥品有：濃氨水、純堿、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、熟石灰、氯化銨、氯化鈉。 (1)A、D中最合適的試劑(填名稱)為：A________；D________。 (2)指出該裝置中的錯(cuò)誤(至少兩處)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (3)在改進(jìn)裝置后，該同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所用的飽和NaCl溶液中含溶質(zhì)58.5 g，實(shí)驗(yàn)最后得到無(wú)水碳酸鈉26.0 g，則其產(chǎn)率為多少？該同學(xué)針對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)真分析了造成損失的原因，發(fā)現(xiàn)其操作步驟并沒(méi)有錯(cuò)誤，則主要原因是什么？ (4)在侯氏制堿法工業(yè)生產(chǎn)中，原料的利用率高，大大降低了成本。請(qǐng)問(wèn)本實(shí)驗(yàn)中哪些物質(zhì)可重復(fù)利用？ 【解析】　本題以侯氏制堿法的原理為切入點(diǎn)，分別考查藥品的選用、操作過(guò)程分析、實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)、化學(xué)計(jì)算、化工生產(chǎn)原理等。根據(jù)反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程為：先制得NH3(左邊裝置)和CO2(右邊裝置)，再將制得的氣體依次通入飽和食鹽水中即得碳酸氫鈉晶體，再加熱碳酸氫鈉晶體就可以得到純堿。 【答案】　(1)氯化銨和熟石灰　稀鹽酸 (2)B、C之間缺少止水夾；B裝置應(yīng)與大氣相通，不能為密閉裝置；通NH3的導(dǎo)管不應(yīng)伸入液面以下(任填兩種即可) (3)根據(jù)鈉元素守恒，得關(guān)系式：2NaCl～Na2CO3，m(Na2CO3)＝10658.5 g/117＝53.0 g，則Na2CO3的產(chǎn)率為26.0 g/53.0 g100%≈49.1%；NaHCO3在水中有較大的溶解度，未能全部沉淀出來(lái) (4)NH4Cl、CO2 14．我國(guó)化學(xué)家侯德榜改革國(guó)外的純堿生產(chǎn)工藝，探索出了一種生產(chǎn)純堿的方法，其生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如下： (1)上述生產(chǎn)純堿的方法稱________，副產(chǎn)品的一種用途為________________________________________________________________________。 (2)沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式為________。 (4)使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計(jì)了________(填上述流程中的編號(hào))的循環(huán)，從沉淀池中取出沉淀的操作是________________________________________________________________________。 (5)為檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加________________________________________________________________________。 (6)向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有________。 a．增大NH的濃度，使NH4Cl更多地析出 b．使NaHCO3更多地析出 c．使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出NH4Cl的純度 【解析】　將NH3和CO2兩種氣體通入NaCl溶液后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)： NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl NaHCO3溶解度較小，結(jié)晶析出；NH4Cl溶解度較大，留在母液中；溶液里還有未反應(yīng)的NaCl和未結(jié)晶的NaHCO3。從母液中提取NH4Cl后，含有NaCl和NaHCO3的溶液循環(huán)到沉淀池中再次利用，這樣就大大提高了氯化鈉的利用率。 NaHCO3在煅燒爐中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。 生成的CO2循環(huán)到沉淀池中再次利用。 含NH4Cl、NaHCO3、NaCl的母液中通入NH3后，發(fā)生反應(yīng)NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，這樣有利于NH4Cl的析出和NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3。 【答案】　(1)侯氏制堿法(或聯(lián)合制堿法)　用做農(nóng)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　過(guò)濾 (5)硝酸酸化的硝酸銀溶液 (6)ac