易错专题14 侯氏制碱法生产纯碱.docx
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1、易错专题14侯氏制碱法生产纯碱突破易错易错点一不清楚侯氏制碱法的原料和反响原理【易错典例】现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,局部工艺流程如下:有关说法错误的选项是A.反响 I 原理为 CO2+NH3+ NaCl + H2O - NaHCO3; + NH4C1B.向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2,再通入足量的NH3C.反响I生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煨烧可得到纯碱D.往母液中通入氨气,加入细小的食盐颗粒并降温,可使氯化钱析出【答案】B【解析JA、在氨气饱和的氯化钠溶液中通入CCh气体生成碳酸氢钠晶体和氯化镂,即CO2 + NH3+NaCl + H2O = NaHCO3;
2、+ NH4Cl, A 正确;B、CO2在水中的溶解度小,所以要先通入氨气,后通入CO2, B错误;C、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和CO2, C正确;D、根据NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO31及流程图知,母液中溶质为氯化镂,向母液中通氨气加入 细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通入的氨气和水反响生成一水合氨,一水合氨电离出镂根离子,镂根离 子浓度增大有利于析出氯化镂,D正确。答案选B。【解题必备】.原料:食盐、氨、二氧化碳等1 .化学反响原理:(1 )生产碳酸氢镂和氯化镂:NH3+CO2+H2ONH4HCO3、NH4HCO3+NaCl=NaHCO31+NH3cl(在反响
3、中 NaHCCh沉淀,所以这里有沉淀符号)总反响方程式:NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO31+NH4clD.煨烧NaHCC)3晶体的反响不属于离子反响,那么2NaHC()3=Na2c()3+C(M+比。,故D错;答案选A。4.我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”(流程简图如下图),促进了世界制碱技术的开展.以下有 关说法正确的选项是()循环利用A.沉淀池中的反响物共含有五种元素B.过滤得到的“母液”中一定只含有两种溶质C.图中X可能是氨气D.通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收,更多地析出沉淀【答案】D【解析】A.沉淀池中发生的反响的反响物是氯化钠、氨气、二氧化碳
4、和水,所以含有钠、氯、氮、氢、碳、 氧六种元素,故A错误;B.过滤得到的“母液”中含有的溶质有碳酸氢钠、氯化铉,还有可能含有过量的氯化钠,故B错误;C.碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水、二氧化碳,所以X是二氧化碳,故c错误;D.氨气的水溶液显碱性,能更好的吸收二氧化碳,使反响物浓度大,反响速度快,故D正确;故答案为D。5,“侯氏制碱法是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法”的 工艺流程及实验装置(局部夹持装置省略)如图:以下表达正确的选项是()NH, CO,饱 NoC茄可耳Na,CO3A.实验时先翻开装置中分液漏斗的旋塞,过一段时间后再点燃装置的酒精灯B.装置的
5、干燥管中可盛放碱石灰,作用是吸收多余的N%C.向步骤I所得滤液中通入氨气,加入细小的食盐颗粒并降温可析出NH4C1D.用装置可实现步骤n的转化,所得C02可循环使用【答案】C【分析】在饱和氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳可得到碳酸氢钠沉淀和氯化镂溶液,过滤得沉淀物为碳 酸氢钠,经洗涤、干燥得碳酸氢钠固体,滤液中主要溶质为氯化钱,再加入氯化钠和通入氨气,将溶液降 温结晶可得氯化镂晶体。【解析】A、氯化钠、水、氨气和二氧化碳反响生成碳酸氢钠、氯化镂,反响方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO31+NH4cL由于氨气在水中溶解度较大,所以先通氨气,再通入二氧化碳, 故A错误;B、氨气是污
6、染性气体不能排放到空气中,碱石灰不能吸收氨气,装置的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂 棉,作用是吸收多余的NH3,故B错误;C、通入氨气的作用是增大NH:的浓度,使NH4cl更多地析出、使NaHC03转化为Na2c。3,提高析出的NH4CI纯度,故C正确;d、用装置加热碳酸氢钠,分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可实现步骤n的转化,但生成的二氧化碳未 被收集循环使用,烧杯加热未垫石棉网,故D错误;故答案为:Co【点睛】“侯氏制碱法”试验中,需先通入氨气,其原因是氨气在水中的溶解度较大,二氧化碳在水中溶解度 较小,先通入氨气所形成的溶液中氨的浓度较大,方便后续的反响进行;“侯氏制碱法”所得到的产品是碳酸
7、 氢钠,碳酸氢钠经过加热会生成碳酸钠。6. (2021 .河北石家庄市.正定中学高一开学考试)某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。尾气处理吸收足量NH, 律二才的泡和食盐水I .制备纯碱:先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料,用以下图所示装置制取NaHCCh,然后再将NaHCCh制 备成 Na2co3。冷 水甲乙丙(1)装置乙中盛放的试剂为,它的作用是(2)反响进行一段时间后,观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出,经检验该白色固体是NaHCCh。装置丙中可得两种产物,分别是NaHCCh和另一种盐,装置丙中总反响的化学方程式为 o(3)用装置丙中产生的NaHCCh制取
8、Na2cCh时,需要进行的实验操作有、洗涤固体、,最后一步发生反响的化学方程式为 oII.测定所得产品的组成和纯度(4)检验纯碱样品中是否混有NaHCCh,请选择以下装置设计实验,并完成下表:纯碱样品A无水CuSO4【答案】(1)饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HC1气体选择的装置(填编号)实验现象实验结论样品中含NaHCCh(2) NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3i+NH4ClA(3)过滤灼烧(或加热)2NaHCCh = Na2CO3+H2O+CO2T(4) A、BB中澄清石灰水变浑浊【分析】I .碳酸钙与盐酸反响生成的二氧化碳中含有氯化氢,再通过饱和碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化
9、 氢,纯洁的二氧化碳通入丙中,根据溶解度的差异生成碳酸氢钠。(1)装置甲中碳酸钙与盐酸反响生成氯化钙、二氧化碳和水,盐酸会挥发,导致产生的C02气体中含HCL 装置乙中盛装饱和碳酸氢钠溶液作用是除去二氧化碳中的氯化氢。(2)装置丙中氯化钠溶液、二氧化碳、氨气反响可得两种产物,分别是NaHCCh和另一种盐,根据原子守 恒,另一种盐是氯化钱,反响的化学方程式是NH3+CO2+H2O+NaQ=NaHCO31+NH4Cl。(3)用装置丙中产生的NaHCCh制取Na2cO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤固体、灼烧,灼烧碳A酸氢钠时发生反响的化学方程式为2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2
10、To(4)用装置A加热纯碱样品,用装置B中澄清石灰水检验是否有二氧化碳气体放出,假设澄清石灰水变浑浊, 那么样品中含有NaHCCh。7. 1942年,我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3 C02等为原料先制得NaHCCh,进而生产出纯碱,他的 “侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反响的化学方程式如下:NH3+C02+H2ONH4H83;NH4HCO3+NaCl=NaHCO3i+NH4Cl ;2NaHCO3=Na2CO3+CO2T + H20(1)“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产,请写出工业合成氨的化学反响方程式碳酸氢铁与饱和食盐水反响,能析出碳酸氢钠晶体的原因是Oa.碳
11、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某探究活动小组根据上述制碱原理,欲制备碳酸氢钠,同学们按各自设计的方案进行实验。第一位同学: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(图中夹持、固定 用的仪器未画出)。含氯的饱和食起水甲乙 丙丁请回答: 写出甲中发生反响的离子方程式乙装置中的试剂是O实验结束后,别离出NaHCOs晶体的操作是 (填别离操作的名称)。第二位同学:用如图装置进行实验(其它装置未画出)。为提高二氧化碳在此反响溶液中被吸收的程度,实验时,须先从a管通入 气体,再从b管中通入气体。装置C中的试剂为(选填字母)
12、。e.碱石灰 .浓硫酸 g.无水氯化钙【答案】N2 + 3公【答案】N2 + 3公催化剂局温、同压2 2NH3CaCO3 + 2H+= Ca2+ H20 + CO2T饱和碳酸氢钠溶液 过滤NH3(氨)CO2 (二氧化碳)g【解析】(1)工业合成氨反响,利用N2、H2在高温、高压、催化剂作用下制NH3,反响方程式N2 + 3H2占俨% 2NH3;答案为:N2 + 3H2化?庄 、2NH3;(2) a.碳酸氢钠易溶于水,a不合题意;b.碳酸氢钠固态时受热易分解,对侯德榜制碱反响不产生影响,b不合题意;c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,易结晶析出,促使平衡向生成物方向移动,从而使NaHCCh结晶析出,c
13、 符合题意; 应选c;(3)第一位同学:将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠;甲中CaCO3与盐酸反响制C02气体,离子方程式为CaCO3 + 2H+= Ca2+ H2O + CO2T;答案为:CaCO3 + 2H+=Ca2+ H20 + CO2T;乙装置的作用是除去CO2中的HCL所以加入饱和NaHCO3溶液;答案为:饱和碳酸氢钠溶液;实验结束后,别离出NaHCCh结晶析出,那么别离此固体与液体的操作是过滤;答案为:过滤;第二位同学:用如图装置进行实验(其它装置未画出);由于C02在水中的溶解度不大,所以应先通NH3,后通C02,即从a管通入NHK氨)气体,再从b管中通入CO2(
14、二氧化碳)气体;答案为:NH3(氨);C02(二氧化碳);e.碱石灰(氢氧化钠与氧化钙的混合物)不能吸收N%, e不合题意;.浓硫酸呈液态,不能放在干燥管内,f不合题意;g.无水氯化钙呈固态,能够放在干燥管内,且能吸收NR, g符合题意;应选go(2021 .四川仁寿一中)现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,局部工艺流程如下:低温反响 I 为:NaCl+CO+NH +H90,、一 ,NaHCO J +NH4C1(1)从海水中获取淡水的常用方法实验操作是,需要的玻璃仪器有:酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形、O(2)从澳水中获得单质澳时,采用的方法是萃取、蒸微。以下可选作萃取剂的是A.酒精 B.苯 C.
15、 CC14(3)海水中含有大量的NaCL以及少量的Ca2+、Mg2 SO;等离子。为得到纯洁的饱和NaCl溶液,进 行了如下操作。请补全操作步骤:a.向浓缩后的海水中加入过量的氢氧化钠溶液后,过滤;b.向滤液中,过滤;c.向滤液中,过滤;d.向滤液中加入足量的稀盐酸;e.加热煮沸一段时间,得到饱和NaCl溶液。(4)反响n的化学方程式是o(5)制得的纯碱中含有少量NaCl。取5.5g纯碱样品加入足量稀硫酸,得到标准状况下1120mLe。2,那么样 品中纯碱的质量分数是%(保存1位小数)。【答案】(1)蒸储 蒸储烧瓶 温度计(2)分液 BC(3)加入过量BaCl2溶液进入过量Na2CO3溶液A不
16、(4) 2NaHCO =Na7CO,+HoO+CO9 T(5) 96.4%【分析】由题给流程图可知,向饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳发生反响I生成碳酸氢钠沉淀和氯化镂, 过滤得到母液和碳酸氢钠;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反响生成的二氧化碳可以循环 利用,提高利用率。(1)从海水中获取淡水的常用方法实验操作为蒸储,蒸储实验需要的玻璃仪器有蒸储烧瓶、温度计、酒精 灯、冷凝管、牛角管和锥形瓶,故答案为:蒸储;蒸储烧瓶;温度计;(2)滨单质微溶于,易溶于难溶于水的有机溶剂,那么向溟水中加入苯或四氯化碳做萃取剂,萃取滨水中的 谟,分液得到浪的有机溶液,蒸储漠的有机溶液收集得到浪,故答案为
17、:分液;BC;(3)得到纯洁的饱和氯化钠溶液的操作为向浓缩后的海水中加入过量的氢氧化钠溶液,镁离子与氢氧根离 子反响生成氢氧化镁沉淀,过滤得到除去镁离子的滤液;向滤液中加入足量的氯化钢溶液,硫酸根离子与锁离子反响生成硫酸钢沉淀,过滤得到除去硫酸根离子的滤液;向滤液中碳酸钠溶液,钙离子和过量的钢 离子与碳酸根离子反响生成碳酸钙沉淀和碳酸飘沉淀,过滤得到除去钢离子和钙离子的滤液;向滤液中加 入足量的稀盐酸,氢离子与过量的碳酸根离子和氢氧根离子反响,除去溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子; 加热煮沸一段时间,除去过量的盐酸得到饱和氯化钠溶液,故答案为:加入过量Bad2溶液;进入过量Na2cO3 溶液;(
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