- 联合制碱法——侯氏制碱法
- 共159题
完成下列填空：
已知：粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子．
（1）精制除杂的步骤顺序是______→______→______→______→______ （填字母编号）．
a．粗盐溶解 b．加入盐酸调pH c．加入Ba（OH）2溶液
d．加入Na2CO3溶液 e．过滤
（2）向饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2，理由是______．在滤液a中通入NH3和加入精盐的目的是______．
（3）请在图1流程图中添加两条物料循环的路线．
（4）图2装置中常用于实验室制备CO2的是______（填字母编号）；用c装置制备NH3，烧瓶内可加入的试剂是______（填试剂名称）．
（5）一种天然碱晶体成分是aNa2CO3•bNa2SO4•cH2O，利用下列提供的试剂，设计测定Na2CO3质量分数的实验方案．请把实验方案补充完整：
供选择的试剂：稀H2SO4、BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、Ba（OH）2溶液
①______．
②______．
③______．
④计算天然碱晶体中含Na2CO3的质量分数．
正确答案
解：（1）SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与Ba（OH）2溶液、Na2CO3溶液、Ba（OH）2溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去过量的Ba（OH）2溶液，盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液，所以应先加Ba（OH）2溶液再加Na2CO3溶液，过滤，最后加入盐酸，故答案为：a；c；d；e；b；
（2）NH3易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO2，所以向饱和食盐水中先通入NH3，后通人CO2；通入NH3可通过与HCO3-的反应，增加NH4+深度，并利用精盐增大Cl-浓度，根据溶解平衡的移动，有利于NH4Cl结晶析出，
故答案为：NH3易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO2；NH3溶于水能将HCO3-转化为CO32-，并增大加入NH4+浓度；加入精盐增大Cl-浓度，有利于NH4Cl结晶析出；
（3）煅烧炉里生成的CO2可循环利用，滤液a析出晶体氯化铵后得到的NaCl溶液可循环利用，则
（4）实验室制取二氧化碳常选用石灰石和稀盐酸或大理石和稀盐酸反应制取，采用固体+液体
（5）实验的原理：先称取样品质量并溶解，将碳酸根全部转换成二氧化碳，利用二氧化碳和澄清石灰水产生沉淀，通过沉淀的质量求出二氧化碳的物质的量、Na2CO3的物质的量和质量，最终求出Na2CO3的质量分数，所以将天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中，加入足量稀硫酸并微热，产生的气体通过足量的澄清石灰水，然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀即可，
故答案为：①称取一定质量的天然碱晶体；②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量Ba（OH）2溶液 ③过滤、洗涤、干燥、称量、恒重沉淀．
解析
解：（1）SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与Ba（OH）2溶液、Na2CO3溶液、Ba（OH）2溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去过量的Ba（OH）2溶液，盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液，所以应先加Ba（OH）2溶液再加Na2CO3溶液，过滤，最后加入盐酸，故答案为：a；c；d；e；b；
（2）NH3易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO2，所以向饱和食盐水中先通入NH3，后通人CO2；通入NH3可通过与HCO3-的反应，增加NH4+深度，并利用精盐增大Cl-浓度，根据溶解平衡的移动，有利于NH4Cl结晶析出，
故答案为：NH3易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO2；NH3溶于水能将HCO3-转化为CO32-，并增大加入NH4+浓度；加入精盐增大Cl-浓度，有利于NH4Cl结晶析出；
（3）煅烧炉里生成的CO2可循环利用，滤液a析出晶体氯化铵后得到的NaCl溶液可循环利用，则
（4）实验室制取二氧化碳常选用石灰石和稀盐酸或大理石和稀盐酸反应制取，采用固体+液体
（5）实验的原理：先称取样品质量并溶解，将碳酸根全部转换成二氧化碳，利用二氧化碳和澄清石灰水产生沉淀，通过沉淀的质量求出二氧化碳的物质的量、Na2CO3的物质的量和质量，最终求出Na2CO3的质量分数，所以将天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中，加入足量稀硫酸并微热，产生的气体通过足量的澄清石灰水，然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀即可，
故答案为：①称取一定质量的天然碱晶体；②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量Ba（OH）2溶液 ③过滤、洗涤、干燥、称量、恒重沉淀．
（1）硫酸是基本化工原料．某地硫铁矿资源丰富，水源充足，交通便利，风景秀丽，文物古迹较多，人口密集．如果在此地建造硫酸厂，有何利弊？
利是：______；弊是：______．
（2）我国著名化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：（沉淀池中发生的化学反应为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓）
①上述生产纯碱的方法称______，副产品氯化铵的一种用途为______．
②上述流程中X物质为______．
③侯德榜主要是设计了上述流程中的循环______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上．从沉淀池中取出沉淀的操作是______．
正确答案
解：（1）根据题干：某地硫铁矿资源丰富，水源充足，交通便利，这些条件为硫酸的生产提供了有利条件，但是，硫酸生产过程中，难免会产生污染性的气体二氧化硫，会对人以及环境造成污染，
故答案为：利：原料丰富，水源充足，交通便利；弊：可能破坏环境，损坏文物古迹，影响人们身体健康；
（2）①目前工业制碱方法有两种：氨碱法和联合制碱法，题中方法由我们侯德邦所创，称为侯氏制碱法，也称为联合制碱法，反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，得到一摩尔的碳酸氢钠同时得到一摩尔的氯化铵，故副产物为氯化铵，氯化铵可用来制作化肥，
故答案为：联合制碱法或侯德榜制碱法或侯氏制碱法；化肥或电解液或焊药等；
②在联合制碱法中NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，2NaHCO3
故答案为：CO2或二氧化碳；
③循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中，从固液混合物中分离出固体的方法为过滤，
故答案为：Ⅰ；过滤．
解析
解：（1）根据题干：某地硫铁矿资源丰富，水源充足，交通便利，这些条件为硫酸的生产提供了有利条件，但是，硫酸生产过程中，难免会产生污染性的气体二氧化硫，会对人以及环境造成污染，
故答案为：利：原料丰富，水源充足，交通便利；弊：可能破坏环境，损坏文物古迹，影响人们身体健康；
（2）①目前工业制碱方法有两种：氨碱法和联合制碱法，题中方法由我们侯德邦所创，称为侯氏制碱法，也称为联合制碱法，反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，得到一摩尔的碳酸氢钠同时得到一摩尔的氯化铵，故副产物为氯化铵，氯化铵可用来制作化肥，
故答案为：联合制碱法或侯德榜制碱法或侯氏制碱法；化肥或电解液或焊药等；
②在联合制碱法中NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，2NaHCO3
故答案为：CO2或二氧化碳；
③循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中，从固液混合物中分离出固体的方法为过滤，
故答案为：Ⅰ；过滤．
日本地震之后的核危机，导致我国不少地方出现了食盐抢购风潮．食盐既是生活中必不可少的调味品，也是一种非常重要的化工原料．
（1）按原料来源分类，可将食盐分为海盐、湖盐和井矿盐．海水晒盐的原理与化学实验中的______（填一种实验操作的名称）原理相似，该过程是______变化（填“物理”或“化学”）．
（2）氯碱工业是对食盐资源进行综合利用的基础．
①电解食盐水之前需要对食盐进行精制．为有效除去工业食盐中的Ca2+、Mg2+、S，加入试剂的合理顺序为______．
a．先加NaOH，然后加Na2CO3，最后加钡试剂
b．先加NaOH，然后加钡试剂，最后加Na2CO3
c．先加钡试剂，然后加NaOH，最后加Na2CO3
②离子交换膜电解槽中，离子交换膜的作用是______．
③氯碱工业的选址比较特殊，通常不会单独建氯碱化工厂，而是与农药厂、有机化工厂、制药厂、盐酸厂等建在一起，请分析这种建厂方式的原因：______．
（3）侯氏制碱法生产工艺中要用到大量食盐．侯氏制碱法原理与索尔维法基本相同，不同之处是在析出碳酸氢钠后的母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出，从而得到了两种物质：碳酸钠和氯化铵．该循环工艺流程如下：
①气体B的分子式为______．向饱和食盐水中应先通入______再通入______（填气体名称）才能得到物质D．
②上述生产过程中能循环使用的物质是：C、B、F、______、______（填物质编号）．
正确答案
解：（1）蒸发是升高温度让一种物质挥发出来，而剩余另一物质的方法，类似“海水晒盐”原理；该过程中没有发生化学反应，属于物理变化，
故答案为：蒸发；物理；
（2）①有效除去工业食盐中的Ca2+、M2+、SO42-，选NaOH除去镁离子，选氯化钡除去硫酸根离子，选碳酸钠除去钡离子、钙离子，则碳酸钠一定在氯化钡之后，最后加适量盐酸，则合理的顺序为先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3或先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3，属于bc正确，
故答案为：bc；
②阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电解电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，
故答案为：阻止气体分子和某些离子通过，防止H2和Cl2混合发生爆炸，并能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量；
③由于氯气和氢气作为气体，运输和贮藏困难相当大，且运输过程中还存在很大的安全隐患，所以氯碱工业的选址通常与农药厂、有机化工厂、制药厂、盐酸厂等建在一起，
故答案为：氯气和氢气作为气体，运输和贮藏困难相当大，运输过程中还存在很大的安全隐患；
（3）产品E和F为碳酸钠和氯化铵，物质E煅烧后得到E，则D为碳酸氢钠，E为碳酸钠；故F为氯化铵；根据“在析出碳酸氢钠后的母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出”可知，固体A为NaCl、B为NH3；加入气体C碳化，则气体C为二氧化碳，
①根据分析可知，气体B为NH3；二氧化碳在水中的溶解度较小，氨气极易溶于水，通入NH3使溶液呈碱性，增大CO2的溶解度，才能产生足够多的HCO3-，以确保得到NaHCO3沉淀，所以应该先通氨气后通入二氧化碳，
故答案为：NH3； 氨气；二氧化碳；
②根据制备流程可知，循环利用的物质有：A氯化钠、B氨气、C二氧化碳、D碳酸氢钠和F氯化铵，故答案为：A；D．
解析
解：（1）蒸发是升高温度让一种物质挥发出来，而剩余另一物质的方法，类似“海水晒盐”原理；该过程中没有发生化学反应，属于物理变化，
故答案为：蒸发；物理；
（2）①有效除去工业食盐中的Ca2+、M2+、SO42-，选NaOH除去镁离子，选氯化钡除去硫酸根离子，选碳酸钠除去钡离子、钙离子，则碳酸钠一定在氯化钡之后，最后加适量盐酸，则合理的顺序为先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3或先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3，属于bc正确，
故答案为：bc；
②阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电解电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，
故答案为：阻止气体分子和某些离子通过，防止H2和Cl2混合发生爆炸，并能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量；
③由于氯气和氢气作为气体，运输和贮藏困难相当大，且运输过程中还存在很大的安全隐患，所以氯碱工业的选址通常与农药厂、有机化工厂、制药厂、盐酸厂等建在一起，
故答案为：氯气和氢气作为气体，运输和贮藏困难相当大，运输过程中还存在很大的安全隐患；
（3）产品E和F为碳酸钠和氯化铵，物质E煅烧后得到E，则D为碳酸氢钠，E为碳酸钠；故F为氯化铵；根据“在析出碳酸氢钠后的母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出”可知，固体A为NaCl、B为NH3；加入气体C碳化，则气体C为二氧化碳，
①根据分析可知，气体B为NH3；二氧化碳在水中的溶解度较小，氨气极易溶于水，通入NH3使溶液呈碱性，增大CO2的溶解度，才能产生足够多的HCO3-，以确保得到NaHCO3沉淀，所以应该先通氨气后通入二氧化碳，
故答案为：NH3； 氨气；二氧化碳；
②根据制备流程可知，循环利用的物质有：A氯化钠、B氨气、C二氧化碳、D碳酸氢钠和F氯化铵，故答案为：A；D．
下列关于工业生产说法正确的是______．（填序号）
A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气
B．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，皆采用循环操作提高原料利用率
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室
D．工业上采用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝
E．石油裂化属于化学变化，主要目的是为了获得短链不饱和气态烃．
正确答案
解：A．因为氨气溶解度非常大，先通氨气后通二氧化碳，能增大二氧化碳的吸收，有利于生成纯碱，故A错误；
B．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中的主要反应为可逆反应，原料不能完全转化为产物，采用反应物的循环利用可以提高原料利用率，故B正确；
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室，可以防止两极的产物接触发生反应，故C正确；
D．氯化铝是共价化合物熔融时不导电，工业上采用电解熔融氧化铝的方法制取金属铝，故D错误；
E．石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料（汽油，煤油，柴油等）的产量，特别是提高汽油的产量，故E错误；
故选BC．
解析
解：A．因为氨气溶解度非常大，先通氨气后通二氧化碳，能增大二氧化碳的吸收，有利于生成纯碱，故A错误；
B．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中的主要反应为可逆反应，原料不能完全转化为产物，采用反应物的循环利用可以提高原料利用率，故B正确；
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室，可以防止两极的产物接触发生反应，故C正确；
D．氯化铝是共价化合物熔融时不导电，工业上采用电解熔融氧化铝的方法制取金属铝，故D错误；
E．石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料（汽油，煤油，柴油等）的产量，特别是提高汽油的产量，故E错误；
故选BC．
【化学--选修化学与技术】
（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．
①“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，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：______；
③CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？______；
（2）钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用．
①炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是______．
②不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹______（填“前”或“后”）加入，原因是______．
③炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是______．从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作______．
正确答案
解：（1）①氨碱法是由氯化铵和消石灰在加热条件下反应后生成氨气和氯化钙的反应，反应的化学方程式为：
2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
②联合制碱法是在氨的饱和NaCl溶液中二氧化碳气体，反应生成碳酸氢钠，解热碳酸氢钠即可制备碳酸钠，反应的有关方程式为，NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl； 2NaHCO3
故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
③CO2是制碱工业的重要原料，氨碱法中CO2来源于石灰石煅烧，联合制碱法中CO2的来源于合成氨工业的废气，
故答案为：“氨碱法”CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气；
（2）①炼钢时，加入硅、锰和铝主要是为了脱氧和调整钢的成分．
故答案为：脱氧和调整钢的成分；
②因为Cr易被氧化，为Cr被氧化，不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹后，若氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去．
故答案为：后； 避免Cr被氧化；
③炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有的主要污染物是CO，一氧化碳会引起中毒，故需对其进行尾气处理．一氧化碳是一种很好的还原剂还是一种燃料．
故答案为：CO；燃料．
解析
解：（1）①氨碱法是由氯化铵和消石灰在加热条件下反应后生成氨气和氯化钙的反应，反应的化学方程式为：
2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
②联合制碱法是在氨的饱和NaCl溶液中二氧化碳气体，反应生成碳酸氢钠，解热碳酸氢钠即可制备碳酸钠，反应的有关方程式为，NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl； 2NaHCO3
故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
③CO2是制碱工业的重要原料，氨碱法中CO2来源于石灰石煅烧，联合制碱法中CO2的来源于合成氨工业的废气，
故答案为：“氨碱法”CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气；
（2）①炼钢时，加入硅、锰和铝主要是为了脱氧和调整钢的成分．
故答案为：脱氧和调整钢的成分；
②因为Cr易被氧化，为Cr被氧化，不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹后，若氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去．
故答案为：后； 避免Cr被氧化；
③炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有的主要污染物是CO，一氧化碳会引起中毒，故需对其进行尾气处理．一氧化碳是一种很好的还原剂还是一种燃料．
故答案为：CO；燃料．
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