- 联合制碱法——侯氏制碱法
- 共159题
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
2NaHCO3 
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是______
a．碳酸氢钠难溶于水
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
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．
①一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，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．
试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是______；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是______；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3 晶体的操作是______（填分离操作的名称）．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从______管通入______ 气体，再从______管中通入______气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是______；
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______．
正确答案
解析
解：（1）a．碳酸氢钠易溶于水，故A错误；
b．碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故B错误；
c．碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故C正确；
故选C；
（2）①（I）利用盐酸制取二氧化碳时，因盐酸易挥发，所以，二氧化碳中常会含有氯化氢气体，碳酸氢钠能与盐酸反应不与二氧化碳反应，所以通过碳酸氢钠的溶液是可以除掉二氧化碳气体中的氯化氢气体，故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；
（II）实验过程中氨气可能有剩余，而稀硫酸能与氨气反应，所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3，故答案为：吸收未反应的NH3；
（III）分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体，常采用的实验操作是过滤操作，故答案为：过滤；
②（I）制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，氨气极易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以应先通入氨气，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时，二氧化碳被充分反应；故答案为：a、NH3，b、CO2；
（II）装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大，提高了二氧化碳的吸收率，故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率；
（3）从题干信息NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl；可得制取碳酸氢钠的方法，同时也可采用烧碱溶液中通入过量CO2或往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等得到碳酸氢钠，
故答案为：用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应，或往烧碱溶液中通入过量CO2；或往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等．
侯氏制碱法是连续循环生产的过程，主要流程见图，有关该流程的叙述中正确的是（ ）
A母液中含有大量的Na+、NH
B通入NH3只是为了增加NH
C加入的Y物质为CO2
D生产过程中还需要补充水
正确答案
解析
解：A、降温池中通入过量的氨气，所以母液中含有大量的氯化铵和碳酸钠，可能含有过量的氯化钠，所以母液中含有大量的Na+、NH4+、Cl-、CO32-，故A正确；
B、氨水溶液呈碱性，增强二氧化碳的溶解度，故B错误；
C、加入的X物质为CO2，Y物质为氯化钠，故C错误；
D、反应NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl中消耗水，所以生产过程中还需要补充水，故D正确；
故选AD．
工业上利用粗盐（含有较多的Ca2+和Mg2+）生产纯碱的工艺流程示意图如图：
完成下列填空：
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式．
A______ B______．
（2）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是______．碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是______．
（3）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是______（填写化学式）．
（4）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨．则加澄清石灰水后所发生的反应的离子方程式为：______，
滤液D加石灰水前先要加热，原因是______．
（5）产品纯碱中含有碳酸氢钠．如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，需要测定的数据是加热前样品的质量（m1）与加热后残留固体的质量（m2），则纯碱中碳酸氢钠的质量分数为______．
正确答案
解析
解：（1）粗盐水中含有Mg2+、Ca2+，用Ca（OH）2或CaO将Mg2+转化为Mg（OH）2，再用Na2CO3将Ca2+转化为CaCO3沉淀，
故答案为：Ca（OH）2或CaO；Na2CO3；
（2）由于溶液中存在氨气，氯化钠，当通入二氧化碳后，碳酸化后发生反应的化学方程式是：NH3+CO2+H2O+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓，有晶体析出；由于碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大，所以没有碳酸钠析出，
故答案为：有晶体析出（或出现浑浊）；碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大；
（3）根据操作过程，氨化后通入二氧化碳的溶液发生复分解反应，反应的化学方程式为：H2O+CO2+NH3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl，最终得到NH4Cl还有碳酸氢钠等，碳酸氢钠溶解度很小而结晶，故酸化后滤液的主要成分是NH4Cl，
故答案为：NH4Cl；
（4）滤液中主要含有的是氯化铵，其和石灰水反应时：NH4++OH-
故答案为：NH4++OH-
（5）m1表示加热前纯碱样品的质量，m2表示加热后固体的质量，则加热损失的质量为：m1-m2，
2NaHCO3
168 106 62
m（NaHCO3） m1-m2
则：m（NaHCO3）=
故纯碱中含有的碳酸氢钠的质量分数为：
故答案为：
符合实际并用于工业生产的是（ ）
正确答案
解析
解：A．二氧化碳和氢氧化钠反应，当二氧化碳量少时发生CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O，当二氧化碳过量时发生：CO2+NaOH═NaHCO3，所以CO2通入氢氧化钠溶液中制Na2CO3，很难控制CO2量，无法制得纯净的碳酸钠，工业上常用侯氏制碱法制取碳酸钠，将氨气和二氧化碳通入到饱和氯化钠中制备碳酸氢钠，再加热碳酸氢钠分解制取碳酸钠，故A错误；
B．氢气和氯气混合气体，在光照时会发生爆炸，不能用于工业生产，工业上是将氢气在氯气中燃烧制取氯化氢，故B错误；
C．氢氧化钙在水中的溶解度很小，澄清的石灰水中含有的氢氧化钙的量少，Cl2通入澄清石灰水中制漂粉精量少，不符合工业生产的需要，石灰乳中含有的氢氧化钙含量高，工业上将氯气通入到石灰乳中制取漂白精，故C错误；
D．工业上生产硫酸时，第一步：SO2的制取，原料的选择要根据不同国家、不同地区矿石的分布情况确定，
主要有S、FeS2、FeS、H2S、CuFeS2等含硫矿石，中国因为黄铁矿含量丰富，所以用的是黄铁矿，世界上很多国家都是用的硫磺，故D正确；
故选D．
化学无处不在，与化学有关的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．侯氏制碱法是将CO2、NH3通入饱和NaCl溶液中，发生以下反应：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，其中NaHCO3溶解度最小，故有NaHCO3的晶体析出，故A正确；
B．浓盐酸易挥发，与NH3结合生成NH4Cl固体小颗粒，为白烟，故B正确；
C．碘是人体必需元素，补碘常在食盐中加入KIO3固体而不是高碘酸，高碘酸为强酸性，具有强烈刺激性和腐蚀性，故C错误；
D．制备黑火药的原料为S、KNO3、C，三者比例为1：2：3，故D正确．
故选C．
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