- 纯碱在生产生活中的应用
- 共48题
工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图1所示．
（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，粗制后可得饱和NaCl溶液，精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性．请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式：______．
（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4、Mg（OH）2，能否按Br2、Mg（OH）2、CaSO4的顺序制备？______（填“能”或“否”），原因是______．
（3）氯化钠是重要的氯碱工业化工的原料．电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽．离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是______．
A．Cl- B．Na+ C．OH- D．Cl2
（4）饱和食盐水电解时与电源正极相连的电极上发生的反应为______，与电源负极线连的电极附近溶液pH______（变大、不变、变小）．
（5）氯化钠的可用于生产纯碱，我国化学家侯德榜改革国外生产工艺，生产流程简要表示如图2：
①上述生产纯碱的方法称______，副产品的一种用途为______．
写出上述流程中X物质的分子式______．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______．
②合成氨原料气中氮气制备的方法之一为______，另一原料气氢气的制取化学方程式为______．
③沉淀池中发生的化学反应方程式是______．要实现该反应，你认为应该如何操作：______；
④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______．
正确答案
（1）Na2CO3可以把过量的钡离子转化为沉淀：Ba2++CO32-=BaCO3↓，Na2CO3可以和钙离子结合生成沉淀：Ca2++CO32-=CaCO3↓；
故答案为：Ba2++CO32-=BaCO3↓；Ca2++CO32-=CaCO3↓；
（2）工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，不能沉淀Mg（OH）2，硫酸钙为微溶物，如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，使产品不纯．
故答案为：否．如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯；
（3）电解饱和食盐水，用石墨做电极，电解槽离子膜或隔膜，允许阳离子（或Na+）和水分子通过，不允许阴离子通过；阳极生成氯气，
故答案为：B；
（4）饱和食盐水电解时与电源正极相连的电极上发生的反应为溶液中氯离子失电子发生氧化反应，2Cl--2e-=Cl2↑；阴极和电源负极相连，溶液中氢离子得到电子生成氢气，破坏了阴极附近水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大；与电源负极相连的电极附近溶液PH增大；
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；增大；
（5）①目前工业制碱方法有二：氨碱法和联合制碱法．题中方法由我国侯德邦所创，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↓，得到碳酸氢钠同时得到氯化铵，故副产物为氯化铵，氯化铵可用来制作化肥，在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物，可以循环利用；因为氯化钠最后剩余在母液中，所以循环I是氯化钠的循环；分离沉淀的方法是过滤．
故答案为：联合制碱法，做化肥；CO2；I； 过滤
②合成氨原料气中氮气制备的方法之一是分离液态空气方法分离得到氮气，氢气用碳和水蒸气反应生成；反应化学方程式为：C+H2O
故答案为：液体空气分离方法，C+H2O
③从流程图可以看出，沉淀池中加入的反应物有氨气、二氧化碳、氯化钠，根据生成物是碳酸氢钠，可推出反应物有水，同时可知碳酸氢钠为沉淀．
反应原理首先是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢氨，然后碳酸氢氨和氯化钠发生复分解反应交换成分生成碳酸氢钠晶体和氯化铵．为增大二氧化碳的吸收，应先向饱和氯化钠饱和溶液中通入氨气，再通入二氧化碳；
故答案为：NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体；
④检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，
故答案为：用硝酸酸化的硝酸银，观察产生白色沉淀；
工业制纯碱的第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳之间的反应，制取碳酸氢钠晶体．该反应原理可以用以下化学方程式表示，此反应是放热反应．NH3+CO2+H2O+NaCl （饱和）═NaHCO3（晶体）+NH4Cl
Ⅰ、利用上述反应原理，设计如下图所示装置，制取碳酸氢钠晶体．B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，C烧杯中盛有冰水，D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去．
2，4，6
可选用的药品有：a．石灰石 b．生石灰 c．6mol/L盐酸 d．稀硫酸 e．浓氨水f．饱和氯化钠溶液．
①A中制备气体的离子方程式 ，E中制备气体时所需药品是（选填字母代号）
②B中溶液作用是 C烧杯中冰水的作用是 ．
③检验D出口处是否有氨气逸出的方法是：
Ⅱ、该小组同学为了测定C中所得晶体的碳酸氢钠的纯度（假设晶体中不含碳酸盐杂质），将晶体充分干燥后，称量质量为wg．再将晶体加热到质量不再变化时，称量所得粉末质量为mg．然后进行如图所示实验：
请填空：操作III的方法为 、 、 ；所得晶体中碳酸氢钠的纯度为 ．
正确答案
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，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”中CO2的来源是___，“氨碱法”中CO2的来源是____。 (4)“联合制碱法”与“氨碱法”相比优点在于___。
正确答案
(l)2NH4Cl+Ca(OH)2
(2) NH3+H2O+CO2+NaCl(饱和)==NaHCO3↓+ NH4Cl
2NaHCO3
(3)合成氨厂和本厂CO2的循环利用；煅烧石灰石
(4)①没有废弃物产生并有可作为化肥的NH4Cl的副产品产生；②原料得到了循环利用；③能量消耗低
【三选一—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不锈钢含有的铬元素是在炼钢过程的氧吹___（填“前”或“后”）加入；
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
(1)①2NH4Cl+Ca(OH)2
②NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NHCl ;2NaHCO3
③“氨碱法”中CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”中CO2来源于合成氨工业的废气
(2)①脱氧和调整钢的成分
②后
③CO ;燃料
工业生产纯碱的工艺流程示意图如下
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)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、________、沉淀、________、________、冷却结晶、________、烘干．
(3)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________________________．
(4)碳酸化后过滤、滤液D最主要的成分是________________(填写化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是：________________________________.
(5)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．加石灰水后所发生的反应的离子方式程为：________________________________，滤液D加石灰水前先要加热，原因是________________．
(6)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，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：________________________.
正确答案
(1)Ca(OH)2或CaONa2CO3(2)溶解；过滤；蒸发；过滤
(3)有晶体析出(或出现浑浊)；碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大
(4)NH4Cl；取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子
(5)NH4+＋OH－→NH3↑＋H2O；防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀
(6)NaHCO3＝
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