题目内容

我国化工专家侯德榜先生发明的“侯氏制碱法”的基本原理是：在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成一种盐，然后在此溶液中加入细小的食盐粉末；由于碳酸氢钠在该状态下溶解度很小，呈晶体析出，同时由于碳酸氢钠不稳定，加热后生成纯碱．水和二氧化碳；再向析出碳酸氢钠后的氯化铵溶液中加入食盐，使其中的氯化铵单独结晶出来，氯化钠则可循环使用．根据以上叙述简要回答问题：
（1）用上述方法进行实验时，所用的起始原料
 
．（写出它们的化学式，下同）．
（2）最终产品是
 
．
（3）有关的化学方程式
 
；
 
；
 
．
（4）有人认为侯氏制碱法的优点有以下四点：
A．生产过程中部分产品可作为起始原料使用；
B．副产品是一种可利用的氮肥；
C．反应不需要加热；
D．副产品不会造成环境污染．
你认为其中正确的是（用代号回答）
 
．
分析：
浓氨水
二氧化碳
?生成一种盐即碳酸氢铵（NH4HCO3）
NaCl
NH4Cl+NaHCO3，NaHCO3?Na2CO3+CO2↑+H2O．
由上面一连串的分析可明确看出，原料就是浓氨水、二氧化碳和NaCl；最终产物就是NH4Cl和Na2CO3；三个化学方程式也可很容易的写出来．
解答：解：（1）由“侯氏制碱法”的基本原理可知：首先是浓氨水和二氧化碳反应生成一种盐（NH4HCO3），
在盐溶液中加入细小的食盐粉末，析出碳酸氢钠，碳酸氢钠不稳定，加热后生成纯碱（Na2CO3）、
水和二氧化碳，部分原料可以循环使用．通过分析可知进行实验时，所用的起始原料为：NH3、CO2、NaCl．
（2）由实验原理可知：发生的反应有 NH3+H2O+CO2═NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl═NH4Cl+NaHCO3
2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O  所以最终产品是Na2CO3、NH4Cl
（3）由（2）的分析可知实验过程中发生的反应有：
NH3+H2O+CO2═NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl═NH4Cl+NaHCO3，2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
（4）由（2）的分析可知反应生成的CO2可以循环作为起始原料使用，故A正确；
因为副产品（NH4Cl）含有氮元素（N）属于氮肥，故 B正确；
因为2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O 这个反应需要加热，故C错；
因为副产品是NH4Cl、CO2、H2O 都不污染环境，故D正确；所以应选ABD
故答案为：
（1）NH3、CO2、NaCl．
（2）Na2CO3、NH4Cl
（3）NH3+H2O+CO2═NH4HCO3 ；NH4HCO3+NaCl═NH4Cl+NaHCO3 ；2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
（4）ABD
点评：此题考查的是有关侯氏制碱法的有关知识，只要认真看题，真正理解了侯氏制碱法的原理，此题就会迎刃而解．
练习册系列答案
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7、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献．他以食盐、水、氨气、二氧化碳为原料，先制得碳酸氢钠和氯化铵，进而生产出纯碱．下表是几种物质在不同温度时的溶解度：
（1）从表中数据可以看出，温度对
NaCl
的溶解度影响不大．
（2）要使NH4Cl饱和溶液中的NH4Cl结晶析出，在
较低
（填“较高”或“较低”）温度下进行比较合适．
  0℃   20℃   40℃   60℃
 NaHC03    6.9    9.6    2.7   6.4
  NaCl   35.7   35.8    6.6   37.3
  NH4Cl   29.4   37.2   45.8   55.2
（3）“侯氏制碱法”制NaHCO3的方程式是NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3+NH4Cl，该反应能进行的原因是
有溶解度较小的NaHCO3产生
．
我国化工专家侯德榜曾为世界制碱工业作出了突出贡献．“侯氏制碱法”是以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得N．HCq，进而生产出纯碱．其生产过程用化学方程式可简要表示为：
①NH3+H2O+CO2=NH4HCO3；②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；③2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O+CO2↑．
（1）“侯氏制碱法”生产过程中涉及到的基本反应类型是
 
．
A．置换反应；B．化合反应；C．分解反应；D．复分解反应
（2）第②步中加入的是磨细的食盐粉，食盐磨细的目的是
 
．
若第②步中得到的NaHCO3中含有少量的NH4HCO3，但不会影响产品Na2CO3的纯度，原因是
 
．
（3）若纯碱中含有NaHCO3杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，用右图中的装置进行实验．主要实验步骤如下：精英家教网
用天平准确称量出干燥试管的质量为20.2克，然后称取4.0克已研碎的纯碱样品并放入干燥的试管中．用酒精灯加热，待充分反应并冷却后，在天平上称出试管和碳酸钠的质量23.5克．
①停止加热前，要进行的操作是
 
．
②该试样中纯碱的质量分数为
 
．
29、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献．他以食盐、水、氨气、二氧化碳为原料，先制得碳酸氢钠和氯化铵，进而生产出纯碱．下表是几种物质在不同温度时的溶解度．
0℃ 20℃ 40℃ 60℃
NaHCO3 6.9 9.6 12.7 16.4
NaCl 35.7 35.8 36.6 37.3
NH4Cl 29.4 37.2 45.8 55.2
（1）从表中数据可以看出，温度对
氯化钠
的溶解度影响不大．
（2）要使NH4Cl饱和溶液中的NH4Cl结晶析出，在
较低
（填“较高”或“较低”）温度下进行比较合适．
（3）“侯氏制碱法”制NaHCO3的化学方程式是NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl，该反应能进行的原因是
有溶解度较小的NaHCO3产生．
．
（2012?扬中市模拟）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
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列问题：
（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
c
c
（填字母标号）．
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 饱和的碳酸氢钠溶液，作用是
吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体
吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体
；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是
吸收末反应的NH3
吸收末反应的NH3
；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是
过滤
过滤
（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
a
a
管通入
氨气
氨气
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
增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率
增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率
；
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：
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；往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等．其他合理方法均可）
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；往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等．其他合理方法均可）
．
（4）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量．
【实验设计】
甲方案
Ⅰ．设计思路：根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量，求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
Ⅱ．操作步骤：称取13.25g纯碱样品，加入过量的氯化钙溶液，充分搅拌．过滤、洗涤、干燥，得到的白色沉淀10.00g．
Ⅲ．数据处理：请根据上述实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量分数．
计算过程：
解：设纯碱样品中含Na2CO3的质量为x
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
106
100
=
x
10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为
10.6g
13.25g
×100%=80%
解：设纯碱样品中含Na2CO3的质量为x
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
106
100
=
x
10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为
10.6g
13.25g
×100%=80%


乙方案
I．设计思路：根据样品（质量为a g）与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量（质量为b g），求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
II．实验结论：
（1）当a、b的质量关系满足
a
b
=
53
22
（或22a=53b；或a=
53
22
b等）
a
b
=
53
22
（或22a=53b；或a=
53
22
b等）
（填写含a、b字母的表达式，下同）时，纯碱样品中只含有碳酸钠，样品中碳酸钠的质量分数是100%．
（2）当a、b的质量关系满足
a
b
＞
53
22
a
b
＞
53
22
时，纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物，样品中碳酸钠的质量分数是
53b
22a
×100%
53b
22a
×100%
．
【实验评价】
误差分析：
（一）甲方案中，白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗，造成计算结果与实际值相比偏小．如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液，则可以使误差减小，理由是
BaCl2比CaCl2的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小
BaCl2比CaCl2的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小
．
（二）乙方案中，有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比
偏小
偏小
（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．
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；
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列问题：
（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______（填字母标号）．
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 饱和的碳酸氢钠溶液，作用是______；
（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；
（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：______．
（4）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量．
【实验设计】
甲方案
Ⅰ．设计思路：根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量，求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
Ⅱ．操作步骤：称取13.25g纯碱样品，加入过量的氯化钙溶液，充分搅拌．过滤、洗涤、干燥，得到的白色沉淀10.00g．
Ⅲ．数据处理：请根据上述实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量分数．
计算过程：
______

乙方案
I．设计思路：根据样品（质量为a g）与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量（质量为b g），求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
II．实验结论：
（1）当a、b的质量关系满足______（填写含a、b字母的表达式，下同）时，纯碱样品中只含有碳酸钠，样品中碳酸钠的质量分数是100%．
（2）当a、b的质量关系满足______时，纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物，样品中碳酸钠的质量分数是______．
【实验评价】
误差分析：
（一）甲方案中，白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗，造成计算结果与实际值相比偏小．如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液，则可以使误差减小，理由是______．
（二）乙方案中，有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比______（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．

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