题目内容

1．氨碱法和侯氏制碱法的生产流程图可用如图表示，试回答下列问题．

（1）请把图中的数字用具体的化学式表示：①CO2、②CO2、③NH3、④NH4Cl．
（2）“氨碱法”产生大量的CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O；“侯氏制碱法”中，在母液中通入③的目的是增大NH4+的浓度，有利于NH4Cl晶体析出．
（3）CO2是制碱工业的重要原料，“侯氏制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同：“氨碱法”CO2来源于石灰石煅烧，“侯氏制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气．
（4）取“侯氏制碱法”生产的纯碱样品（设其中的杂质不与盐酸反应）11.0g配成250.00mL溶液，取25.00mL溶液用1.00mol．L-1的标准盐酸滴定，用酚酞作指示剂，三次滴定消耗盐酸的平均量为10.00mL．请计算纯碱样品的纯度96.4%．

分析 （1）氨碱法中煅烧碳酸钙生成二氧化碳；侯氏制碱法中，向饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，反应生成碳酸氢钠和氯化铵，过滤碳酸氢钠晶体后，母液中含有氯化铵，在母液中加入氯化钠冷却得到氯化铵晶体；
（2）氨碱法：以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱，工艺中产生大量CaCl2的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O；“侯氏制碱法”中，在母液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度；
（3）联合制碱法中CO2来源于石灰石煅烧，氨碱法中CO2的来源于合成氨工业的废气；
（4）用酚酞作指示剂滴定时，发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，根据消耗的盐酸求出反应的碳酸钠的物质的量和质量，再求出纯碱的质量分数．

解答 解：（1）氨碱法中煅烧碳酸钙生成二氧化碳，所以①为CO2；侯氏制碱法中，向饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，反应生成碳酸氢钠和氯化铵，过滤碳酸氢钠晶体后，母液中含有氯化铵，在母液中加入氯化钠冷却得到氯化铵晶体，所以侯氏制碱法流程图中：①CO2、②CO2、③NH3、④NH4Cl；
故答案为：CO2；CO2；NH3；NH4Cl；
（2）氨碱法工艺中产生大量CaCl2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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O；“侯氏制碱法”中，在母液中含有氯化铵，在母液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度，使NH4Cl以晶体的形式析出；
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O；增大NH4+的浓度，有利于NH4Cl晶体析出；
（3）CO2是制碱工业的重要原料，联合制碱法中CO2来源于合成氨工业的废气，氨碱法中CO2的来源于石灰石煅烧，石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙在高温下分解生成二氧化碳和氧化钙；
故答案为：“氨碱法”CO2来源于石灰石煅烧，“侯氏制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气；
（4）用酚酞作指示剂滴定时，发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，
则n（Na2CO3）=0.1000mol/L×0.025L×$\frac{250mL}{25mL}$=0.1mol，
m（Na2CO3）=nM=0.1mol×106g/mol=10.6g，
样品中纯碱的质量分数：$\frac{10.6g}{11g}$×100%=96.4%；
故答案为：96.4%．

点评 本题考查了联碱法和氨碱法生产流程的原理比较和物质分析判断，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，注意掌握氨碱法和侯氏制碱法的原理、设备等知识，试题培养了学生的灵活应用能力．

练习册系列答案
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14．可逆反应A（g）+3B（g）?2C（g）+2D（g），在四种不同情况下的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是（　　）
A．VA=0.15 mol•L-1•min-1B．VC=0.6 mol•L-1•min-1
C．VB=0.6 mol•L-1•min-1D．VD=0.1 mol•L-1•min-1
12．表是0.1mol/L的部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH：
阳离子Fe3+Fe2+Cu2+
开始沉淀时的pH1.97.04.7
沉淀完全时的pH3.29.06.7
判断下列说法中正确的是（　　）
A．在含有Fe2+、Fe3+、Cu2+的混合溶液中，滴加氢氧化钠溶液时Fe2+先产生沉淀
B．在含有Fe2+、Fe3+、Cu2+的混合溶液中，若除去混合溶液中的Fe2+、Fe3+，可先加入稀硝酸，再加入氧化铜调节溶液的pH的范围为3.2-4.7
C．相同温度下，Ksp[（Cu（OH）2）＞Ksp[（Fe（OH）2）
D．在含有Fe2+、Fe3+、Cu2+的混合溶液中，除去混合溶液中的Fe2+、Fe3+，可加入足量的铁粉
9．对于已达到平衡的可逆反应：A（g）?2B（？）+C（g）△H＞0，假设A、C状态保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．当混合气体的质量不变，说明反应已达平衡状态
B．缩小容器体积，重新达到平衡时，气体混合物中C%可能增大
C．在恒压容器中升高温度，气体混合物中C%可能先增大后减小
D．在恒容容器中升高温度，达到新平衡时，气体的密度增大
16．在溶液中有浓度均为0.01mol•L-1的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子，已知：25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38；Ksp[Cr（OH）3]=7.0×10-31，Ksp[Zn（OH）2]=1.0×10-17；Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11．当其氢氧化物刚开始沉淀时，下列哪一种离子所需的pH最小（　　）
A．Fe3+B．Cr3+C．Zn2+D．Mg2+
6．一定条件体积为10L的固定容器中发生：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）+Q  （Q＞0）
（1）写出该反应的平衡常数表达式 K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$；K和反应物的平衡转化率都能表示可逆反应的进行程度．保持温度不变，增大H2的平衡转化率，则K值c（填编号）：
a..增大       b．减小       c．不变     d．无法确定
（2）如图，反应0～2min的v（N2）=0.005mol/（L•min）．
（3）据图判断5min时，V正大于V逆（填大于、小于、或等于）；10～12min间，V正＞V逆（填大于、小于、或等于），可能的原因c（填编号）
a．升高温度        b．增加H2        c．加入N2         d．移去NH3
（4）若在第10min时压缩容器体积，则平衡将向右移动（填向左、向右或不）；
达到平衡时c（H2）大于0.03mol/L（填大于、小于或等于）
13．已知NaHCO3低温时溶解度小，侯德榜制碱的方法是：向氨化的饱和食盐水中通入过量的二氧化碳，即有晶体析出，经过滤、洗涤、焙烧得纯碱．此过程可以表示为：
①NaCl （饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl（此反应是放热反应）
②2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O
现某化学小组根据上述原理在实验室中模拟制碱过程，图1C装置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均达到了饱和．

（1）制CO2时为了使反应随开随用，随关随停，上图A方框内应选用以下③装置（填序号）．简述该装置能随关随停的理由关闭弹簧夹后反应生成的气体使上部压强增大，到达一定程度后可把反应液压回漏斗，使固液分离从而停止反应．
（2）为使实验能够进行，在B方框内内应选用图2中的⑤装置（填写序号），该装置内应装入的试剂是饱和碳酸氢钠溶液．

（3）该小组同学按正确的方法连接装置，检验气密性合格后进行实验，发现析出的晶体非常少，在老师的指导下，他们对某个装置进行了改进，达到了实验目的．你认为他们的改进方法是将C装置浸泡在一个盛有冰水混合物的水槽里（或大烧杯中）．
（4）若所用饱和食盐水中含有NaCl的质量为5.85g，实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.46g，假设第二步分解时没有损失，则Na2CO3的产率为65%（产率为实际产量占理论产量的百分比）．
10．氨碱法（索氏）和联合制碱法（侯氏）是两大重要的工业制碱法，下列表达正确的是（　　）
 氨碱法联合制碱法
A．原料食盐、氨气、生石灰食盐、氨气、二氧化碳
B．副产物氯化钙氯化铵
C．循环物质氨气、二氧化碳氯化钠
D．评价原料易得；设备复杂；能耗高原料利用率高；废弃物少
A．AB．BC．CD．D
11．近年来，我国储氢碳管研究获得重大进展，电弧法合成碳纳米管，长伴有大量物质-碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4（稀）-3CO2↑+2K2SO4+2 Cr2（SO4）3+8H2O
（1）完成并配平上述反应的化学方程式
（2）此反应的氧化剂是K2Cr2O7，氧化产物是CO2．
（3）标出反应中电子转移的方向和数目：．
（4）上述反应若产生11g气体物质，则转移电子的数目为NA．

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