高三一轮复习纯碱制备专题---学生版-化学

1、 源于名校，成就所托 化学实验纯碱的制备知识精要化工生产主要解决六方面问题：2、 解决将原料转化为产品的生产原理；3、 除去所有杂质并分离提纯产品；4、 提高产量与产率；5、 减少污染，考虑 “绿色化学”生产；6、 原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；7、 生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。一、索尔维制碱法(氨碱法) 1. 反应原料: NaCl ,CaCO3,NH3 原理：往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳： NH3+CO2+H2ONH4HCO3 NH4HCO3+NaClNaHCO3+NaCl 碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠 二氧化碳制备： 氨气的循环利用： 2. 索尔维制碱法（氨碱法

2、）的工业生产流程： 3.索尔维制碱法的优缺点优点： 1、原料（食盐和石灰石）普遍易得、便宜； 2、产品纯碱的纯度很高； 3、副产品氨气和二氧化碳可回收循环使用； 4、投资少，制造步骤简单，适合大规模生产。缺点： 1、生成大量无用的氯化钙；（两种原料的成分里都只利用了一半食盐里的钠离子和石灰石成分离的碳酸根离子结合成了碳酸钠，可是氯离子和钙离子都结合成了没有多大用途的氯化钙； 2、原料食盐的利用率只有70%左右,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是很大的损失。2、 侯氏制碱法(联合制碱法) 1. 反应原料: 氨气、二氧化碳、氯化钠 原理：2. 侯氏制碱法的工业流程 2.侯氏制碱法的优

3、缺点优点：1.联合合成氨厂，变废（CO2）为宝；（体现了大规模联合生产的优越性，利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。）2.母液循环使用，大大提高了食盐的利用率（98%）；3.操作简单、工厂设备简单、成本低。（由于把制碱和制氨的生产联系起来，省去了制二氧化碳时石灰窑及蒸氨的设备，除去了处理氯化钙的麻烦，而且使食盐成分里的氯离子也得到了充分的利用，生成了两种可贵的物质，节约了成本）。精解名题例题1. 以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：203040506070802030405060708090100氯化铵溶解度/g硫酸钠温度/氯化钠硫酸铵混合溶解蒸发浓缩趁热过滤N

4、a2SO4滤液冷却结晶过滤滤液NH4Cl洗涤干燥NH4Cl产品氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：（1）欲制备10.7gNH4Cl，理论上需NaCl g。（2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。（3）“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为 。（4）不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是 。（5）若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是 。例2【2009年黄浦区一模考试25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

5、产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3CO2H2O NH4HCO3 ； NH4HCO3NaCl NaHCO3NH4Cl ；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O （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。 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，实验装置如右图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。试回答下列有关问题：（）乙装置中的试剂是 （）丁装置中稀硫酸的作用

6、是 （）实验结束后，分离出NaHCO3 晶体的操作是 （填分离操作的名称）。（IV）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： 。CO2Na2CO3X食盐水，NH3母液煅烧炉煅烧沉淀池CaOY排出液W循环II循环I氨碱法生产流程示意图石灰石例3.【2009年徐汇区一模考试27题】联碱法（候氏制碱法）和氨碱法的生产流程简要表示如下图：w.w.w.k.s.5.u.c.o.mCO2Na2CO3X食盐水循环II循环I母液NH4Cl煅烧炉合成氨厂沉淀池NH3NH3食盐细粉Z冷却至10以下，过滤联碱法（候氏制碱法）生产流程示意图（1）沉淀池中发生反应的化学方程式为_；（2）X是_，Y是_（填化学式）；（

7、3）Z中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有_；排出液中的溶质除了氢氧化钙外，还有_；（4）从理论上分析，在氨碱法生产过程中_（填“需要”、“不需要”）补充氨气，从原料到产品，氨碱法总反应过程用化学方程式表示，可写为_；（5）根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是_；a常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小b通入氨气目的是使氯化铵更多析出c加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度， 促进碳酸氢钠结晶析出（6）联碱法中，每当通入NH3 44.8L（已折合成标准状况下）时可以得到纯碱100.0g，则NH3的利用率为_。相比于氨碱法，指出联碱法的一项优点_。强化训练1、【2012年黄浦区二模

8、】KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤：39反应I中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1:2，该反应的化学方程式为 _。40反应II需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是_；从反应IV所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是_。41检验反应II所得K2 SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2 SO4样品溶解于水，_ _。42整个流程中，可循环利用的物质有_（填化学式）。43将硝酸与浓KC1溶液混合，也可得到KNO3，同时生成等体积的气体A和气体B。B是三原子分子，B与O2反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体C。B的分

9、子式为_。 2、【2010上海高考试题27题】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程式为： 滤液D加石灰水前先要加热，原因是 。6）产品纯碱中

10、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： （注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 3、【虹口10二模10题 】 化学工业在经济发展中的作用举足轻重，下列有关工业生产的叙述，错误的是（ ）A. 炼铁是铁矿石在高温下被还原为铁的过程 BB. 工业生产中，及时分离出产品，能加快反应的进程C. 与氨碱法相比，联合制碱法提高了原料食盐中钠、氯原子的利用率D. 硫酸工业中，采用通入过量空气等措施，提高二氧化硫的转化率4、在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是 DA 使用吸收塔设备 B 使用尾气吸收装置C 使用H2作原料 D 使

11、用催化剂5、【2005上海高考第26题】我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：CO2Na2CO3X食盐水循环II循环I母液(提取副产品)煅烧炉合成氨厂沉淀池NH3NH3(1) 上述生产纯碱的方法称_，副产品的一种用途为_。(2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是：_(3) 写出上述流程中X物质的分子式 。 (4) 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。(5)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。(6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气

12、的作用有 。(a) 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度6、【11年静安、青浦、杨浦、宝山四区联考二模第27题】某化工厂联合生产纯碱、镁、阻燃剂。以白云石（CaCO3MgCO3）为原料冶炼镁：经高温煅烧生成的氧化物在还原炉中经1200用硅铁还原生成镁蒸汽（铁化合价不变），镁蒸汽经冷凝为粗镁；同时以海水为原料制碱和制阻燃剂。具体流程如下：合成氨厂氨气沉淀池纯碱产品相关操作主要物质A 海水粗镁精炼得产品B白云石高温煅烧还原剂 C相关操作阻燃剂D精制卤水（1）分别写出A、B、C的化学式 、 、 ；

13、沉淀池中反应的化学方程式是 。（2）硅铁还原生成镁蒸汽时选择低压和1200，试分析选择这种反应条件的原因 。（3）精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应生成碱式氯化镁Mg(OH)Cl沉淀，此时溶液中主要溶质是（写化学式） 。（4）描述流程中相关操作包括过滤、 、 。（5）已知：Mg(OH)2(s)MgO(s)+H2O(g)81.5kJ；Al(OH)3(s)0.5Al2O3(s)+1.5 H2O(g)87.7kJ Mg(OH)2能起阻燃作用，其原因是 。等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是 。（6）某化工厂利用上图所示流程联合生产纯碱、镁、阻燃剂，试分析该生产的优点 。 7

14、、【徐汇区2010一模第5题】节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，下列措施不符合节能减排的是A工业制硫酸时，设置“废热”锅炉产生蒸气，用于发电B开采更多的能源，提高能源开采量C燃烧煤的锅炉采用类似沸腾炉的锅炉D推广使用乙醇汽油从而减轻大气污染，改善大气环境 8、【崇明2010一模第5题】今年11月，中国向世界作出碳减排承诺，2020年比2005年降4045%，下列做法有利于碳减排的是（ ）A、大量使用家用汽车代替公交车B、能源结构以煤炭为主C、纯碱工业中二氧化碳循环使用D、广泛使用酒精和沼气 9、在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是：（ ）A.使用吸收塔设备 B.使

15、用尾气吸收装置 C.使用H2作原料 D.使用催化剂 10、【2011杨浦区一模第8题】下列判断错误的是A.非金属氧化物不一定是酸性氧化物，但大多数金属氧化物为碱性氧化物B联合制碱法在滤出NaHCO3后，为使滤液中NH4C1析出更多更纯，通氨气加食盐冷却C发生化学反应时失去电子数越多的金属原子，还原能力不一定越强D.氯水、Na2O2、活性炭都能使品红溶液褪色，但原理彼此都不相同 11、【2011宝山区一模第5题】下列说法正确的是 A硫酸工业制法中用水来吸收SO2 B石油分馏后得到的是各种纯净的烃C工业上利用氯气和澄清石灰水反应来制取漂白粉D氯碱工业中阳离子交换膜能阻止气体和阴离子通过 12、【2

16、011长宁区一模第17题】下述实验设计能够达到目的的是ASO2中混有少量SO3，通过足量浓硫酸，收集气体BHNO3溶液中混有少量H2SO4，加入适量BaCl2溶液，再过滤C提取溴水中的溴，可用加入乙醇萃取的方法D检验溶液中是否含有Fe2+，向溶液中滴入氯水后，再滴加KSCN溶液 13、【2011崇明县一模第7题】下列物质的制备，符合工业生产实际的是（ ）A、将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉B、纯碱工业中将氨气与二氧化碳先后通入饱和食盐水中，生成碳酸氢钠沉淀C、将氢气和氯气混合后点燃，产物用水吸收制备盐酸D、将SO2和O2 的混合气加压后，通过接触室制备SO3 14、【2011虹口区一模第8题】下

17、列符合实际并用于工业生产的是A工业炼铝：电解熔融的氯化铝B制取漂粉精：将氯气通入澄清石灰水C工业制纯碱：在饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体，煅烧反应所得沉淀D工业制硫酸：用硫磺为原料，经燃烧、催化氧化、最后用983%浓硫酸吸收 15、【2011长宁区一模第26题】某课外化学兴趣小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。（1）该小组同学加热生石灰与氯化铵的混合物制取干燥的氨气。应该选用的仪器及装置有（填字母） 。生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为 。（2）该小组同学设计如右下图2所示装置探究氨气的还原性。氨催化氧化的化学方程式为 。该反应所用的催化剂一般选用 （填写化合物名称） 。若

18、实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式可能为 。（3）该小组同学以氨气和二氧化碳为原料拟制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。选择合适的方案并说明原因。 同学方案比较合理，因为 。检验产物中有NH4+的方法为 。16、【2011浦东新区一模第26题】（1）Solvay制碱（氨碱）法和侯德榜（联合）制碱法的基本原理均可用反应方程式表示为：NaCl+_NaHCO3+_将NaHCO3沉淀滤出后，母液中残留的离子主要有Cl-、NH4+和_、_。该母液的酸碱性为_（选择填充）。a.强酸性 b.强碱性 c.接近中性Solvay对母液的基本处理是：加入_。Solvay法中_是循环使用的。侯德榜对母液的基本处理是：加入_和_，得到重要的副产品_。侯德榜法中_是部分循环使用的。如果从海水中提取的食盐未经精制（提纯），所得纯碱中含有的难溶性杂质将主要是_和_（用化学式表示）。（2）工业上需要对溶液进行碱化时，常用氨水替代NaOH。好处何在，请说出你对此的看法。a._b._17、实验室拟用食盐和碳酸氢铵制备NaH