纯碱工业（侯氏制碱法）知识点题库

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废弃物，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”与“氨碱法”中CO₂的来源有何不同？
（4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应列出计原子利用率的表达式：原子利用率(%)？

工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱．请回答下列问题：

（1）路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱．

①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为；

②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为（已知产物之一为CaS）；

（2）氨碱法的工艺如图1所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱．

①图中的中间产物C是，D是（写化学式）；

②装置乙中发生反应的化学方程式为；

（3）联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是；

（4）有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾．请结合如图2的溶解度（S）随温度变化曲线，分析说明是否可行？．

工业以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 $\text{[math]}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

（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
d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（2）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验．
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，其作用是；
（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），该操作所需要的玻璃仪器有．
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管通入气体，说明原因．
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是．
（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为．
（4）请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：．

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 $\text{[math]}$ 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（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．

（Ⅰ）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：

①乙装置中的试剂是．②丁装置的作用是．

（Ⅱ）另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．

①实验时，须先从a管通入气体（填气体分子式），再从b管通入气体（填气体分子式）．

②有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是．

（3）“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：称取1.840g小苏打样品（含少量NaCl），配制成250mL溶液，取出25.00mL用0.1000mol•L^﹣¹盐酸滴定，消耗盐酸21.50mL．

①实验中所需要的定量仪器除滴定管外，还有．②样品中NaHCO₃质量分数为．

（4）将一定质量小苏打样品（只考虑含少量NaCl）溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，也可测定小苏打的含量．若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果．（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）

化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．

（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副产品，该工艺中生成CaCl₂的化学反应方程式为　　
②“联合制碱法”中相关的化学反应方程式为　
③C0₂是制碱工业的重要原料，请阐述“联合制碱法”与“氨碱法”中C0₂的来源有何不同　
（2）铀（U）是核反应最重要的燃料，在核反应中有重要的应用．目前已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U⁴⁺ ，而不吸附其他元素，其反应原理为　（用离子方程式表示，树脂用HR代替，下同），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生，并得到含铀的溶液，其反应原理为
（3）钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用．
①不锈钢中含有的铬元素是在炼钢过程的氧吹（填“前”或“后”）加入．
②炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是．
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

“索尔维制碱法”工艺流程如图所示，请回答下列问题：

（1）合成氨工业生产中所用的α﹣Fe催化剂的主要成分是FeO和Fe₂O₃ ，若某α﹣Fe催化剂中FeO和Fe₂O₃的物质的量相等，则其中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为；
（2）向饱和NaCl溶液中先通入气体，效果更好．反应制得NaHCO₃沉淀和NH₄Cl溶液的化学程式为
（3）索尔维制碱法除了得到纯碱外，还会产生一种废渣．侯氏制碱法在此工业上改进，不再使用CaCO₃制备CO₂ ，而是在制备NH₃的过程中制得CO₂ ，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了，此物质在农业上的用途是．

纯碱是重要的化工原料，在医药、冶金、化工、食品等领域被广泛使用．

（1）工业生产纯碱的第一步是除去饱和食盐水的中Mg²⁺、Ca²⁺离子，从成本角度考虑加入试剂的化学式为、．
某实验小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱，流程如图1：
已知：几种盐的溶解度
NaCl
NH₄HCO₃
NaHCO₃
NH₄Cl
溶解度（20℃，100gH₂O时）
36.0
21.7
9.6
37.2
（2） ①写出装置I中反应的化学方程式．
②从平衡移动角度解释该反应发生的原因．
③操作①的名称是．
（3）写出装置II中发生反应的化学方程式．
（4）请结合化学用语说明装置III中加入磨细的食盐粉及NH₃的作用．
（5）该流程中可循环利用的物质是
（6）制出的纯碱中含有杂质NaCl，为测定其纯度，下列方案中不可行的是．
a．向m克纯碱样品中加入足量CaCl₂溶液，测生成CaCO₃的质量
b．向m克纯碱样品中加入足量稀H₂SO₄ ，干燥后测生成气体的体积
c．向m克纯碱样品中加入足量AgNO₃溶液，测生成沉淀的质量．

根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO₃的实验，需经过制取NH₃、制取NaHCO₃、分离NaHCO₃、干燥NaHCO₃四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是（）

A .

B .

C .

D .

在科学史上每一次重大的发现都极大地推进了科学的发展。下列对化学史的描述正确的是（）

A . 侯德榜制的碱是NaOH B . 卢瑟福提出原子有核模型 C . 道尔顿发现电子 D . 凯库勒的贡献在于确定了苯的分子式

我国化学家侯德榜根据在相同的温度下NaHCO₃溶解度比NaCl、Na₂CO₃、NH₄HCO₃和NH₄Cl的溶解度都小的性质，运用CO₂+NH₃+H₂O+NaCl→NaHCO₃↓+NH₄Cl的反应原理制备纯碱．下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图：

则下列叙述错误的是（）

A . A气体是CO₂ ， B气体是NH₃ B . 第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分 C . 第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D . 第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶

下列说法不正确的是（）

A . 门捷列夫根据元素的性质随着相对原子质量递增呈现周期性变化规律，制出了第一张元素周期律 B . 侯氏制碱法的原理是将CO₂通入氨的NaCl饱和溶液中，使NaHCO₃析出，NaHCO₃受热分解生成Na₂CO₃ ， NaHCO₃和Na₂CO₃在食品工业上都有着广泛的应用 C . 石灰乳与海水混合，过滤得Mg(OH)₂ ，将其溶于盐酸，再蒸发结晶得到MgCl₂ ，电解熔融MgCl₂可得到金属镁 D . 工业炼铁、从海水中提取镁、制玻璃、水泥过程中都需要用到石灰石

下列关于饱和食盐水的用途或装置设计错误的是（）

A .

模拟工业制纯碱 B .

甲烷的取代反应 C .

实验室制乙炔 D .

除去氯气中的氯化氢

化学与生活密切相关，下列叙述中正确的是（）

A . 自来水厂常用明矾作消毒杀菌剂 B . 侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 C . 为测定“84消毒液”的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可 D . 生产口罩的无纺布材料是聚丙烯产品，属于天然高分子材料

回答下列问题：

（1）侯氏制碱法制得的“碱”的化学式：。
（2）写出碳酸氢钠在水中的电离方程式：。
（3）写出除去 $\text{[math]}$ 固体中混有的 $\text{[math]}$ 杂质的化学方程式：。
（4）请将方程式补充完整： $\text{[math]}$

我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，为世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如下图所示(部分物质已略去)。

（1） ①～③所涉及的操作方法中，包含过滤的是 (填序号)。
（2）根据上图，将化学方程式补充完整： NH₃ + CO₂ ++ = NaHCO₃↓+ NH₄Cl
（3）煅烧NaHCO₃固体的化学方程式是。
（4）下列说法中，正确的是_____ (填字母)。

A . CO₂可循环使用 B . NH₄Cl副产物可用作肥料 C . 溶液B中一定含有Na⁺、NH $\text{[math]}$ 、Cl^-

（5）同学们将Na₂CO₃和NaHCO₃固体分别配制成0.5 mol·L^-1的溶液，设计如下方案并对反应现象作出预测：

实验方案	预测现象	预测依据
操作1：向2 mLNa₂CO₃溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L^-1CaCl₂溶液	有白色沉淀	Na₂CO₃溶液中的CO $\text{[math]}$ 浓度较大，能与CaCl₂发生反应(写离子方程式)
操作2：向2 mLNaHCO₃溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L^-1CaCl₂溶液	无白色沉淀	NaHCO₃溶液中的CO $\text{[math]}$ 浓度很小，不能与CaCl₂反应

下列说法正确的是（）

A . 工业上通常以食盐为原料制备纯碱、烧碱和氯气等 B . 工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接得到高纯度的硅 C . 工业制硫酸时， $\text{[math]}$ 在接触室被氧化为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 则在吸收塔用水吸收得到浓硫酸 D . 工业上用焦炭直接还原氧化铁冶炼金属铁

下列说法正确的是（）

A . 已知 $\text{[math]}$ 与足量NaOH反应生成 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 为三元酸 B . 工业上利用反应 $\text{[math]}$ 检查氯气管道是否漏气，生成 $\text{[math]}$ 有6mol电子转移 C . 侯氏制碱法实现了对氨气的循环利用 D . 向 $\text{[math]}$ 溶液中通入少量 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$

下列叙述中，不符合化学事实的是（）

A . 1965年我国科学家首次成功合成了结晶牛胰岛素 B . 《梦溪笔谈》中记载“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，是发生了置换反应 C . 侯氏制碱法所制得“碱”的主要成分是氢氧化钠 D . 五彩缤纷的烟花利用了焰色试验的原理

以NaCl为原料，可制取Na、Na₂O₂、NaOH和Na₂CO₃等。Na₂CO₃ ，可用侯氏制碱法制取，主要涉及如下反应：

N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) ΔH=-92.4kJ·mol^-1

NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl

2NaHCO₃ $\text{[math]}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

下列有关模拟侯氏制碱法的实验原理和装置正确的是（）

A .

制取NH₃ B .

制取NaHCO₃ C .

分离NaHCO₃ D .

制取Na₂CO₃

利用碳捕捉技术进一步将二氧化碳转化成各种附加值的化工产品，是当下科学研究的热点之一、

（1）早期人们常用碱液来吸收二氧化碳，生产各类碳酸盐产品。我国科学家侯德榜先生首创的“向饱和NaCl溶液中先后通入过量的氨气和 $\text{[math]}$ 制得小苏打和氯化铵，再通过煅烧小。苏打生成纯碱”，称为“侯氏制碱法”。请写出生成小苏打的化学反应方程式。
（2） 2021年我国科学家在国际上首先实现了从二氧化碳到淀粉的全人工合成，其原理是利用新型电化学催化装置实现二氧化碳转化为醋酸(如图所示)，再经过生物发酵技术转化为淀粉。该装置中阴极的电极反应式为。
（3）我国科学家王亮在 $\text{[math]}$ 合成燃料 $\text{[math]}$ 的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， T℃时，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 充入体积为2L的恒容密闭容器中发生如上反应，10min后反应达到平衡，此时容器内的压强变为起始的 $\text{[math]}$ 。
①T℃时，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ ，0～10min内 $\text{[math]}$ 的平均反应速率 $\text{[math]}$ ；
②下列情形能表示该反应达到平衡状态的有(填正确答案标号)；
A．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变
B．容器内气体的密度不再改变
C． $\text{[math]}$ 的体积分数保持不变
D． $\text{[math]}$ 的值保持不变
E． $\text{[math]}$
③在T℃时，为了提高 $\text{[math]}$ 的转化率可以采取的措施有：等比例增加 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量或(任填一种)。

	NaCl	NH₄HCO₃	NaHCO₃	NH₄Cl
溶解度（20℃，100gH₂O时）	36.0	21.7	9.6	37.2

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