1、简答题  索尔维制碱法距今已有140多年的历史，为当时世界各国所采用，后被中国的侯氏制碱法取代．索尔维法的生产流程如下所示：

索尔维法能实现连续生产，但食盐的利用率只有70%，且副产品CaCl2没有合适的用途，会污染环境．
1940年我国化学家侯德榜先生经过多次试验，弥补了索尔维法的技术缺陷，加以改进，食盐利用率高达96%，得到了纯碱和氯化铵两种产品，被称为“侯氏制碱法”．此方法的基本原理如下：
①向30～50℃的饱和食盐水中，先通入氨气至饱和，再通入CO2，从而得到碳酸氢钠沉淀．
②过滤，将滤渣加热而得产品．
③向滤液中加入细食盐末，调节温度为10～15℃，使NH4Cl沉淀，过滤，滤渣为NH4Cl产品，滤液为饱和食盐水．
请回答下列问题：
（1）写出向含氨气的饱和NaCl溶液中通入CO2 时发生反应的两个化学方程式：______．
（2）不能向饱和NaCl溶液中通入CO2 制NaHCO3的原因是______；也不能采用先向饱和NaCl溶液中通入CO2，再通入NH3的方法制NaHC03 的原因是______．
（3）写出在索尔维法生产过程中，生成CaCl2 的化学反应方程式为______．
（4）在侯氏制碱法中，______（填物质名称）可以循环利用．
（5）侯氏制碱法与索尔维法相比，其优点是______（任写一条即可）．

参考答案：（1）在饱和NaCl溶液中通入足量氨气以后再通入CO2时，则发生以下反应：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，其中NaHCO3溶解度最小，故有NaHCO3的晶体析出，
故答案为：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；
（2）H2CO3酸性比盐酸弱，CO2与NaCl不反应，则不能向饱和NaCl溶液中通入CO2 制NaHCO3；
另CO2在NaCl溶液中溶解度较小，生成NaHCO3太少不会结晶析出，所以也不能采用先向饱和NaCl溶液中通入CO2，再通入NH3的方法制NaHC03 ，
故答案为：H2CO3酸性比盐酸弱，CO2与NaCl不反应；CO2在NaCl溶液中溶解度较小，生成NaHCO3太少不会结晶析出；
（3）在索尔维法生产过程中，氢氧化钙和铵盐反应生成氨气，同时生成氯化钙，反应的方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2=CaCl2+2NH3↑+2H2O，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2=CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（4）将滤渣加热可生成二氧化碳，过滤后得到滤液为饱和食盐水，都可循环利用，
故答案为：二氧化碳和饱和食盐水；
（5）索尔维法缺点：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，约有30%的NaCl留在母液中．
侯氏制碱法的优点：把合成氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本．保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，减少无用的氯化钙生成，
故答案为：使NH4Cl析出，可做氮肥；减少无用的CaCl2生成，原料NaCl充分利用．

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题  实验室制备纯碱的主要步骤是：①将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温
度在30--35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HC03固体，②加料完毕后，继续保温30分钟，③静置、过滤得NaHC03晶体．④用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧，制得Na2C03固体．
四种盐在不回温度下的溶解度（g/l00g水）表

0℃

10℃

20℃

30℃

40℃

50℃

60℃

100℃ NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 -① NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3

参考答案：（1）碳酸氢铵10～20℃时，不易分解，30℃时开始大量分解．若温度过低，则反应速率较慢．故反应温度控制在30-35℃之间为宜．水浴加热是把要加热的物质放在水中，通过给水加热达到给物质加热的效果．一般都是把要反应的物质放在试管中，再把试管放在装有水的烧杯中，再在烧杯中插一根温度计，可以控制反应温度．水浴加热的优点是避免了直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，可以平稳地加热，许多反应需要严格的温度控制，就需要水浴加热．水浴加热的缺点是加热温度最高只能达到100度．
故答案为：NH4HCO3分解；反应速率降低；水浴加热；
（2）加料完毕后，继续保温30分钟，可以使反应充分进行，使反应完全．碳酸氢铵0℃时溶解度为11.3%；20℃时为21%；40℃时为35%．碳酸氢钠0℃溶解度为6.9 g，5℃为7.45 g，
10℃为8.15 g，15℃为8.85?g，20℃为9.6 g，25℃为10.35 g，30℃为11.1g，35℃为11.9 g，40℃为12.7 g，45℃为13.55 g，50℃为14.45 g，55℃为15.4g，60℃为16.4g．30℃时碳酸氢钠的溶解度更小，故碳酸氢钠先析出．故答案为：使反应充分进行；NaHCO3的溶解度最小；
（3）用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是为了除去杂质，此反应中杂质为 NaCl、NH4Cl、NH4HCO3；洗涤NaHC03晶体的操作是：把蒸馏水沿着玻璃棒注入到过滤器中至浸没沉淀，静置待蒸馏水滤出，重复操作2-3次；
故答案为：把蒸馏水沿着玻璃棒注入到过滤器中至浸没沉淀，静置待蒸馏水滤出，重复操作2-3次；
（4）过滤除去析出的碳酸氢钠，溶液中还有部分碳酸氢钠未析出，还有溶解在溶液中的NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，所得的母液主要成分为NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3；
故答案为：NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3；
（5）加酚酞指示剂，变色范围为8-10，用物质的量浓度为c（mol/L）的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色，指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点，所用HCl溶液体积为V1mL；再加甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，指示HCO3-+H+=CO2↑+H2O反应的终点，所用HCl溶液体积为V2?mL．上述的两个离子方程式为①CO32-+H+=HCO3-②HCO3-+H+=CO2+H2O，故样品中含有的碳酸氢钠反应消耗盐酸体积为（V2-V1 ）mL，消耗盐酸的物质的量为c（V2-V1 ）÷1000 mol，故碳酸氢钠的物质的量为c（V2-V1）÷1000 mol，碳酸氢钠的质量为c（V2-V1 ）M÷1000 g，碳酸氢钠的质量分数为c(v2-v1)M1000w×100%=c(v2-v1)1061000w×100%
故答案为：c(v2-v1)1061000w×100%

本题解析：

本题难度：一般

3、填空题  碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+ 、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺路线如下：

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：
（1）滤渣的主要成分为____。
（2）“趁热过滤”的原因是____。
（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是____（写出1种）。
（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是____。
（5）已知：
Na2CO3·l0H2O(s)=Na2CO3(s) +10H2O(g) △H1= +532. 36kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s) +9H2O(g) △H2= +473.63kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式__________________________________。

参考答案：（1）Fe(OH)3、CaCO3和Mg(OH)2
（2）防止温度下降时Na2CO3·H2O溶解，避免析出Na2CO3·10H2O，或Na2CO3·7H2O
（3）预热过滤装置
（4）产品纯度降低，因为循环使用时母液中Cl-与SO42-累积，导致产品含或Na2SO4杂质
（5）Na2CO3·H2O==Na2CO3+H2O △H=+58.73KJ/mol

本题解析：

本题难度：一般

4、选择题  我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl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NH3，B气体是CO2
B．把纯碱及第Ⅲ步得到的晶体与某些固体酸性物质（如酒石酸）混合可制得发酵粉
C．纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中
D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶

参考答案：D

本题解析：

本题难度：简单

5、简答题  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，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
2NaHCO3?

参考答案：（1）a．碳酸氢钠易溶于水，故A错误；
b．碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故B错误；
c．碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故C正确；
故选C；
（2）①（I）利用盐酸制取二氧化碳时，因盐酸易挥发，所以，二氧化碳中常会含有氯化氢气体，碳酸氢钠能与盐酸反应不与二氧化碳反应，所以通过碳酸氢钠的溶液是可以除掉二氧化碳气体中的氯化氢气体，故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；
（II）实验过程中氨气可能有剩余，而稀硫酸能与氨气反应，所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3，故答案为：吸收未反应的NH3；
（III）分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体，常采用的实验操作是过滤操作，故答案为：过滤；
②（I）制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，氨气极易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以应先通入氨气，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时，二氧化碳被充分反应；故答案为：a、NH3，b、CO2；
（II）装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大，提高了二氧化碳的吸收率，故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率；
（3）从题干信息NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl；可得制取碳酸氢钠的方法，同时也可采用烧碱溶液中通入过量CO2或往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等得到碳酸氢钠，
故答案为：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；或往饱和Na2CO3?溶液中通入过量CO2?等；

本题解析：

本题难度：一般