高中化学选修四氯碱工业Word格式.docx
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由于2H++2e-=H2↑,H+不断被消耗,促进H2O
H++OH-向右移动,破坏了水的电离平衡,c(OH-)相对的增大了,因此,在阴极附近形成了氢氧化钠溶液。
总反应离子方程式:
2Cl-+2H2O=2OH-+H2↑+Cl2↑
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
上述装置的缺点:
1.H2和Cl2混合不安全
2.Cl2会和NaOH反应,会使得到的NaOH不纯
二、离子交换膜法制烧碱
1,生产设备名称:
离子交换膜电解槽
阳极:
金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极:
碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜:
只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室。
2.离子交换膜的作用:
(1)将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。
(2)防止氯气和氢气混合而引起爆炸。
(3)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。
3.生产流程
氯碱工业的原料是饱和食盐水,由于粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-杂质,会在碱性溶液中形成沉淀,损坏离子交换膜,所以必须要对粗盐水进行净化。
如何净化盐水
1.用什么方法除去泥沙
2.用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-
3.所用试剂只有过量才能除净这些杂质,你能设计一个合理的顺序逐一除杂
4.精制食盐水
步骤及原理如下:
(所加试剂必须过量,过量试剂必须除去,步骤必须最简单)
①过滤以除去泥沙
②加入稍过量的BaCl2溶液以除去SO42-:
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
③加入稍过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+和Ba2+:
CO32-+Ca2+=CaCO3↓;
CO32-+Ba2+=BaCO3↓
④加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
⑤过滤以除去上述产生的沉淀。
⑥这样处理后的盐水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金属离子,必须用离子交换树脂除去。
氯碱工业
一.选择题(共18小题)
1.下列有关工业生产的叙述正确的是( )
A.合成氨生产中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高N2、H2的转化率
B.联合制碱法是将二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中,制得碳酸氢钠,再在高温下灼烧,转化为碳酸钠
C.硫酸工业中,在接触室安装热交换器是利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
D.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜,可防止阳极室产生的H2进入阴极室
2.饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打,滤出小苏打后,向母液中通入氨,再冷却、加食盐,过滤,得到氯化铵固体.下列分析错误的是( )
A.该制备小苏打的方程式为:
NaCl+NH4HCO3→NaHCO3↓+NH4Cl
B.母液中通入的氨气与HCO3﹣反应:
NH3+HCO3﹣→CO32﹣+NH4+
C.加食盐是为增大溶液中Cl﹣的浓度
D.由题可知温度较低时,氯化铵的溶解度比氯化钠的大
3.NaCI是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法正确的是( )
A.常温干燥的Cl2能用钢瓶储存,所以Cl2不与铁反应
B.工业上利用澄清石灰水与Cl2反应来制漂白粉
C.往NaCl溶液中先通足量氨气后,再通入足量CO2才可能析出NaHCO3
D.电解含酚酞的NaCl溶液,由于OH﹣往阳极移动,故阳极先变红
4.下列关于工业生产的说法正确的是( )
A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳,后通氨气
B.在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中,皆采用循环操作提高原料利用率
C.在氯碱工业,电解槽一般用铁网作电极
D.合成氨工业用天然气造气的方法中,与水蒸汽高温反应优于热分解法
5.下列化学工业中,未涉及原料循环使用的是( )
A.侯德榜制碱法B.索尔维制碱法
C.工业电解饱和食盐水D.工业炼铁
6.化学与人们的生产、生活息息相关.下列有关说法正确的是( )
A.氯碱工业是利用电解原理来生产氯气和纯碱
B.农业生产中可将氮肥硫酸铵与钾肥碳酸钾混合使用
C.区分食盐是否加碘的方法是观察食盐是否略显紫色
D.可用点燃的方法鉴别衣物是否为丝织品、毛织品
7.下列关于化工生产原理的叙述中,符合目前工业生产实际的是( )
A.氯碱工业中,离子交换膜的作用是防止离子运动
B.硫酸、硝酸、合成氨均使用了催化剂
C.石油裂化的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃
D.氯气和氢气混合在光照条件下生成氯化氢,用水吸收得到盐酸
8.下列有关说法中正确的是( )
A.自来水厂可用明矾对水进行消毒杀菌
B.氯碱工业中,NaOH是在阴极室中产生的
C.电解法精炼铜时,粗铜接电源的负极
D.实验室盛放Na2CO3、Na2SiO3等溶液的试剂瓶应用玻璃塞
9.下列化学工业原理对应不正确的是( )
化工氯碱工业高炉炼铁铜的精炼生产漂白粉
原理2H2O+2NaCl
H2↑+Cl2↑+2NaOH3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2阴极:
Cu﹣2e﹣═Cu2+2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
ABCD
A.AB.BC.CD.D
10.下列说法不正确的是( )
A.使用分光光度计,可以换算得到某溶液的浓度
B.氯碱工业:
用离子交换膜电解槽电解时,往阳极室注入经过精制的NaCl溶液,往阴极室注入稀氢氧化钠溶液(或去离子水)
C.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰,水的能量高
D.1fs(飞秒)=10﹣12s(秒)
11.下列关于烧碱的制备、性质及其应用的表述错误的是( )
A.电解饱和食盐水制烧碱的离子方程式为:
2Cl﹣+2H2O
2OH﹣+H2↑+Cl2↑
B.1807年英国科学家戴维通过电解熔融烧碱在阴极获得金属钠
C.向石灰乳中加入纯碱是工业上制备烧碱的方法之一
D.不慎将酸沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上烧碱溶液
12.下列工业生产的说法错误的是( )
A.氯碱工业中隔离两电极的材料是阳离子交换膜,因此该生产方法又称“阳离子交换膜法”
B.生产普通玻璃的主要原料及设备:
石灰石、石英、纯碱及玻璃熔炉
C.由于常压下SO2转化为SO3的转化率很高,所以SO2接触氧化时不采用高压的反应条件
D.合成氨的反应是放热反应,因此工业合成常采用低温条件
13.氯化钠是一种重要的生活、生产必需品.下列表述中正确的是( )
A.NaCl的电子式为
B.NaCl的水溶液是强电解质更多资料:
4008782223
C.23Na37Cl中质子数和中子数之比是8:
7
D.电解熔融氯化钠可得到氯气和金属钠
14.下面物质中,不是氯碱工业的直接产品的是( )
A.碳酸钠B.氢氧化钠C.氢气D.氯气
15.下列有关工业生产的叙述正确的是( )
A.氯碱工业中,阳极发生的反应是:
4OH﹣﹣4e﹣→2H2O+O2↑
B.硫酸工业中,在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2S04时放出的热量
C.合成氨生产过程中将NH3液化分离,提高N2、H2的转化率
D.高炉中的主要反应是高温下焦炭和铁的氧化物直接作用炼出生铁
16.下列关于工业生产说法正确的是( )
A.氯碱工业中的阳离子交换膜阻止阳离子通过
B.在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中,均必须对尾气进行吸收处理
C.工业上均用电解熔融氧化物的方法制金属镁和铝
D.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通氨气,后通二氧化碳
17.下列关于化工生产原理的叙述中,均符合目前工业生产实际的是( )
A.氯碱工业中,氢氧化钠在电解槽的阴极区产生
B.氯气和氢气混合在光照条件下生成氯化氢,用水吸收得到盐酸
C.合成氨工业中,利用氨易液化,分离出N2、H2循环使用,总体上提高了氨的产率
D.二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫,三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸
18.属于联合制碱法优点的是( )
A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B.母液可回收氯化铵
C.氯化钠的利用率达96%以上
D.以上全是
二.填空题(共5小题)
19.氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如图1所示:
(1)该流程中可以循环的物质是 .
电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果 .
(3)图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成).则B处产生的气体是 ,E电极的名称是 .电解总反应的离子方程式为 .
(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的化学方程式为 .
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8小时,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45×
104A,该电解槽的电解效率为更多资料:
4008782223 .
20.纯碱是重要的化工厂产品,可用来制玻璃,制皂,造纸,纺织,印染等.其合成及其他综合利用过程如下图所示:
(1)图中制取的原料气体是 .原料气中的一种气体源于碳氢化合物和水.请写出甲烷和水在催化剂和高温条件下反应的方程式:
.
工业生产中,设备A中发生的化学反应方程式是 ,母液中可提取的副产品是化学方程式是 .
(3)尿素[CO(NH2)2]适用于各种土壤,在土壤中尿素发生水解,生成两种气体,其水解的化学方程式是 .
(4)纯碱的水溶液可用来洗涤油污,理由是 (结合相关离子方程式解释).
(5)上述流程中,可循环使用的物质是 .
(6)图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质,用下述方法可以测定样品NaCl的质量分数.样品W克
溶液
沉淀
固体m