072氯碱工业.docx

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072氯碱工业

第二节氯碱工业

高考试题

1．（01上海）下列科学家中，为我国化学工业作出重大贡献的是

A．邓稼先B．李四光C．华罗庚D．侯德榜

提示：

此题考查了化学史的知识。

邓稼先是核物理学家，李四光是地质学家，华罗庚是数学家，只有侯德榜是化学家，是候氏制碱法的发明人。

2．（96上海）下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是

A．干冰灭火剂B．黄砂

C．干粉（含NaHCO3）灭火剂D．泡沫灭火剂

提示：

干冰为固体二氧化碳，干粉灭火剂主要成分为碳酸氢钠，在钠燃烧时先分解生成二氧化碳、水；泡沫灭火剂主要成分为碳酸氢钠、硫酸铝，使用时先混合反应，生成二氧化碳、氢氧化铝胶状沉淀泡沫。

燃烧的钠可以在二氧化碳以及水中继续燃烧；故只能选择B。

3．（02上海）学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是

A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl

B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl

D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

提示：

阴极（与电源负极相连）产生NaOH，阳极（与电源正极相连）产生Cl2，使Cl2从NaOH溶液中穿过充分吸收，即下端生成Cl2。

4．（04上海）图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是

A．B．C．D．

提示：

电子运动方向和电流相反电解氯化钠溶液时，阳极得到Cl2，可以用KI－淀粉溶液来检验产生的Cl2，可以使碘化钾淀粉溶液变蓝。

阴极得到H2，同时由于该极H＋放电，而使溶液中c（OH－）增大，酚酞试液变红。

5．（05全国）电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是

A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色

C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

提示：

电解NaCl水溶液时，2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，在溶液中有Na+、H+、Cl－、OH－，其中H+、OH－来自水的电离，电解时H+在阴极放电：

2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，所以阴极周围附近有大量的OH－，而使酚酞变红。

在阳极氯离子放电，在阳极附近的溶液中滴入KI试液，氧化生成碘溶液呈棕色。

6．（00年全国）碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依照图示，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为___________，与电源负极相连的电极附近溶液PH值__________（选填：

不变，升高或下降）。

（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为___________。

（3）如果粗盐中SO42—含量较高，必须添加钡试剂除去SO42－，该钡试剂可以是__________。

A．Ba（OH）2B．Ba（NO3）2C．BaCl2

（4）为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入试剂的合理顺序为_______（选填A、B、C，多填扣分）。

A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂。

B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3。

C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3。

（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过______冷却、_______（填写操作名称）除去NaCl。

（6）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为____________________________。

【答案】

（1）2Clˉ－2e=Cl2↑；升高；

（2）Ca2+＋CO32—=CaCO3↓；Mg2+＋2OH－=Mg（OH）2↓；

（3）A、C；（4）B、C（5）蒸发；过滤

（6）NaCl＋H2O

NaClO＋H2↑或2NaCl＋2H2O

H2↑＋Cl2↑＋2NaOH

Cl2＋2NaOH====NaCl＋NaClO＋H2O

7．（03广东）根据下列反应框图填空，已知反应①是工业上生产化合物D的反应，反应⑤是实验室鉴定化合物E的反应。

（1）单质L是______________。

（2）化合物B是______________。

（3）图中除反应①以外，还有两个用于工业生产的反应，是______________和______________（填代号）。

它们的化学反应方程式分别是______________和______________。

【答案】

（1）H2；

（2）H2O；（3）②，④

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

2Ca（OH）2＋2Cl2===Ca（OCl）2＋CaCl2＋2H2O

8．（05北京）X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。

已知：

①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、．XW等共价化合物；

②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2．、ZW等离子化合物。

请回答：

（1）Z2Y的化学式是____________________________。

（2）Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是____________________________。

（3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。

接通S1后，C（Ⅰ）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。

一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。

此时：

C（Ⅰ）的电极名称是______________（填写正极或负极）；

C（Ⅱ）的电极反应式是____________________________。

（4）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是：

____________________________。

【答案】

（1）Na2O；

（2）2Na2O2＋2H2O==4NaOH＋O2↑

（3）负极；Cl2＋2e—==2Cl—

（4）Cu＋H2O2＋2H+==Cu2+＋2H2O

提示：

根据题中信息，X2Y、X2Y2型的共价化合物只可能是H2O、H2O2，则XW为HCl，Z2Y、Z2Y2型的离子化合物只能是Na2O，Na2O2，则ZW为NaCl；（3）中，接通S1后电解NaCl溶液，C（I）附近变红，是由于H+在这一极放电，水的电离平衡被破坏，使进了水的电离而使该极附近碱性增强，则该极为阴极，产生H2，C（Ⅱ）极为阳极，产生Cl2，断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转，说明形成原电池，C（I）极处H2放电，H2－2e－=2H+，此时C（I）极为负极，C（Ⅱ）极为正极，电极反应式：

Cl2＋2e－=2Cl－；（4）中是因为在酸性条件下H2O2可将Cu氧化为Cu2+。

9．（94全国）下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中粗框表示初始反应物（反应时加入或生成的水，以及生成沉淀J时的其他产物均已略去）。

请填写下列空白：

（1）物质B是_____________，F是_____________，J是_____________。

（2）反应①的离子方程式是____________________________________。

【答案】

（1）Cl2（或氯气），Fe（或铁），Fe（OH）3（或氢氧化铁）

（2）Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O

10．（05广东）海水占地球总储水量的97.2%。

若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源。

（1）海水中含有大量的氯化钠。

氯化钠中的金属元素位于元素周期表第__________族。

（2）目前国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。

蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经过冷却而得高纯度淡水，由此可判断蒸馏法是_________（填物理变化、化学变化）。

（3）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应式为：

食盐＋H2O→NaOH＋H2＋Cl2（未配平）。

该反应中食盐的化学式是____________。

利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000t，最少需要消耗食盐____________t。

（4）近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：

写出②④的化学反应方程式：

____________；____________。

（5）上述亚硫酸氢钠与甲醛经过一定反应，可以合成俗称“吊白块”（雕白粉）的物质。

因吊白块对人体有害，不能用于食品漂白。

其结构简式为：

HOCH2SO3Na，根据其结构特点，吊白块能发生的反应有：

____________。

A．皂化反应B．聚合反应C．与金属钠反应D．氧化反应

【答案】

（1）ⅠA或第一主族；

（2）物理变化

（3）NaCl，58.5

（4）NaOH＋SO3==NaHSO3；NaHSO3＋HCl==NaCl＋H2O＋SO2↑

（5）C、D

训练试题

1．用惰性电极电解滴有酚酞的食盐溶液，阴极附近溶液变红的原因是

A．OH－在电场作用下向阴极移动

B．阴极发生反应：

O2＋2H2O＋4e－=4OH－

C．阴极发生反应：

2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑

D．酚酞被电解后呈红色

提示：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，在溶液中有Na+、H+、Cl—、OH—，其中H+、OH¯来自水的电离，电解时H+在阴极放电：

2H2O＋2e—=2OH—＋H2↑，所以阴极周围附近有大量的OH—，而使酚酞变红。

2．用石墨电极电解饱和食盐水500mL，从阴极和阳极得到的气体的总体积112mL（标准状况）时，溶液的pH为

A．10B．11C．12D．13

提示：

发生的反应为：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

3．用石墨作电极电解硫化钾溶液时，随电解时间的延长，溶液的pH的变化是

A．减小B．先减小后增大

C．增大D．先增大后减小

提示：

硫化钾溶液中的离子有：

K+、H+、S2—、OH—，电解时H+在阴极放电：

2H2O＋2e—=2OH—＋H2↑，所以阴极周围附近有大量的OH—，S2—在阳极放电。

溶液的pH的变大。

4．用石墨做电极，电解1mol/L下列物质的溶液，则溶液pH不变的是

A．HClB．KOHC．Na2SO4 D．NaCl

提示：

阴离子放电顺序：

S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

阳离子放电顺序：

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

电解Na2SO4  实质时电解水。

5．将下列溶液分别放入U形管中，各滴入几滴酚酞试液，电解一段时间后，阴极区附近pH升高，但溶液颜色变化不大明显的是

A．KClB．CuCl2C．Ba（OH）2D．Cu（NO3）2

提示：

由放电顺序可知，电解Ba（OH）2 实质时电解水，随着电解的进行，溶液的碱性增强，酚酞在碱性范围内颜色变化不明显。

6．用铂做电极电解下列溶液，当消耗相同电量时，在阴极上有金属析出且溶液的pH下降的是

A．KClB．CuCl2C．CuSO4D．HCl

提示：

2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑

7．烧杯中盛有浓度均为0.10mol/L的氯化钠和硝酸铜的混合液。

现将该溶液用惰性电极进行电解，当Cu2+全部在阴极上转变为金属铜时，整个溶液（摇匀）的pH为

A．7.00B．1.00C．0.70D．1.30

8．用铂作电极，电解500mLKCl溶液，当两极产生气体的总体积为16.8mL（标准状况）时，溶液的pH范围为

A．8～10B．10～12C．5～6D．3～4

提示：

2KCl＋2H2O

2KOH＋H2↑＋Cl2↑

9．电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是

A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2

提示：

CuCl2和NaCl的混合溶液中存在的离子有Na+、Cu2+、H+、Cl—、OH—，根据放电顺序，阴离子放电顺序：

S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

阳离子放电顺序：

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

所以阴极和阳极上分别析出的物质是Cu和Cl2。

10．用石墨电极电解300mL食盐水，当阴极产生336mL气体时（标况）停止通电（此时溶液中还有少量的NaCl剩余），若电解前溶液的PH值为10，溶液体积变化不计，则电解后此溶液的PH值最接近

A．11B．12C．13D．14

提示：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据标况下产生气体的体积，计算OH－的物质的量。

11．下列说法正确的是

A．电化学腐蚀发生的是原电池反应

B．与电源正极相连的是电解池的阴极

C．电解食盐水时，由于OH－移向阳极，所以NaOH在阳极附近生成

D．用Pt电极电解稀硫酸时，溶液的pH减小

12．在制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业生产中都需要的物质是

A．氧化钙B．石灰石C．氯化钠D．纯碱

13．关于工业生产的下列叙述，不正确的是

A．将氢气和氯气混合后光照，使其反应生成氯化氢，再用水吸收得盐酸

B．用硝酸镁作吸水剂，将稀硝酸蒸馏，浓缩制得95%以上的浓硝酸

C．以石灰石、纯碱、石英为原料，在玻璃窑中加强热制取普通玻璃

D．工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁

14．在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。

为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO

及

沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是

①过滤②加过量的NaOH溶液

③加适量的盐酸④加过量的碳酸钠溶液

⑤加过量的氯化钡溶液

A．①④②⑤③B．④①②⑤③C．②⑤④①③D．⑤②④③①

提示：

Ca2+需要加过量的碳酸钠溶液除去，Mg2+需要加过量的NaOH溶液除去，SO

需要加过量的氯化钡溶液除去，但因为溶液均过量，所以氯化钡要在碳酸钠之前加入，过滤后碳酸钠要在盐酸之前加入。

15．铁棒和石墨棒用导线连接后，浸入0.01mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是

A．铁棒附近产生OH－B．铁棒被腐蚀

C．石墨棒上放出O2D．石墨棒上放出Cl2

提示：

铁棒和石墨棒用导线连接后浸入食盐溶液中形成了原电池，铁棒作负极，失去电子，铜棒作正极，O2在铜棒上放电产生OH－：

2H2O＋O2＋4e－=4OH－。

16．用U形管作电解池，使用惰性电极电解2L1mol/LNa2CO3溶液，则电解后从阳极和阴极所收集到的气体经干燥并在同温同压下测量后，其体积比为

A．1∶2B．略大于1∶2C．2∶1D．略大于2∶1

提示：

要考虑到反应：

H+＋CO32－=HCO3－

17．用惰性电极和串联电路电解下列物质的溶液①HCl②NaNO3③CuCl2④AgNO3，在相同时间内生成气体的总体积（相同状况）在理论上由多到少的顺序是

A．④③②①B．①②③④C．①③②④D．③④①②

提示：

串联电路中电子转移数目相等，由离子的放电顺序可解。

设电路中均转移2mol电子转移，则生成气体：

①1molCl2和1molH2；②1molH2和0.5molO2；③1molCl2；④0.5molO2

18．将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为

A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．6∶3∶1D．6∶3∶2

提示：

串联电路中电子转移数目相等。

19．取pH=4的某电解质溶液1.00L，用Pt电极进行电解，经过一段时间后，测得溶液的PH=1，且阴阳两极产物的物质的量之比为2∶1，则该电解质溶液是

A．盐酸B．氯化钾溶液C．硝酸银溶液D．硫酸铜溶液

提示：

由离子的放电顺序书写电解时的反应方程式：

2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑

20．用电解水的方法分析水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，不宜加入的物质是

A．Na2SO4B．NaNO3C．KOHD．CuSO4

提示：

因为2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑，但是电解A．Na2SO4；B．NaNO3和C．KOH时，实质是电解水。

21．干电池的负极反应是：

Zn–2e=Zn2+，现以干电池作电源电解33.4g34%的硝酸钾溶液，一段时间后，测得溶液中溶质的质量分数为37.8%，则干电池中消耗锌的物质的量为

A．0.3molB．0.05molC．0.2molD．0.1mol

22．有水存在时氯化锂受热可发生水解。

现将某氯化锂溶液蒸干并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是

A．阳极产物是氢气B．阳极产物有氧气

C．阴极产物有锂和氢气D．阳极产物只有氯气

提示：

氯化锂溶液可发生水解，生成了氢氧化锂和易挥发的氯化氢，氢氧化锂受热分解为氧化锂，电解时便生成了金属锂和氧气。

23．用惰性电极电解未精制的饱和食盐水，食盐水装在U型管内。

结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。

造成浑浊的难溶物主要是

A．碳酸镁B．硫酸钡C．氢氧化镁D．碳酸钡

提示：

因粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO

及泥沙，电解饱和食盐水时，生成的氢氧根便以氢氧化镁形式沉淀。

24．下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，下列说法中正确的是

A．X是正极，Y是负极

B．X是负极，Y是正极

C．CuSO4溶液的pH逐渐减小

D．CuSO4溶液的pH保持不变

提示：

a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，说明b极是阴极，与电源的负极相连。

电解是反应为2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑

25．1LK2SO4．CuSO4的混合溶液中，c（SO

）=2mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中c（K+）为

A．0.5mol·L－1B．1mol·L－1C．1.5mol·L－1D．2mol·L－1

提示：

溶液中存在的离子有K+、Cu2+、H+、SO42—、OH—，先是电解CuSO4，2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑，只有阳极产生氧气，当CuSO4电解完，开始电解水，此时两极均有气体产生。

26．电解溶质质量分数为26.0%的饱和食盐水100g，通入0.200mol电子后溶液中NaOH的质量分数的理论值是

A．8.02%B．8.00%C．8.63%D．8.61%

提示：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，电子转移的数目与生成的NaOH等物质的量。

27．将含有0.400molCu（NO3）2和0.400molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出0.300molCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为

A．3.36LB．6.72L

C．5.60LD．大于5.60L，小于6.72L

28．氯碱工业中，能穿过离子交换膜的是

A．Cl－B．Na+C．OH—D．Cl2

29．关于阳离子交换膜电解池的下列说法中错误的是

A．精制饱和食盐水进入阳极室

B．纯水（加少量的NaOH）进入阴极室

C．阴极的产物为NaOH和H2

D．电解池的阳极用金属铁网制成

提示：

电解池的阳极用惰性电极，否则易失去电子，参与反应。

30．用电解水的方法测定水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，其中不宜加入的物质是

A．HNO3B．KClC．Ba（OH）2D．CuSO4

31．用Pt电极电解含有0.01molBaI2、0.01molBaBr2．0.02molSO2和少量的淀粉的混合液时，阳极上发生反应的情况是

A．溶液先变蓝，再析出沉淀，然后生成Br2

B．溶液先析出沉淀，再变蓝色，然后生成Br2

C．溶液先生成Br2，再变蓝色，然后析出沉淀

D．溶液先变蓝色再生成Br2，然后析出沉淀

提示：

先分析溶液中存在的离子，由离子的放电顺序解答。

32．有两个图（如下图所示），都分别盛有食盐水和酚酞混合液，在下列两个装置中最先观察到变红现象的区域是______，并写出各极的反应式。

甲：

____________乙：

____________丙：

____________丁：

____________

【答案】甲的附近；甲：

2H+＋2e¯=H2↑；乙：

Fe－2e—=Fe2+；

丙：

Zn－2e－=Zn2+；丁：

2H2O＋O2＋4e－=4OH－

提示：

注意区别原电池与电解池，电解池中与电源正极相连的活泼金属易失去电子Fe－2e—=Fe2+，阴极是水电离出的氢离子放电2H+＋2e—=H2↑。

在原电池中活泼金属失去电子Zn－2e—=Zn2+，为负极，而正极发生吸氧腐蚀2H2O＋O2＋4e—=4OH—。

33．下图是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。

请填空：

（1）X的电极名称是___________极，发生的电极反应式为___________，Y极的电极材料是___________。

检验X极的产物方法是___________。

（2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收到预期产物。

一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X一端出现了白色沉淀，此沉淀是___________（填化学式）。

其形成原因是___________，该沉淀在空气中放置，现象是______________________。

（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开（如下图）其目的是___________，阳极室（A处）加入___________，阴极室（B处）加入___________，离子交换膜只许___________离子通过。

【答案】

（1）阳；2Cl－－2e－===Cl2↑；Fe；用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，若变蓝，说明有Cl2产生

（2）Fe（OH）2；铁作阳极时被氧化为Fe2+，纠正后，这一端又变为阴极；

2H+＋2e－===H2↑；生成的OH－与Fe2+结合成Fe（OH）2；先变灰绿色，后变红褐色。

（3）防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH生成NaClO使NaOH不纯；饱和食盐水；纯水（或NaOH稀溶液）；Na+

34．工业上用电解纯净的饱和食盐水的方法制取烧碱，氯气和氢气，反应的总化学方程式为___________。

NaOH是在___________极附近生成的。

在电解过程中可能发生两个副反应，化学方程式为______。

【答案】2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；阴极；H2＋Cl2===2HCl

35．电解饱和食盐水的电解池中，使用了阳离子交换膜，它只允许___________通过，而阻止___________和___________通过。

它可以防止阴极产生的___________和阳极产生的___________混合而引起爆炸，两种气体发生