以氯碱工业为基础的化工生产简介 知识点题库

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中正确的是 (  )

A . 氯碱工业中阳极得到氢氧化钠和氢气 B . 电镀铜时,电镀液中c(Cu2+)基本保持不变 C . 工业上用电解熔融态氧化镁的方法得到金属镁 D . 海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
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
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:  .

(2)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 .

(3)尿素[CO(NH22]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克样品中NaCl质量分数的表达式为 .

侯氏制碱法的生产流程可表示如下,请回答下列问题:

(1)沉淀池中加入(或通入)有关物质的顺序为 →  

(2)写出上述流程中X、Y的化学式:X Y  

(3)写出沉淀池中发生的化学反应方程式 

(4)侯氏制碱法的生产流程中可以循环使用的物质主要为 、 

(5)从沉淀池中取出沉淀的操作是 ,为了进一步提纯NaHCO3晶体,可采用 法

(6)若在煅烧炉中燃烧的时间较短,NaHCO3将化解不完全.现若取10.5g NaHCO3固体,加热一定时间后,剩余固体的质量为7.1g,如果把此剩余固体全部加入到200mL 1mol/L的盐酸中,充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为 mol/L(溶液体积变化忽略不计)

氯碱工业是基础化学工业,其产品广泛用于化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业.

(1)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等杂质,所以在进入电解槽前需要进行精制,通常可以选用Na2CO3、NaOH、BaCl2作为除杂质的试剂,则加入三种试剂的先后顺序为  ;加入Na2CO3后所发生反应的离子方程式为  ;若食盐水不经过精制就直接进入离子膜电解槽,可能出现的后果是 .

(2)如图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,阴极用碳钢网制成),则B处产生气体的化学式为 ,C电极的名称是 ,电解总反应的化学方程式为 ;

(3)从阳极槽出来的淡盐水往往含有少量的溶解氯,需要加入8%﹣9%的亚硫酸氢钠溶液将其彻底除去,该反应的离子方程式为  ;

(4)已知在电解槽中,每小时通过1A的直流电理论上可以产生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1.342t/m3)113m3 , 电解槽的电流强度为1.45×104A,则该电解槽的电解效率η(NaOH)= .[提示:η=(产品的实际产量/产品的理论产量)×100%].

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 .

(2)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,仍会有少量的Ca2+、Mg2+直接进入离子膜电解槽,这样产生什么后果是 .

(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电极的名称是极.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安培的直流电理论上可以产生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 .

下列不属于烧碱工业用途的是(   )
A . 制皂 B . 造纸 C . 精炼石油 D . 制食盐
氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品.如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过.完成下列填空:

  1. (1) 写出电解饱和食盐水的离子方程式
  2. (2) 离子交换膜的作用为:
  3. (3) 精制饱和食盐水从图中位置补充,氢氧化钠溶液从图中位置流出.(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
  4. (4) KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2 , 还生成CO2和KHSO4等物质.写出该反应的化学方程式
  5. (5) 室温下,0.1mol/LNaClO溶液的pH0.1mol/LNa2SO3溶液的pH.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
  6. (6) 浓度均为0.1mol/L的N2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32、CO32、HSO3、HCO3浓度从大到小的顺序为
  7. (7) 联氨(又称肼,N2H4 , 无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料.回答下列问题:

    ①联氨分子的电子式为

    ②实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为

氯化亚铜(CuCl)是一种白色固体,微溶于水,不溶于硫酸、稀硝酸和醇,露置于潮湿空气中易水解氧化为绿色的[Cu2(OH)3Cl],见光易分解。氯化亚铜广泛应用于有机合成、染料、颜料、催化剂等工业。某化学兴趣小组利用如图流程在实验室制备CuCl。

已知:氯化亚铜可溶于氯离子浓度较大的体系,并生成配合物,CuCl在溶液中存在:CuCl(s)+Clˉ(aq) [CuCl2]ˉ(aq)。

  1. (1) 下列说法错误的是_________。
    A . 步骤Ⅰ中HCl 可以省去,因为已经加入了HNO3 B . 流程中可循环利用的物质只有氯化钠 C . 步骤II用去氧水稀释,目的是使Na[CuCl2]转化为CuCl,同时防止CuCl被氧化 D . 当三颈烧瓶上方不出现红棕色气体时,可停止通入氧气。
  2. (2) ①流程中先制得Na[CuCl2],再将其溶于水制得氯化亚铜,不用一步法(一步法为:Cu2++Cu+2Clˉ═2CuCl)制得CuCl的理由

    ②实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀,试写出该反应的离子方程式

  3. (3) 步骤Ⅲ用乙醇洗涤的目的是
  4. (4) 步骤Ⅳ,为得到纯净的氯化亚铜,宜采用的干燥方式是
  5. (5) 氯化亚铜和氨水溶液可定量测量 CO 的含量。已知甲酸经浓硫酸加热脱水可制得 CO,以下试剂和仪器(酒精灯未画出,仪器可重复使用)用于测定当CO气流通过Fe2O3粉末后,发生反应的CO在CO总量中所占的百分比。

    实验装置合理的连接顺序自左至右为(填装置接口编号)3、8、9、

工业上仅以食盐和水为原料,不能得到的产品是(   )
A . 烧碱 B . NaClO溶液 C . 盐酸 D . 氮肥NH4Cl
化学无处不在。下列相关说法错误的是(    )
A . 漂白液可以灭活COVID-19病毒 B . 大气污染物NO2主要来自于雷雨天气 C . 纤维可素以加强胃肠的蠕动 D . 高纯度硅可以作光电转换材料
化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
  1. (1) 氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许离子通过,氯气的逸出口是(填标号)。

  2. (2) 次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)= ,X为HClO或ClO]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为
  3. (3) Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为
  4. (4) ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为mol;产生“气泡”的化学方程式为
  5. (5) “84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000 kg该溶液需消耗氯气的质量为kg(保留整数)。
某化学兴趣小组进行有关点解食盐水的探究实验,点解装置如图所示。

  1. (1) 实验一:电解饱和食盐水

    实验约需40mL饱和食盐水,配置450mL饱和食盐水所需的玻璃仪器有:烧杯、_____。

    A . 450mL容量瓶 B . 500mL容量瓶 C . 电子天平 D . 玻璃棒 E . 量筒 F . 胶头滴管
  2. (2) 电解饱和食盐水的化学方程式为
  3. (3) Y电极附近产物的检验方法:
  4. (4) 实验二:电解不饱和食盐水及产物分析。相同条件下,电解1mol/L NaCl溶液并收集两极产生的气体。在X处收集到V1 mL气体。同时,在Y处收集到V2 mL气体,停止电解。结果发现V2<V1 , 且与电解饱和食盐水相比,Y处收集到的气体颜色明显较浅。经讨论分析,导致上述现象的原因有:

    i.有部分Cl2溶于NaCl溶液中;

    ii.有O2生成。

    设计实验证明有部分Cl2溶于NaCl溶液中,实验方案为

  5. (5) 证明有O2生成并测定O2的体积。按如图所示装置进行实验,通过注射器缓缓地将在Y处收集到V2 mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂NaOH溶液)中,最终,量气管中收集到V3 mL气体(设V1、V2、V3均在相同条件下测得)。

    ①装置A的作用是

    ②本实验中,观察到的现象,说明石墨电极上有O2生成。

    ③实验中是否需要预先除尽装置中的空气?(填“是”或“否”)。

    ④实验二中,在石墨电极上产生的Cl2的总体积为mL(用代数式表示)。

             
  1. (1) I.亚铁是血红蛋白重要组成成分,起着向人体组织传送O2的作用,如果缺铁就可能出现缺铁性贫血,但是摄入过量的铁也有害。下面是一种常见补药品说明书中的部分内容:该药品含Fe2+33%~36%,不溶于水但能溶于人体中的胃酸:与Vc(维生素C)同服可增加本品吸收。

    甲同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe2+并探究Vc的作用:

    加入KSCN溶液后溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+。药品说明书中“与Vc同服可增加本品吸收”,通过探究,说明Vc具有性。

  2. (2) 乙同学采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法测定该药品是否合格,准确称量上述药品10.00g,将其全部溶于试剂2中,配制成1000mL溶液,取出20.00mL,用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定,用去KMnO4溶液12.00mL。

    ①该实验中的试剂2与甲同学设计的实验中的试剂1都可以是(填序号)。

    A.蒸馏水        B.稀盐酸        C.稀硫酸        D.稀硝酸

    ②请计算该药品含“铁”的质量分数为(保留三位有效数字)。

  3. (3) II.二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。利用食盐水制取ClO2的工业流程如下图所示:

    下图为用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的装置。写出阳极产生ClO2的电极反应式: 。电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为mol。

  4. (4) 用于电解的食盐水,需先除去其中的SO 等杂质,除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的BaCl2 , 至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3 , 若溶液中c(Ba2+)=1x10-5时,c(CO ) ∶c(SO )=(已知:Ksp(BaSO4)= 1.0 ×1010Ksp(BaCO3)= 5.0 ×109)。
  5. (5) ②发生器中生成ClO2的化学方程式为
实验室用石墨电极电解加有酚酞的饱和NaCl溶液,装置如图1所示。氯碱工业用图2所示装置制备NaOH等工业原料。

图片_x0020_834462810

  1. (1) Ⅰ.实验室电解饱和食盐水(图1)

    a为电解池的极,a处的电极反应式为

  2. (2) b处的电极反应式为,观察到的实验现象是
  3. (3) 该电解池中发生的总反应的离子方程式为
  4. (4) 下列与电解饱和食盐水有关的说法,正确的是___________(填字母)。
    A . 通电使NaCl发生电离 B . 在溶液中,阴离子向电极a移动 C . 电解熔融NaCl与电解NaCl溶液所得产物相同
  5. (5) Ⅱ.氯碱工业(图2)

    利用实验室装置制备NaOH,不仅有安全隐患,而且存在Cl2与NaOH的副反应,氯碱工业采用改进后的装置,如图2所示。

    ① 气体X和气体Y被阳离子交换膜分隔开,避免混合爆炸。气体X是,气体Y是

    ②阳离子交换膜避免了Cl2与NaOH发生反应,可得到NaOH浓溶液,简述NaOH浓溶液的生成过程

关于化工生产的叙述正确的是(   )
A . 合成氨工业中, 循环使用使得原料的总转化率较高 B . 硫酸工业中,大块黄铁矿石不能煅烧,因此必须将其粉碎 C . 石油分馏得到乙烯 D . 氯碱工业生产纯碱
下列反应可以应用于工业生产的是(    )
A . 氯气与石灰乳反应生产漂白粉 B . 钠在氯气中燃烧生产食盐 C . 双氧水和二氧化锰共热制取氧气 D . 用氯碱工业所得氢气和氯气制取盐酸
下列所示的物质间转化在给定条件下均能实现的是(   )
A . Al2O3(s) NaAlO2(aq) Al(OH)3(s) B . NaCl(aq) NaOH(aq) 漂白粉(s) C . FeS2 SO3 H2SO4 D . 淀粉 葡萄糖 CH3COOH
氯化钠是化学工业的最基本原料之一,被称为“化学工业之母”。下列有关说法正确的是(   )
A . “制钠”:海水为原料制得精盐,再电解氯化钠溶液制备钠 B . “氯碱工业”:采用“阴离子交换膜”电解槽电解饱和食盐水获得氯气和烧碱 C . 根据氯碱工业的原理,若电解氯化钾溶液,则反应为 D . “侯氏制碱”:将二氧化碳通入氨化的氯化钠饱和溶液中,析出碳酸钠
一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺的工作原理如下图所示。下列说法错误的是(   )

A . 与传统氯碱工艺相比,该方法可避免使用离子交换膜 B . 第一步中当消耗标况下时,右侧电极质量减小 C . 第二步中,放电结束后,电解质溶液中的含量增大 D . 第三步的总反应为: