以氯碱工业为基础的化工生产简介知识点

以氯碱工业为基础的化工生产简介：氯碱工业属于基本化工原料工业，基本化工原料通常是指 “三酸两碱”，盐酸和烧碱这两种氯碱工业的食盐电解产品就占其中的两种，再加上氯和氢可以进一步加工成许多化工产品，所以氯碱工业及其相关产品涉及国民经济和人民生活的诸多领域，除应用于化学工业本身外，在轻工、纺织、石油化工、有色冶金和公用事业等领域也均有很大用途。氯碱工业的主要产品——烧碱、氯气、氢气还被广泛应用于医药、冶金、电力、国防、军工、建材和食品加工等工业部门，耗碱和耗氯产品，已达数千种。据测算，每万吨氯碱可创造 5—7 亿元工业产值。发展氯碱工业，是相关产业部门的迫切愿望，其发展水平，在一定程度上反应出一个国家国民经济的发展程度。

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某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。

（1）
实验一制取氯酸钾和氯水
利用右图所示的实验装置进行实验。

（1）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有。
（2）若对调B和C装置的位置， (填“能”或 “不能”)提高B中氯酸钾的产率。
（2）实验二氯酸钾与碘化钾反应的探究
（3）在不同条件下KClO₃可将KI氧化为I₂或KIO₃ 。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行)：
试管编号
1
2
3
4
0.20mol/LKI/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO₃(s)/g
0.10
0.10
0.10
0.10
6.0mol/LH₂SO₄/mL
0
3.0
6.0
9.0
蒸馏水
9.0
6.0
3.0
0
实验现象

①系列a实验的实验目的是。
②设计1号试管实验的作用是。
③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为。
（3）
实验三测定饱和氯水中氯元素的总量
（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热15.0ml饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是。
(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)
（4）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：
资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂；
ii.次氯酸或氯水可被SO₂、H₂O₂、FeCl₂等物质还原成Cl^-。

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

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

下列有关氯碱工业的描述，正确的是（　　）

A . 氯碱工业是指电解熔融氯化钠制取氯气的方法 B . 氯碱工业只能得到氯气和氢氧化钠两种有价值的产品 C . 实验室模拟氯碱工业制取氯气后所得溶液呈碱性 D . 实验室模拟氯碱工业所得氯气不能直接排放，应用澄清石灰水吸收

化学与生产、生活密切相关．下列说法不正确的是（　　）

A . 闻名世界的中国陶瓷、酿酒等技术都充分应用了化学工艺 B . 四大发明之一黑火药是由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成 C . 侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 D . 打磨磁石制作指南针为化学变化

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

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）写出电解饱和食盐水的离子方程式．

（2）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”）

（3）室温下，0.1mol/L次氯酸钠溶液的pH 0.1mol/L亚硫酸钠溶液的pH．（选填“大于”、“小于”、“等于”）浓度均为0.1mol/L的亚硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，SO₃²^﹣、CO₃²^﹣、HSO₃^﹣、HCO₃^﹣浓度从大到小的顺序为　．

已知：H₂SO₃： K₁=1.54×10^﹣² ， K₂=1.02×10^﹣⁷ ；HClO： K₁=2.95×10^﹣⁸

H₂CO₃ ： K₁=4.3×10^﹣⁷ ， K₂=5.6×10^﹣¹¹ ．

氯碱工业是以电解饱和食盐水为原理的重要化工生产业．

（1）电解饱和食盐水的化学方程式是
（2）电解时阳极区溶液的pH用盐酸控制在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用；
（3）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²^﹣等杂质．某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的（填化学式）和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄²^﹣ ，解释其原因
[已知：K_sp（BaSO₄）=1.1×10^﹣¹⁰、K_sp（BaCO₃）=5.1×10^﹣⁹]．
（4）食盐水中若含有NH₄⁺ ，会在阳极产生难溶于水的NCl₃ ，写出该电极反应式．

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。

（1）溶液A的溶质是。
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是。
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：。
（4）电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca²^＋、Mg²^＋、NH₄⁺、SO₄^2- [c(SO₄^2-)>c(Ca²^＋)]。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：
①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是。
②过程Ⅰ中将NH₄⁺转化为N₂的离子方程式是。
③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，过程Ⅱ中除去的离子有。

工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制取Cl₂、H₂、NaOH。请回答下列问题：

（1）在电解过程中，所发生反应的离子方程式为。
（2）电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca²^＋、Mg²^＋、SO₄^2- 等杂质离子，使用的试剂有：
a.Na₂CO₃溶液b.Ba(OH)₂溶液c.稀盐酸其中合理的加入顺序为(填写序号)；
（3）某小型氯碱厂采用电解氯化钠溶液的方法生产氯气、氢气和氢氧化钠．该工厂平均每天生产质量分数为40.0%的氢氧化钠溶液20吨．回答下列问题：
①该工厂平均每天至少需要多少吨的氯化钠？
②理论上，该工厂平均每天生产标准状况下的氯气的体积为多少升？
③已知质量分数为40%的氢氧化钠溶液密度为1.4g/cm，求该溶液物质的量浓度？

下列关于工业生产的说法中错误的是（）

A . 玻璃、水泥、陶瓷工业中，石灰石都是主要的生产原料 B . 在氯碱工业中，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室 C . 在合成氨工业中，采用循环操作提高原料利用率 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

下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是（）

A . 海带提碘 B . 氨碱法制碱 C . 氯碱工业 D . 海水提溴

下列有关工业生产中，错误的是（）

A . 制氯气：电解饱和食盐水 B . 硫酸工业：在接触室中SO₂氧化为SO₃ C . 炼铁：用CO在高温下还原铁矿石中的铁 D . 制钛：钠从四氯化钛水溶液中置换出钛

下列说法不正确的是（）

A . 工业上用氢气还原氧化铁的方法冶炼铁 B . 工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅 C . 工业上用电解饱和食盐水的方法制备氯气 D . 工业上主要采用接触法制硫酸

下列有关工业生产的叙述正确的是( )

A . 合成氨生产过程中将NH₃液化分离，可加快正反应速率，提高N₂、H₂的转化率 B . 从海水中可以得到NaCl，工业冶炼金属钠可以通过电解NaCl饱和溶液获得 C . 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小 D . 电解饱和食盐水制烧碱，采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl₂进入阳极室

某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。

图片_x0020_100021

（1）图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是(填化学式)，U形管(填“左”或“右”)边的溶液变红。
（2）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则c为电源的极；该发生器中反应的总离子方程式为。
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图3所示(其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过)。
燃料电池B中的电极反应式分别为

负极，

正极。

海洋中有丰富的资源，如图为海水资源利用的部分过程。

下列有关说法正确的是（）

A . 用加热的方法可以除去Na₂CO₃中混有的杂质NaHCO₃ B . 第②~⑥步均发生了氧化还原反应 C . 在第④⑤⑥步中溴元素均被氧化 D . 工业上通过电解饱和MgCl₂溶液制取金属镁

解释下列生产生活实例的化学原理错误的是（）

序号

实例

泡沫灭火器

氯碱工业

溶洞的形成

三元催化尾气处理器

原理

盐类水解

电解原理

沉淀溶解平衡

平衡移动原理

A . A B . B C . C D . D

如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述不正确的是（）

A . a 为电源的负极 B . Fe电极的电极反应是4OH^－- 4e^－=2H₂O+O₂↑ C . 通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红 D . 电解饱和食盐水的化学方程式是 2NaCl+2H₂O $\text{[math]}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

$\text{[math]}$ 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（）

A . 标准状况下，11.2 L苯中含有C-H键的数目 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 与足量 $\text{[math]}$ 反应，可以得到 $\text{[math]}$ 个 $\text{[math]}$ 分子 C . 常温下， $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液中含有的 $\text{[math]}$ 数目为 $\text{[math]}$ D . 电解饱和食盐水，阳极产生22.4 L气体时，电路中通过的电子数目为 $\text{[math]}$

试管编号	1	2	3	4
0.20mol/LKI/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO₃(s)/g	0.10	0.10	0.10	0.10
6.0mol/LH₂SO₄/mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸馏水	9.0	6.0	3.0	0
实验现象

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