高中化学选修四-氯碱工业

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1、高中化学选修四电解原理及其应用氯碱工业 第一课时 氯碱工业反应原理和粗盐的精制第二课时 以氯碱工业为基础的化工生产第一课时 一、电解饱和食盐水反应原理 实验装置如右图： 实验步骤： 1按装置图安装好仪器。 2向U型管中注人饱和食盐水，接通电源。 3向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液，把湿润的淀粉碘化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方。 电解池两极上各有什么现象产生1两极均产生气体 2阴极区附近溶液出现红色，有碱生成 3阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，气体有刺激性气味，应是Cl2 在阴极：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

2、，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

3、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) 过滤以除去泥沙 加入稍过量的BaCl2溶液以除去SO42-：SO42- + Ba2+ = BaSO4 加

4、入稍过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+和Ba2+：CO32- + Ca2+ = CaCO3；CO32- + Ba2+ = BaCO3 加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+：Mg2+2OH-Mg(OH)2；Fe3+3OH-Fe(OH)3 过滤以除去上述产生的沉淀。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

5、 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+NH4HCO3NaHCO3+NH4Cl B 母液中通入的氨气与HCO3反应：NH3+HCO3CO32+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3NaCI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

6、 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

7、 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

8、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+2NaClH2+Cl2+2NaOH 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 阴极：Cu2eCu2+ 2Ca（OH）2+2Cl2CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O A B C D A A B B C C D D10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

9、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）=1012s（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+2H2O2OH+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

10、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：4O

11、H4e2H2O+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

12、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

13、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1.45104A，该电解槽的电解效率为更多资料：400878222320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