分析离子膜法电解槽的工作原理.其与隔膜法的不同有几点?改进在那里? 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

【化学与技术】
请回答氯碱工业的有关问题:
(1)以前采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH接触,产物中肯定有NaClO,从而影响产品的纯度,能包含这一过程的总化学方程式为
 
;所以现代氯碱工业多采用隔膜法进行电解,即用隔膜将电解槽分隔成阳极区和阴极区,则从阴极区排出的是
 

(2)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.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过.
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分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小:a%
 
b%(填>,=或<),
理由是:
 

(3)科研人员为减少火力发电厂对环境的污染,曾经考虑让火力发电厂和氯碱制造厂进行就近联合.请你判断该方案是否可行?
 
;理由是
 

A.发电厂的废气(SO2)与氯碱厂的Cl2或NaOH反应,减少了SO2的排放
B.可产生多种化学原料
C.就近联合还能减少电力输送中的损耗
(4)将酸碱中和反应作为电池反应,可以设计出相应的电池.现将两个氢电极(以Pt 作为导电的惰性金属,以氢气作为参与电极反应的物质,可以是生成氢气,也可以是消耗氢气)分别置于酸性水溶液( H+)和碱性水溶液(OH-)中构成电池,使电池反应为酸碱中和反应.
①酸溶液中的氢电极A 和碱溶液中的氢电极B,为电池正极是
 
(填A 或B);
②B极上发生的电极反应为:
 

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(Ⅰ)多项选择题
下列关于化工生产的叙述正确的是
 

A.炼钢就是在高炉中用还原剂把铁从铁矿石中还原出来
B.离子交换膜法制碱工业中,氢氧化钠在电解槽的阴极区产生
C.工业制硫酸中,三氧化硫是在吸收塔内用98%的硫酸吸收
D.黏土是生产陶瓷、玻璃和水泥的共同原料
(Ⅱ)氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位.世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外,绝大部分是合成的氨.海南岛的南海北部湾莺歌海海域有着丰富的天然气气田,利用此资源在东方市八所港建有一家大型的合成氨化肥厂.
(1)写出该化肥厂生产H2的化学反应方程式
 

(2)在硫酸的工业生产中,往往会增大O2的比例来提高SO2的转化率,在合成氨生产中是否会采用相同的方法,请说明理由.
 

(3)在制取原料气体的过程中,常混有一些杂质,在进入合成塔之前必须将杂质除去,原因是
 
.例如除去CO是先将其氧化成CO2,然后常用
 
吸收.
(4)下图是氨的产率与温度的关系,曲线1表示平衡时氨的产率,曲线2表示反应进行一段时间但还未达到平衡时氨的含量.请分析A点氨的含量小于B的原因
 
.在实际生产中,温度往往采用500℃而不用400℃的原因是
 

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(5)在合成氨的生产过程中会产生大量CO2,该化肥厂与俄罗斯塔氏集团合作,利用这些CO2建设一个年产52万吨的小颗粒尿素加工厂,再进一步加工成氮磷钾复合肥,请写出该合成尿素反应的化学方程式
 
,请写出该设计的优点
 

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(16分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
⑴以前采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH接触,产物中肯定有NaClO,从而影响产品的纯度。能包含这一过程的总反应方程式为                                     
⑵现代氯碱工业多采用隔膜法进行电解,即用隔膜将电解槽分隔成阳极区和阴极区,则从阴极区排出的是                                        ,电解时用盐酸控制阳极区的PH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:                                
                                             
(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。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
 ①分析比较图中氢氧化鈉质量分数大小:a%   (填“>”、“<”或“=”) b%, 理由是
                     
②这样设计的主要节(电))能之处在于              (至少写一处)
⑷科研人员为减少火力发电厂对环境的污染,曾经考虑让火力发电厂和氯碱厂进行就近联合。请你判断该方案是否可行?            (填可行或不可行),理由是             

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(16分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。

⑴以前采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH接触,产物中肯定有NaClO,从而影响产品的纯度。能包含这一过程的总反应方程式为                                     

⑵现代氯碱工业多采用隔膜法进行电解,即用隔膜将电解槽分隔成阳极区和阴极区,则从阴极区排出的是                                         ,电解时用盐酸控制阳极区的PH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:                                

                                             

(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。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。

 ①分析比较图中氢氧化鈉质量分数大小:a%    (填“>”、“<”或“=”) b%,  理由是

                     

②这样设计的主要节(电))能之处在于               (至少写一处)

⑷ 科研人员为减少火力发电厂对环境的污染,曾经考虑让火力发电厂和氯碱厂进行就近联合。请你判断该方案是否可行?             (填可行或不可行),理由是             

 

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(2012?长宁区一模)Ⅰ.工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅.
(1)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是
③①②
③①②
(填序号)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为
.(填序号)(①饱和Na2CO3溶液  ②饱和K2CO3溶液  ③75%乙醇 ④四氯化碳)
(2)如图是离子交换膜(允许钠离子通过,不允许氢氧根与氯离子通过)法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是
氯气
氯气
;NaOH溶液的出口为
a
a
(填字母);精制饱和食盐水的进口为
d
d
(填字母);干燥塔中应使用的液体是
浓硫酸
浓硫酸


Ⅱ.多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注.
(1)SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为
SiCl4+2H2+O2
 高温 
.
 
SiO2+4HCl
SiCl4+2H2+O2
 高温 
.
 
SiO2+4HCl

(2)SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用.一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:
3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)
达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为
0.351
0.351
kg.
(3)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置
e
e
(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置
d
d
(填代号).
可选用制备气体的装置:

(4)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0kg,则生成氢气
134.4
134.4
m3(标准状况).(忽略可能存在的其他反应)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:

沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
PH 3.2 5.2 12.4
Ⅲ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有
适当提高反应温度、增加浸出时间
适当提高反应温度、增加浸出时间
(要求写出两条).
(2)滤渣I的主要成分是
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

Mg(ClO32在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3→Mg(ClO32+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示:

(3)将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO32.简述可制备Mg(ClO32的原因:
在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO32的溶解度随温度变化的最大,NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别;
在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO32的溶解度随温度变化的最大,NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别;

(4)按题(3)中条件进行制备实验.在冷却降温析出Mg(ClO32过程中,常伴有NaCl析出,原因是:
降温前,溶液中NaCl已达饱和,降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少量析出;
降温前,溶液中NaCl已达饱和,降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少量析出;
.除去产品中该杂质的方法是:
重结晶
重结晶

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