氯碱工业试题及答案-数学-云返教育

某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．

请填写下列空白：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：．
（2）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将　（填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H₂　 t．
（3）用甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加6.4g．
①请写出燃料电池中的负极反应式：　．
②燃料电池正极消耗空气的体积是　（标准状况，空气中O₂体积分数以20%计算）．

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中
漂白粉是一种常用杀菌、消毒剂，其有效成分为次氯酸钙．下图为制取漂白粉的工业流程简图．
信息卡
常温下碳酸钙难溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙易溶于水．次氯酸钙易溶于水，酸性条件下不稳定、100°C时发生分解反应．

（1）流程I 得到浓度为80g?L^-1氢氧化钠溶液，其物质的量浓度是 mol?L^-1．
（2）写出流程I发生反应的化学反应方程式，并用双线桥表示其电子转移的方向和数目：　．流程II的反应条件（2）是　．
（3）流程III中发生两个反应，写出其中的氧化还原反应的化学反应方程　．其中氧化剂是　；还原剂是　．（写化学式）
（4）流程IV中操作b是：　．（写名称）
（5）流程V进行低温蒸干的原因是：　．
（6）用化学方程式说明较纯的次氯酸钙粉末必须密封保存的原因　．
（7）氯水和次氯酸钙都能起漂白、消毒作用．是因为它们都能产生同一种物质，写出氯气与水反应产生该物质的化学方程式　．
（8）在酸性条件下次氯酸钙的氧化性比氯气强，能将溴离子氧化成溴单质，而次氯酸钙中的氯元素则被还原为负一价的氯离子，氧元素则转化为水．试写出次氯酸钙和稀盐酸的混合物与溴化钠反应的化学方程式：　．

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中
（14分）美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。
（X为卤原子）
经由Heck反应合成M（一种防晒剂）的路线如下：
C为HOCH₂CH₂CH(CH₃)₂
回答下列问题：
（1）M可发生的反应类型是。zxxk
a．取代反应 b．酯化反应 c．缩聚反应 d．加成反应
（2）C与浓H₂SO₄共热生成F，F能使酸性KMnO₄溶液褪色，F的结构简式是　。D在一定条件下反应生成高分子化合物G，G的结构简式是　。
（3）在A → B的反应中，检验A是否反应完全的试剂是　。
（4）E的一种同分异构体K符合下列条件：苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢，与FeCl₃溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热，发生反应的方程式为　。

答案解析

类型： 解答题 难度系数：易
下列物质不能以食盐为原料而生产的是（　　）

答案解析

类型： 单选题 难度系数：中
漂白粉是一种常用杀菌、消毒剂，其有效成分为次氯酸钙．下图为制取漂白粉的工业流程简图．

信息卡
常温下碳酸钙难溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙易溶于水．次氯酸钙易溶于水，酸性条件下不稳定、100°C时发生分解反应．

（1）流程I 得到浓度为80g?L^-1氢氧化钠溶液，其物质的量浓度是          mol?L^-1．
（2）写出流程I发生反应的化学反应方程式，并用双线桥表示其电子转移的方向和数目：         :middle"> ．流程II的反应条件（2）是          ．
（3）流程III中发生两个反应，写出其中的氧化还原反应的化学反应方程          ．其中氧化剂是          ；还原剂是          ．（写化学式）
（4）流程IV中操作b是：          ．（写名称）
（5）流程V进行低温蒸干的原因是：          ．
（6）用化学方程式说明较纯的次氯酸钙粉末必须密封保存的原因          ．
（7）氯水和次氯酸钙都能起漂白、消毒作用．是因为它们都能产生同一种物质，写出氯气与水反应产生该物质的化学方程式         :middle">HCl+HClO ．
（8）在酸性条件下次氯酸钙的氧化性比氯气强，能将溴离子氧化成溴单质，而次氯酸钙中的氯元素则被还原为负一价的氯离子，氧元素则转化为水．试写出次氯酸钙和稀盐酸的混合物与溴化钠反应的化学方程式：Ca（ClO）₂+4HCl+4NaBr=CaCl₂+4NaCl+2Br₂+2H₂O ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：难
电解饱和食盐水可生产氯气，氢气和氢氧化钠，氯气与石灰乳反应可制得漂白粉．
（1）请写出上述过程中发生反应的化学方程式
（2）若电解饱和食盐水时消耗NaCl 117g，试计算理论上最多可得到氯气的体积（标准状况）
（3）若将2mol氯气通入足量石灰乳中，理论上可得到次氯酸钙多少克？

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中
氯碱工业是一种高耗能产业，一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上，如图是该工艺图示（电极未标出）．下列说法正确的是（　　）

答案解析

类型： 单选题 难度系数：中
下列说法不正确的是（　　）

答案解析

类型： 单选题 难度系数：中
下列有关说法中正确的是（　　）

答案解析

类型： 单选题 难度系数：中
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下：
（1）精制过程中反应的离子方程式为．
（2）电解过程的总反应方程式为　 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中
某化学小组拟采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）来电解饱和食盐水，并用电解产生的H₂还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性．

（1）为完成上述实验，正确的连接顺序为A连；B连　（填写字母）．
（2）对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要进行的操作为　．
（3）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是　，对应的现象为　．
（4）丙装置的c瓶中盛放的试剂为　，作用是　．
（5）为测定Cu的相对原子质量，设计了如下甲、乙两个实验方案．精确测量硬质玻璃管的质量为a g，放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g，实验完毕后：
甲方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g，进而确定Cu的相对原子质量．
乙方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量．
①请你分析并回答：　方案所测结果更准确．你认为不合理的方案的不足之处是　．
②若按甲方案测定的数据计算，Cu的相对原子质量为　．

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中
关注饮用水，保证人民的生活质量．回答下列两个问题：
（1）饮用水中的NO₃^-对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO₃^-的浓度，可以在碱性条件下用铝粉将NO₃^-还原为N₂，其化学方程式为：10Al+6NaNO₃+4NaOH═10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O．请回答下列问题：
①上述反应中的氧化剂为．
②上述反应中若生成标况下3.36LN₂，则转移的电子数为　．
（2）洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一．漂白粉是常用的消毒剂．
①工业上制取氯气的化学反应方程式为　．
②漂白粉溶于水后，受空气中的CO₂作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，反应的离子方程式为　．

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中
【化学_选修2化学与技术】
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

（1）在电解过程中，阳极的电极反应式为          与电源负极相连的电极附近．溶液pH 值          （选填“不变“、“升髙“或“下降“）
（2）铕制饱和食盐水时，为有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO
^2-
₄
，加入除杂试剂的合理顺序为          （选填a，b，c多选扣分），沉淀过滤后再加入HCl．
a．先加 NaOH，后加 Na₂CO，再加 BaCl₂ b．先加 NaOH，后加 BaCl₂，再加 Na₂CO₃，
c．先加BaCl₂，后加NaOH，再加Na₂CO，d．先加Na₂CO₃，后加BaCl₂，再加NaOH
写出沉淀过滤后，加入HCl时发生反应的离子方程式          ．
（3）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，产物仅含一种溶质，相应的化学方程式为NaCl+H₂O
通电

H₂↑+NaClO
（4）如图是根据氯碱工业中离子交换膜技术原理设计的电解Na₂SO₄生产NaOH和H₂SO₄溶液的装置．从F口可不断充入Na₂SO₄．

请分析：①a为          （填“阳“或“阴“）离子交换膜；
②从D 口流出的溶液为          ．（填溶质化学式）

答案解析

类型： 填空题     难度系数：中
（2009?重庆）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）图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是          ；NaOH溶液的出口为          （填字母）；精制饱和食盐水的进口为          （填字母）；干燥塔中应使用的液体是          ．

（2）多晶硅主要采用SiHCl₃还原工艺生产，其副产物SiCl₄的综合利用收到广泛关注．
①SiCl₄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 ．
②SiCl₄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（g）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          kg．
（3）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          M³（标准状况）．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：中
化工中把电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业，其生产流程如下：

（1）除去食盐水中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，应分别加入下列沉淀剂：①NaOH（aq）、
②Na₂CO₃（aq）、③BaCl₂（aq），加入沉淀剂的顺序为          （填序号）；加入盐酸的作用为          ．
（2）如图为实验室电解饱和食盐水的实验装置．X、Y均为石墨电极，两极周围溶液均滴有几滴酚酞试液．
①电解一段时间后，X电极及附近溶液能观察到的现象是          ；Y电极上的电极反应式为          ，检验该极产生的气体的方法是          ．
②电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl^-+2H₂O
电解

H₂↑+Cl₂↑+2OH^- ；若饱和食盐水体积为200mL，且忽略电解过程中的体积变化及气体溶解，当两极共收集到气体（共两种）44.8mL（标准状况）时，溶液的pH=          ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：中
海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含80多种元素．氯碱工业和金属镁的制备原料都来自于海水．
Ⅰ．在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如图甲所示）．
（1）写出两电极的反应式：阳极          ；阴极          ．
（2）石棉隔膜的作用是          ．
Ⅱ．随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品纯度得到提高．20世纪80年代起，隔膜法电解工艺逐渐被离子膜电解技术取代．
（1）离子膜电解槽（如图乙所示）中⑥、⑦分别是          、          ．
（2）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，在离子膜电解饱和食盐水时电路中通过电子1.929×10⁵C，则产生NaOH          g．
Ⅲ．如图丙是工业上生产镁的流程．
（1）写出下列反应的化学方程式：
①沉淀池中：          ；
②电解：MgCl₂（熔融）
电解

Mg+Cl₂↑ ．
（2）整个生产流程中，循环使用的物质是          ．
（3）简述加热氯化镁的水合晶体使之脱水转化为无水氯化镁的操作过程：          ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：中
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示：

（1）由于生成的氯气可溶于水，并发生下列反应Cl₂+H₂O?HCl+HClO，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          ；
（2）电解所用的盐水需精制．去除食盐水中含有的Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-[c（SO₄^2-）＞c（Ca²⁺）]．精致流程如下（淡盐水和溶液A来上述电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是          ．
②过程Ⅰ中Cl₂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          ．
④经过程Ⅲ处理，要求盐水c中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg/L，若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m³盐水b，最多添加10%Na₂SO₃溶液的质量为多少kg？（加入溶液引起的体积变化忽略不计，请写出解题步骤）．          ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：中
[化学-选修化学与技术]
请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品．理论上k=          （要求计算表达式和结果）；
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-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          （填序号）
（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图中X、Y分别是          、          （填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小          ；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：          ，负极：          ；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）          、          ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：中
某化学小组拟采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）来电解饱和食盐水，并用电解产生的H₂还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性．

（1）为完成上述实验，正确的连接顺序为A连          ；B连          （填写字母）．
（2）对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要进行的操作为          ．
（3）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是          ，对应的现象为          ．
（4）丙装置的c瓶中盛放的试剂为          ，作用是          ．
（5）为测定Cu的相对原子质量，设计了如下甲、乙两个实验方案．精确测量硬质玻璃管的质量为a g，放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g，实验完毕后：
甲方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g，进而确定Cu的相对原子质量．
乙方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量．
①请你分析并回答：          方案所测结果更准确．你认为不合理的方案的不足之处是          ．
②若按甲方案测定的数据计算，Cu的相对原子质量为          ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：难
工业上电解制碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．
请回答下列问题：
电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室，它只允许          （填离子符号，下同）通过，而不允许          和气体通过．电解法制碱的主要原料饱和食盐水是由粗盐制得，其中含有泥沙及Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质，因此必须精制．精制时所用试剂为①NaOH ②Na₂CO₃ ③BaCl₂④盐酸，这四种试剂的添加顺序为          　（填序号）．
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图中X、Y分别是          、          （填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数 a%与b%的大小          ；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：          ；负极：          ；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）          、          ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：难

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