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1、化学工业,一、氯碱工业,原理:电极方程式:阳极:2Cl-2e Cl2 产物:氯气阴极:2H+2e H2 产物:氢气、氢氧化钠设备:立式隔膜电解槽,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,例1:氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下:依据上图,完成下列填空:(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为_,与电源负极相连的电极附近,溶液的pH_。(选填不变、升高或降低)。(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为_。(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是_。ABa(OH)2 BBa
2、(NO3)2 CBaCl2(4)为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为_,A先加入NaOH,后加入Na2CO3,再加入钡试剂B先加入NaOH,后加入钡试剂,再加入Na2CO3C先加入钡试剂,后加入NaOH,再加入Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过_、冷却、_(填写操作名称)除去NaCl。(6)用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和NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水,Cl2和NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为_。,原理:条件的选择:()温度:500()压强:2050MPa()
3、催化剂:铁触媒设备:合成塔,二、合成氨,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q,例:有关合成氨工业说法中正确的是A从合成塔出来的混合气体,其中NH3%只占15%,所以生产氨的工厂的效率都很低B由于氨易液化,N2、H2是循环使用的,总体来说氨的产率很高C合成氨反应温度控制在500左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动D合成氨采用的压强是2107 Pa5107 Pa,因为该压强下铁触媒的活性最大例:合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的CO,必须除去原料气中CO的原因是_。,例4在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中,
4、具有的共同点是A使用吸收塔设备 B使用尾气吸收装置C使用H2作原料 D使用催化剂例5合成氨所用的H2可由煤与水反应制得,其中有一步反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)+Q,欲提高CO转化率可采用的方法有:降低温度;增加压强;使用催化剂;增大CO的浓度;增大水蒸气的浓度,其中正确的组合是A BC D只有,三、硫酸工业(接触法),原理:条件的选择:()温度:()压强:()催化剂:设备:沸腾炉、接触室、吸收塔,例6:在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2+O2 2SO3+Q(Q0),已知常压下平衡混合气体中SO3体积分数为91%。试回答:(1)在生产中常用过量的空
5、气是为了_。(2)加热到400500是由于_。(3)压强采用_,原因是_。(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,因为_。,例7工业上用接触法制硫酸时,从沸腾炉中导出的炉气,要经过净化的理由是A为了减少对大气的污染B防止催化剂中毒C炉气中含有一些其他有用成分,以便综合利用D为了制得更纯的硫酸例8在硫酸工业生产过程中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室,按此密闭体系中气体的流向,则在A处流出的气体主要为ASO2BSO3、O2CSO2、O2DSO2、SO3,四、硝酸工业(氨氧化法),原理:设备:氧化炉、吸收塔,4NH3+5O2 4NO+6H2O2NO+O2
6、2NO23NO2+H2O 2HNO3+NO,例9:制取硝酸铵的流程图如下:请回答下列问题:(1)合成氨的原料通常各来自何处?(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q。请解释:为有效提高氨的产率,实际生产中宜采取哪些措施?(3)写出氨催化氧化的化学方程式。铂铑合金网有何作用?为什么铂铑合金网未预热也会发热?(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,如何消除它们对大气的污染?写出反应式。(5)举出硝酸铵的两种主要用途。(6)在一定温度和压强的密闭容器中,将平均式量为8.5的H2和N2混合,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的平均式量为10,此时N2的转化率为_,平衡混合气体中NH3
7、的体积分数为_。,五、侯氏(联合)制碱法,原理:索氏制碱法(氨碱法)原料:食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料缺点:NaCl利用率低,生成了无用的产物CaCl2,CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3+NH4ClNaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O,侯氏(联合)制碱法,原理:原料:食盐、氨和二氧化碳(合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)缺点:NaCl利用率高,制取了氮肥氯化铵,CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3+NH4ClNaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O,例10:我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:
8、(1)上述生产纯碱的方法称为_,副产品的一种用途为。(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是。(3)写出上述流程中X物质的分子式。(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了_(填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是_(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加_。(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有(a)增大NH4的浓度,使NH4Cl更多地析出(b)使NaHCO3更多地析出(c)使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度,六、工业制盐酸,原理:设备:合成塔、吸收塔,H2+Cl2 2HCl,七、金属的冶炼,原理:方法:_、_、_电解铝冰晶石(Na3AlF6)的作用:_,八、炼铁,原料:原理:主要反应:设备:,九、炼钢,原理:氧化剂:,例11下列关于炼钢、炼铁的说法中错误的是()A炼铁是铁矿石被还原的过程B炼钢的生铁被氧化的过程C炼铁高炉中加入石灰石的目的是除去脉石D炼钢转炉中加入的生石灰是造渣剂,十、化工生产的一些原理,充分利用原料:使原料尽可能的转化为产品(1)原料循环使用(2)用廉价的原料提高其他原料的利用率充分利用能量,提高能源的利用率热交换器:逆流原理环保三废的处理绿色化学:工业生产的过程中没有(或极少有)有毒、有害物质排出,原子利用率尽量达到百分之百,