Question

化工廠的設計是將實驗室的研究成果轉化為工業(yè)化生產的重要的基礎工作．

（1）以硫鐵礦為原料生產硫酸需經過

 

、

 

和

 

三個主要生產階段．
（2）侯氏制堿法是在索爾維制堿法的基礎上創(chuàng)造出的一種新的制造純堿的方法．具體工藝流程圖如圖所示：
①索爾維制堿法的原理是

 

．（用化學方程式表示）
②侯氏制堿法與索爾維制堿法相比，優(yōu)點是

 

．
③侯氏制堿法可以循環(huán)使用的物質有

 

．
（3）食鹽也是一種重要的化工原料，氯堿工業(yè)就是通過電解飽和食鹽水來制備NaOH、H₂和Cl₂．海水中得到的粗鹽中往往含有一些雜質，必須加入一些化學試劑，使雜質沉淀，處理后的鹽水還需進入陽離子交換塔，其原因是

 

．電解食鹽水在離子交換膜電解槽中進行，離子交換膜的作用是

 

．

Answer 1

分析：（1）硫鐵礦與氧氣反應生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，再與水反應得到硫酸；
（2）①氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉受熱分解生成純堿；
②生產工藝由兩部分組成，有流程圖可知，該工藝流程中包含制堿和制氯化銨兩部分；
③根據(jù)工藝流程圖可知：二氧化碳在制堿過程中是反應物，后面又是生成物，從母液a到母液b循環(huán)過程中有氯化鈉存在；
（3）食鹽水中含有雜質離子Mg²⁺、Ca²⁺，一定條件下生成沉淀損害離子交換膜；電解食鹽水的產物之間能反應．

解答：解：（1）硫鐵礦與氧氣反應生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，再與水反應得到硫酸，則以硫鐵礦為原料生產硫酸需經過：二氧化硫爐氣的制造、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收；
故答案為：二氧化硫爐氣的制造、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收；
（2）①氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉受熱分解生成純堿，其反應的方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
②由工藝流程圖可知：侯氏制堿法的生產工藝由兩部分組成，氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉受熱分解生成純堿，母液中加氯化鈉降溫得到氯化銨，氯化銨是一種氮肥；
故答案為：侯氏制堿法的工藝由制堿和制氯化銨兩個過程組成，形成純堿與氯化銨的循環(huán)；
③根據(jù)工藝流程圖可知，氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉受熱分解生成純堿和二氧化碳，母液ab中均含氯化鈉，氯化鈉循環(huán)使用，使用循環(huán)使用的物質有CO₂、NaCl；
故答案為：CO₂、NaCl；
（3）用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg²⁺、Ca²⁺，堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜，所以要用陽離子交換塔除去Mg²⁺、Ca²⁺；電解食鹽水的產物有氯氣、氫氣和氫氧化鈉，氯氣與氫氧化鈉能反應，氫氣與氯氣也能反應，所以電解食鹽水在離子交換膜電解槽中進行；
故答案為：用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg²⁺、Ca²⁺，堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜；防止H₂與C1₂混合發(fā)生爆炸，同時防止C1^-進入陰極室，這樣可以獲得純凈的NaOH．

點評：本題考查了硫酸工業(yè)、工業(yè)制純堿的工藝、氯堿工業(yè)等，題目側重于化學與工業(yè)生產的聯(lián)系，題目難度中等，注意把握有關工業(yè)生產的原理是解題的關鍵．