Question

化工厂的设计是将实验室的研究成果转化为工业化生产的重要的基础工作．

（1）以硫铁矿为原料生产硫酸需经过

 

、

 

和

 

三个主要生产阶段．
（2）侯氏制碱法是在索尔维制碱法的基础上创造出的一种新的制造纯碱的方法．具体工艺流程图如图所示：
①索尔维制碱法的原理是

 

．（用化学方程式表示）
②侯氏制碱法与索尔维制碱法相比，优点是

 

．
③侯氏制碱法可以循环使用的物质有

 

．
（3）食盐也是一种重要的化工原料，氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H₂和Cl₂．海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质，必须加入一些化学试剂，使杂质沉淀，处理后的盐水还需进入阳离子交换塔，其原因是

 

．电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行，离子交换膜的作用是

 

．

Answer 1

分析：（1）硫铁矿与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，再与水反应得到硫酸；
（2）①氯化钠、氨气、二氧化碳和水生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成纯碱；
②生产工艺由两部分组成，有流程图可知，该工艺流程中包含制碱和制氯化铵两部分；
③根据工艺流程图可知：二氧化碳在制碱过程中是反应物，后面又是生成物，从母液a到母液b循环过程中有氯化钠存在；
（3）食盐水中含有杂质离子Mg²⁺、Ca²⁺，一定条件下生成沉淀损害离子交换膜；电解食盐水的产物之间能反应．

解答：解：（1）硫铁矿与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，再与水反应得到硫酸，则以硫铁矿为原料生产硫酸需经过：二氧化硫炉气的制造、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收；
故答案为：二氧化硫炉气的制造、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收；
（2）①氯化钠、氨气、二氧化碳和水生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成纯碱，其反应的方程式为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，2NaHCO₃

△   .

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

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
②由工艺流程图可知：侯氏制碱法的生产工艺由两部分组成，氯化钠、氨气、二氧化碳和水生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成纯碱，母液中加氯化钠降温得到氯化铵，氯化铵是一种氮肥；
故答案为：侯氏制碱法的工艺由制碱和制氯化铵两个过程组成，形成纯碱与氯化铵的循环；
③根据工艺流程图可知，氯化钠、氨气、二氧化碳和水生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成纯碱和二氧化碳，母液ab中均含氯化钠，氯化钠循环使用，使用循环使用的物质有CO₂、NaCl；
故答案为：CO₂、NaCl；
（3）用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg²⁺、Ca²⁺，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜，所以要用阳离子交换塔除去Mg²⁺、Ca²⁺；电解食盐水的产物有氯气、氢气和氢氧化钠，氯气与氢氧化钠能反应，氢气与氯气也能反应，所以电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行；
故答案为：用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg²⁺、Ca²⁺，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜；防止H₂与C1₂混合发生爆炸，同时防止C1^-进入阴极室，这样可以获得纯净的NaOH．

点评：本题考查了硫酸工业、工业制纯碱的工艺、氯碱工业等，题目侧重于化学与工业生产的联系，题目难度中等，注意把握有关工业生产的原理是解题的关键．