Question

化工廠的設計是將實驗室的研究成果轉化為工業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造出的一種新的制造純堿的方法。具體工藝流程圖如下：

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，優點是                 。
③侯氏制堿法可以循環使用的物質有                 。
（3）食鹽也是一種重要的化工原料，氯堿工業就是通過電解飽和食鹽水來制備NaOH、H₂和C1₂。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

（1）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）①NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂O＝NaHCO₃↓＋NH₄Cl    2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O＋CO₂↑
②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
③CO₂、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。防止H₂與C1₂混合發生爆炸，同時防止C1₂^-進入陰極室，這樣可以獲得純凈的NaOH。

試題分析：（1）以硫鐵礦為原料生產硫酸需經過硫鐵礦的煅燒，二氧化硫爐氣的制造、二氧化硫氣體的催化氧化、產生的三氧化硫的吸收和硫酸的生成這三個主要生產階段。（2）①索爾維制堿法的原理是先向飽和的食鹽水中通入足量的氨氣，然后在通入足量的二氧化碳氣體，這時發生反應：NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂O＝NaHCO₃↓＋NH₄Cl. 將NaHCO₃過濾出來，洗滌干凈，然后加熱使其發生分解反應：2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O＋CO₂↑。即得到了純堿Na₂CO₃。②侯氏制堿法與索爾維制堿法相比，優點是侯氏制堿法的工藝由制堿和制氯化銨兩個過程組成，形成了純堿與氯化銨的循環利用，減少了價值不大的CaCl₂的生成。③有流程示意圖可看出侯氏制堿法可以循環使用的物質有CO₂、NaCl。（3）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。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防止陰極室的H₂與陽極室C1₂混合發生爆炸，同時防止C1₂^-進入陰極室，這樣可以獲得純凈的燒堿——NaOH。