Химия

8 класс

Приведенная на рис. схема представляет в упрощенном виде технологическую линию по переработке хлорида натрия (на ней не показаны некоторые необходимые в производстве аппараты: насосы, промывные башни, теплообменники и пр.). Буквами

$R_1, R_2, \cdots R_9$ на схеме обозначены реакторы и аппараты, в которых протекают основ, ные химические процессы. Линиями 1 - 20 обозначены трубопроводы, по которым осуществляется транспорту ровка сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, а буквами А - F отмечены резервуары и контейнеры для готовой продукции. а. Приведите уравнения реакций, осуществляемых в реакторах

$R$ . Опишите принципы действия этих реакторов и кратко охарактеризуйте происходящие в них процессы (допустим, например, что в некотором реакторе

$R_{10}$ осуществляется растворение

$NaOH$ в горячей воде). б. Объясните, что транспортируется по трубопроводам 1-20. в. Назовите готовую продукцию, находящуюся в резервуарах и контейнерах

$A-F$ . При решении задачи можно воспользоваться следующими дополнительными данными:

$R_1$ - электролизер с ртутными катодами и графитовыми анодами;

$R_3$ - батарея выпарных аппаратов (обозначен только один из них) для концентрирования растворов:

$R_5$ - фильтр-пресс для отделения кристаллов от раствора;

$R_6$ - сушильная камера;

$F$ - ненасыщенное соединение (мономер), который после полимеризации включается в состав ряда широко распространенных пластмасс; 1 - водный раствор хлорида натрия; 2 и 17 - вода; 10 - известковое молоко,

а. В электролизере

$R_1$ происходят процессы

$Na^{+} + e + nHg = Na \cdot nHg$ ,

$2Cl^{-} - 2e = Cl_2$ ,

получается амальгама натрия и хлор

$2NaCl + nHg = 2Na \cdot nHg + Cl_2$ ;

$R_2$ - гидролитическая ванна, в которой происходит разложение амальгамы натрия водой

$2Na \cdot nHg + 2H_2O = 2NaOH + H_2 + 2nHg$ ,

$R_3$ - упаривательные аппараты, в которых по возможности полностью удаляется вода и где получается расплавленная щелочь. В реакторе

$R_4$ осуществляется реакция

$2Ca(OH)_2 + 2Cl_2 = Ca(OCl)_2 + CaCl_2 + 2H_2O$ ,

в результате которой в кристаллическом виде выделяется высокопроцентная хлорная известь, имеющая (по данным разных авторов) состав

$Ca(ICl)_2 \cdot 4H_2O \cdot CaCl_2 \cdot Ca(OH)_2 \cdot H_2O$ или

$Ca(OCl)_2 \cdot 1/2Ca(OH)_2$ .

В фильтр-прессах

$R_5$ производится отделение осадка хлорной извести от щелоков, содержащих главным образом

$CaCl_2$ .

$R_6$ - сушильные камеры,

$R_7$ - горелки для синтеза хлористого водорода:

$H_2 + Cl_2 = 2HCl$ ;

$R_8$ - поглотительные башни, где производят улавливание хлористого водорода и получают техническую соляную кислоту.

$R_9$ - аппараты, в которых получают винилхлорид

$HС \equiv CH + HCl \rightarrow H_2С = CHCl$

или хлоропрен

$H_2C = CH-C = CH + HCl \rightarrow H_2C = CH - \underset{ \overset{|}{Cl} }{C} = CH_2$ .

б. По трубопроводам 1-20 транспортируются следующие соединения: 1 - водный раствор хлорида натрия, 2 - вода, 3 - ртуть, 4 - амальгама натрия, 5 - водный раствор едкого натра, 6 - концентрированная щелочь или расплавленный едкий натр, 7 - водород, 8 - разбавленный раствор хлорида натрия для очистки от Cl2 и НОCl и концентрирования, 9 - газообразный хлор, 10- известковое молоко, 11 - осуществляется выброс газов в атмосферу, 12 - суспензия

$Ca(OCl)_2, CaCl_2, Ca(OH)_2$ на фильтрацию, 13 - сырая хлорная ивесть

$Ca(OCl)_2 \cdot 1/2Ca(OH)$ , 14 - щелоки-фильтраты, содержащие в основном

$CaCl_2$ , 15 - газообразный хлористый водород, 16 - производится нейтрализация газов (

$H_2, Cl_2, CO_2$ и др.), 17 - вода, 18 - техническая соляная кислота, 19 - ацетилен (или винилацетилен), 20 - винилхлорид (или хлоропрен).

в. В резервуарах и контейнерах A-F находятся следующие виды готовой продукции: A - концентрированные растворы едкого натра или расплавленная щелочь, B - зообразный хлор, C - высокопроцентная хлорная известь (около 70 % активного хлора), D - электролитический водород, Е - техническая соляная кислота, F - винилхлорид (или хлоропрен).

8 класс Химия Средняя