高考化學總復習 選修部分 化學與技術 第一單元 化學與資源開發(fā)利用課件 蘇教版

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1、第一單元化學與資源開發(fā)利用第一單元化學與資源開發(fā)利用選修化學與技術選修化學與技術2017高考導航高考導航選修化學與技術選修化學與技術考綱要求考綱要求真題統(tǒng)計真題統(tǒng)計命題趨勢命題趨勢1.了解煤、石油和天然氣等了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。綜合利用的意義。2.了解我國無機化工的生產(chǎn)了解我國無機化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。資源和產(chǎn)品的主要種類。3.了解海水的綜合利用。了了解海水的綜合利用。了解化學科學發(fā)展對自然資源解化學科學發(fā)展對自然資源利用的作用。利用的作用。4.了解化學對廢舊物資再生了解化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用。與綜合利用的作用。2015,卷卷 36T;2014,卷卷 36

2、T;2014,卷卷 36T;2013,卷卷 36T預計預計2017年高考中年高考中對本單元的考查仍對本單元的考查仍以資源的開發(fā)利用以資源的開發(fā)利用結合可持續(xù)發(fā)展為結合可持續(xù)發(fā)展為主主,單獨考查的可能單獨考查的可能性較小性較小,主要是結合主要是結合最新的工業(yè)生產(chǎn)進最新的工業(yè)生產(chǎn)進行考查。行考查?？键c一煤、石油、天然氣的綜合利用考點一煤、石油、天然氣的綜合利用煉制方法煉制方法原理原理變化變化 主要原料主要原料主要產(chǎn)品主要產(chǎn)品分分餾餾常壓常壓利用不同烴的沸點利用不同烴的沸點不同不同,將其分離成沸將其分離成沸點不同的產(chǎn)物點不同的產(chǎn)物物理物理變化變化原油原油石油氣、汽油、煤石油氣、汽油、煤油、柴油、重油

3、等油、柴油、重油等減壓減壓重油重油柴油、燃料油等柴油、燃料油等裂化裂化在一定條件下在一定條件下,使長使長鏈烴斷裂為短鏈烴鏈烴斷裂為短鏈烴化學化學變化變化重油、石重油、石蠟等蠟等_、煤油、煤油、柴油等輕質油柴油等輕質油裂解裂解深度裂化深度裂化(更高溫度更高溫度下的裂化下的裂化)化學化學變化變化石油分餾石油分餾產(chǎn)物產(chǎn)物(包括包括石油氣石油氣)主要是主要是_、丙烯、丁烯、甲烷丙烯、丁烯、甲烷等等汽油汽油乙烯乙烯 石油和煤炭加工過程涉及多種技術和設備。石油和煤炭加工過程涉及多種技術和設備。 (1)石油分餾時石油分餾時，在不斷向在不斷向_(填工業(yè)設備名稱填工業(yè)設備名稱)內(nèi)投放內(nèi)投放原料的同時獲得產(chǎn)品原料

4、的同時獲得產(chǎn)品，該過程為該過程為_操作過程。操作過程。 (2)石油裂化分為熱裂化、石油裂化分為熱裂化、_和加氫裂化和加氫裂化，裂化的目裂化的目的是提高的是提高_的產(chǎn)量。的產(chǎn)量。 (3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和煤的洗選是為了降低原煤中灰分和_的含量。 煤的的含量。 煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆并使全部煤炭顆粒粒_進行燃燒的過程。進行燃燒的過程。 (4)煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和_存在下與存在下與_作用生成液體燃料的過程。作用生成液體燃料的過程。 分餾塔分餾塔連續(xù)連續(xù)催化裂化

5、催化裂化輕質燃料油輕質燃料油硫硫(S)浮動浮動催化劑催化劑氫氣氫氣(H2)石油加工技術石油加工技術A煤、石油、天然氣的綜合利用煤、石油、天然氣的綜合利用2.煤中含有的硫元素主要以煤中含有的硫元素主要以FeS2形式存在形式存在,煤在燃燒時煤在燃燒時,會產(chǎn)生大會產(chǎn)生大量的量的 SO2,對環(huán)境造成污染對環(huán)境造成污染,工業(yè)上有多種方法可以減少煤燃燒產(chǎn)工業(yè)上有多種方法可以減少煤燃燒產(chǎn)生的生的 SO2,這些方法可根據(jù)煤燃燒過程的不這些方法可根據(jù)煤燃燒過程的不同階段分成三類。同階段分成三類。 (1)在煤燃燒前采用的脫硫技術在煤燃燒前采用的脫硫技術，其基本原理如下：其基本原理如下： FeS2微生物微生物O2H

6、2OFe2SO24微生物微生物O2HFe3 這種脫硫技術稱為這種脫硫技術稱為_脫硫技術脫硫技術，該技術的第一步反應的該技術的第一步反應的離子方程式為離子方程式為_。 煤炭中還有硫元素以有機物形式存在煤炭中還有硫元素以有機物形式存在，人們正是利用微生物的人們正是利用微生物的降解作用降解作用，使之最終轉化為使之最終轉化為_除去。除去。 微生物微生物H2SO4(2)在煤燃燒的同時進行的脫硫技術稱為在煤燃燒的同時進行的脫硫技術稱為“流化床流化床”燃燒技燃燒技術術，該技術是在煤中加入脫硫劑后直接在鍋爐燃燒室燃燒該技術是在煤中加入脫硫劑后直接在鍋爐燃燒室燃燒，常用的脫硫劑是常用的脫硫劑是_(寫化學式寫化學

7、式，下同下同)，這種方法脫硫這種方法脫硫效率較高效率較高，且最終可得到脫硫副產(chǎn)品且最終可得到脫硫副產(chǎn)品_。 (3)在煤燃燒后對其煙氣凈化的技術在煤燃燒后對其煙氣凈化的技術， 其基本原理是將煙氣通其基本原理是將煙氣通入吸收入吸收塔進行除塵、脫硫、脫氮。吸收塔中常用的淋洗劑是塔進行除塵、脫硫、脫氮。吸收塔中常用的淋洗劑是_，這里所說的這里所說的“脫氮脫氮”主要是指主要是指除去除去_。 CaCO3CaSO4石灰水石灰水或或Ca(OH)2溶液溶液氮氧化物氮氧化物(或或NOx)3(1)目前世界上的氫絕大部分是由石油、煤炭和天然氣制取目前世界上的氫絕大部分是由石油、煤炭和天然氣制取的的，如用水蒸氣與熾熱的

8、炭反應：如用水蒸氣與熾熱的炭反應：CH2O(g)=高溫高溫COH2。 請寫出由天然氣制取氫氣的化學方程式：請寫出由天然氣制取氫氣的化學方程式：_。 分析此類制氫方法是否為理想。 分析此類制氫方法是否為理想的長久方法：的長久方法： _。 CH4H2O(g)=高溫高溫CO3H2 此類制氫方法的原材料煤炭、天然氣、石油面臨枯竭此類制氫方法的原材料煤炭、天然氣、石油面臨枯竭,且這些且這些反應需消耗很多能量反應需消耗很多能量,因此此類方法不是理想的長久方法因此此類方法不是理想的長久方法(2)以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如圖所示以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如圖所示(圖中某些圖中某些轉化步驟及生成物

9、未列出轉化步驟及生成物未列出)： 在合成氨的實際生產(chǎn)過程中在合成氨的實際生產(chǎn)過程中，常采取的措施之一是將生成常采取的措施之一是將生成的氨從混合氣體中及時分離出來的氨從混合氣體中及時分離出來，并將分離出氨后的氮氣和并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環(huán)利用氫氣循環(huán)利用，同時補充氮氣和氫氣。請應用化學反應速率同時補充氮氣和氫氣。請應用化學反應速率和化學平和化學平衡衡的觀點說明采取該措施的理由：的觀點說明采取該措施的理由：_。 增大氮氣和氫氣的濃度有利于加快化學反應速率增大氮氣和氫氣的濃度有利于加快化學反應速率;減小氨氣減小氨氣的濃度、增大氮氣和氫氣的濃度都有利于平衡正向移動的濃度、增大氮氣和氫氣的濃度都有

10、利于平衡正向移動90解析：解析：(2)將氨分離出來將氨分離出來，可減少生成物的濃度可減少生成物的濃度，化學平衡化學平衡正向移動；補充氫氣和氮氣正向移動；補充氫氣和氮氣，增大反應物的濃度增大反應物的濃度，有利于加有利于加快化學反應速率快化學反應速率，也有利于化學平衡正向移動。也有利于化學平衡正向移動。根據(jù)甲烷根據(jù)甲烷生成氫氣生成氫氣，氮氣、氫氣合成氨氮氣、氫氣合成氨，氨氣與氨氣與 CO2生成尿素得關系生成尿素得關系式：式： CH4 2NH3 CO(NH2)2 224 Lmol1 60 gmol1 5610775%80% L x 所以所以 x9107 g90 t。 考點二海水的綜合利用考點二海水的

11、綜合利用一、海水淡化一、海水淡化常用方法有常用方法有_、膜法、膜法(電滲析、反滲透電滲析、反滲透)、離子、離子交換法、冷凍法等。交換法、冷凍法等。二、海水的開發(fā)利用二、海水的開發(fā)利用1海水制鹽海水制鹽以以_為主，主要得到為主，主要得到NaCl和和CaCl2、MgCl2、Na2SO4。蒸餾法蒸餾法蒸發(fā)法蒸發(fā)法2氯堿工業(yè)氯堿工業(yè) (1)反應原理：反應原理：2NaCl2H2O=通電通電2NaOHH2Cl2。 (2)工藝流程工藝流程 粗鹽水粗鹽水沉淀劑沉淀劑過濾過濾 加適量稀鹽酸加適量稀鹽酸離子交換樹脂離子交換樹脂精鹽水精鹽水電解電解NaOH、H2、Cl2 (3)設備：設備：_。(陽陽)離子交換膜只允

12、許離子交換膜只允許 Na通過。通過。 (4)產(chǎn)品產(chǎn)品 陽極室：氯氣陽極室：氯氣，補充飽和食鹽水補充飽和食鹽水，流出淡鹽水。流出淡鹽水。 陰極室：氫氣和陰極室：氫氣和 NaOH，補充純水補充純水(加入一定量加入一定量 NaOH)，流流出出 NaOH 溶液。溶液。 離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽3從海水中提取溴單質從海水中提取溴單質 (1)工藝流程工藝流程 (2)反應原理反應原理(完成流程圖中帶標號的化學方程式完成流程圖中帶標號的化學方程式) _； 3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2； _； _。 Cl22NaBr=2NaClBr25NaBrNaBrO33H2SO4=3Br2

13、3Na2SO43H2OSO2Br22H2O=H2SO42HBr4從海水中提取鎂單質從海水中提取鎂單質 (1)工藝流程工藝流程 (2)主要化學反應主要化學反應 制備石灰乳：制備石灰乳：CaCO3=高溫高溫CaOCO2、 CaOH2O=Ca(OH)2； 沉淀沉淀 Mg2：Mg2Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2； 制備制備 MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O； 電解電解 MgCl2：MgCl2=通電通電MgCl2。 (3)化學原理在化工生產(chǎn)中的應用化學原理在化工生產(chǎn)中的應用 沉淀溶解平衡原理沉淀溶解平衡原理 海 水海 水 (Mg2) Ca(OH)2Mg(OH)2 Mg(OH)

14、2溶 解 度 小 于溶 解 度 小 于Ca(OH)2 水解平衡原理水解平衡原理 MgCl2 6H2OHCl氣流氣流MgCl2(HCl氣體環(huán)境抑制氣體環(huán)境抑制MgCl2水解水解) 粗鹽的精制粗鹽的精制 (1)目的：除去泥沙目的：除去泥沙，使使 Ca2、Mg2、Fe3、SO24等離子的等離子的含量達到要求。含量達到要求。 (2)工藝流程工藝流程 粗鹽水粗鹽水沉淀劑沉淀劑過濾過濾 加適量稀鹽酸加適量稀鹽酸離子交換樹脂離子交換樹脂精鹽水。精鹽水。 (3)試劑：試劑：BaCl2、Ca(OH)2、Na2CO3、稀鹽酸、稀鹽酸 用用 BaCl2除去除去 SO24， 用用 Ca(OH)2除去除去 Mg2、 F

15、e3， 用用 Na2CO3除去除去 Ba2及及 Ca2，用稀鹽酸中和過量的用稀鹽酸中和過量的 OH，除去過量的除去過量的CO23，所加沉淀劑需稍過量。所加沉淀劑需稍過量。 (2)采用采用“空氣吹出法空氣吹出法”從濃海水中吹出從濃海水中吹出 Br2， 并用純堿吸收。并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應是堿吸收溴的主要反應是 Br2Na2CO3H2O NaBrNaBrO3NaHCO3，吸收吸收 1 mol Br2時時，轉移的電子為轉移的電子為 _mol。 (3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖：海水提鎂的一段工藝流程如下圖： 53 離子離子 Na Mg2 Cl SO24 濃度濃度/(gL1) 63.7 2

16、8.8 144.6 46.4 該工藝過程中該工藝過程中，脫硫階段主要脫硫階段主要反應的離子方程式為反應的離子方程式為_，產(chǎn)品產(chǎn)品 2 的化學式為的化學式為_，1 L 濃海水最多可得到產(chǎn)品濃海水最多可得到產(chǎn)品 2的質量為的質量為_g。 Ca2SO24=CaSO4 69.6Mg(OH)2(4)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應發(fā)生反應的化學方程式為的化學方程式為_； 電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關反電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關反應的化學方程式：應的化學方程式：_。 解析解析 (1)將海水經(jīng)過處理得到淡

17、水和濃海水將海水經(jīng)過處理得到淡水和濃海水，這是綜合利這是綜合利用海水的重要途徑之一用海水的重要途徑之一，從而可以提高部分產(chǎn)品的質量從而可以提高部分產(chǎn)品的質量，優(yōu)優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種化提取產(chǎn)品的品種，改進鉀、溴、鎂等的提取工藝。改進鉀、溴、鎂等的提取工藝。 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)1.如圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。下列如圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。下列說法不正確的是說法不正確的是( ) A從從 E 口逸口逸出的氣體是出的氣體是 H2 B從從 B 口加入含少量口加入含少量 NaOH 的水溶液以增強導電性的水溶液以增強導電性 C標準狀況下每生成標準狀況下每生成 22.4 L C

18、l2，同時產(chǎn)生同時產(chǎn)生 2 mol NaOH D粗鹽水中含粗鹽水中含 Ca2、Mg2、Fe2、SO24等離子等離子，精制時先精制時先加加 Na2CO3溶液溶液 D解析：解析：由由 Na移動方向判斷右側電極為陰極移動方向判斷右側電極為陰極，產(chǎn)生產(chǎn)生 NaOH 和和H2，A 正確；顯然正確；顯然 B 正確；由電解總反應方程式：正確；由電解總反應方程式：2NaCl2H2O=通電通電2NaOHH2Cl2得關系式得關系式 2NaOHCl2， C正確；粗鹽水精制過程中正確；粗鹽水精制過程中 Na2CO3加在加在 BaCl2之后之后，D 錯誤。錯誤。 2氯堿廠電解飽和食鹽水制取氯堿廠電解飽和食鹽水制取 Na

19、OH 的工藝流程圖如下：的工藝流程圖如下： 依據(jù)上圖依據(jù)上圖，完成下列填空：完成下列填空： (1)在電解過程中在電解過程中， 與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應的電與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應的電極反應式為極反應式為_，與電源負極相連的電與電源負極相連的電極附近極附近，溶液溶液 pH_(填填“不變不變”“”“升高升高”或或“降降低低”)。 2Cl2e=Cl2升高升高(2)工業(yè)食鹽含工業(yè)食鹽含 Ca2、Mg2等雜質等雜質，精制過程發(fā)生反應的離精制過程發(fā)生反應的離子方程式為子方程式為_、_。 (3)如果粗鹽中如果粗鹽中 SO24含量較高含量較高，必須添加鋇試劑除去必須添加鋇試劑除去 SO24，該

20、鋇試劑可以是該鋇試劑可以是_(填字母填字母，下同下同)。 ABa(OH)2 BBa(NO3)2 CBaCl2 (4)為有為有效除去效除去 Ca2、Mg2、SO24，加入試劑的合理順序為加入試劑的合理順序為_。 A先加先加 NaOH，后加后加 Na2CO3，再加鋇試劑再加鋇試劑 B先加先加 NaOH，后加鋇試劑后加鋇試劑，再加再加 Na2CO3 C先加鋇試劑先加鋇試劑，后加后加 NaOH，再加再加 Na2CO3 Ca2CO23=CaCO3 Mg22OH=Mg(OH)2ACBC(5)脫鹽工序中利用脫鹽工序中利用 NaOH 和和 NaCl 在溶解度上的差異在溶解度上的差異，通過通過_、冷卻結晶、冷卻

21、結晶、_(填寫操作名稱填寫操作名稱)除去除去 NaCl。 (6)用隔膜法電解食鹽水時用隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止防止 Cl2與與 NaOH 反應；采用無隔膜法電解冷的食鹽水時反應；采用無隔膜法電解冷的食鹽水時，Cl2與與 NaOH 充分接觸充分接觸，產(chǎn)物僅是產(chǎn)物僅是 NaClO 和和 H2，相應的化學相應的化學方程式為方程式為_。 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮過濾過濾NaClH2O=通電通電NaClOH2(或或 2NaCl2H2O=通電通電H2Cl22NaOH、 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O) 海水提溴海水提溴3海洋是個巨大的資源寶庫海洋

22、是個巨大的資源寶庫，海水資源的利用具有非常廣海水資源的利用具有非常廣闊的發(fā)展前景。海水中溴元素以闊的發(fā)展前景。海水中溴元素以 Br形式存在形式存在，工業(yè)上用空工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下圖：氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下圖： (1)步驟步驟反應的離子方程式為反應的離子方程式為_。 (2)步驟步驟反反應的化學方程式為應的化學方程式為_。 2BrCl2=Br22ClSO2Br22H2O=2HBrH2SO4(3)Br 的原子序數(shù)是的原子序數(shù)是_，在周期表中位于第在周期表中位于第_周周期第期第_族。族。 (4)步驟步驟蒸餾的過程中蒸餾的過程中，溫度應控制在溫度應控制在 8090

23、 。溫度過。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)高或過低都不利于生產(chǎn)，原因是原因是_。 (5)不直接用不直接用“溴水混合物溴水混合物”而要用而要用“溴水混合物溴水混合物”進進行蒸餾的原因是行蒸餾的原因是_。 354A溫度過高溫度過高,大量水蒸氣隨溴蒸氣排出大量水蒸氣隨溴蒸氣排出,溴蒸氣中水增加溴蒸氣中水增加;溫度溫度過低，溴不能完全蒸出，回收率低過低，溴不能完全蒸出，回收率低“溴水混合物溴水混合物”中雖然含有溴單質，但濃度低，如果直接中雖然含有溴單質，但濃度低，如果直接蒸餾蒸餾,處理量大處理量大,生產(chǎn)成本高生產(chǎn)成本高;經(jīng)過經(jīng)過“空氣吹出、空氣吹出、SO2吸收、氯吸收、氯氣氧化氣氧化”等步驟實際上是將溴水

24、濃縮等步驟實際上是將溴水濃縮海水的綜合利用海水的綜合利用解析：解析：Na 能與水反應能與水反應，A 錯誤；潮汐發(fā)電是動能轉化為電錯誤；潮汐發(fā)電是動能轉化為電能能，B 錯誤；錯誤；B(硼硼)是非金屬元素是非金屬元素，D 錯誤。錯誤。 C5海水是寶貴的自然資源海水是寶貴的自然資源，從海水中可以提取多種化工原從海水中可以提取多種化工原料料，如圖是某工廠對海水綜合利用的示意圖：如圖是某工廠對海水綜合利用的示意圖： (1)工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子方程式為工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子方程式為_。 (2)步驟步驟中已獲得中已獲得 Br2，步驟步驟中又將中又將 Br2還原為還原為 Br，其其目的是目的是_。步

25、驟。步驟用用 SO2水溶液吸收水溶液吸收 Br2，吸收率可達吸收率可達 95%，有關反應的離有關反應的離子方程式：子方程式：_。 (3)從步驟從步驟得到的得到的 Mg(OH)2沉淀中混有少量的沉淀中混有少量的 Ca(OH)2,除除去少量去少量 Ca(OH)2的方法是向沉淀中加入的方法是向沉淀中加入_溶液溶液，充分攪拌后經(jīng)充分攪拌后經(jīng)_(填操作方法填操作方法)可得純凈的可得純凈的Mg(OH)2。 (4)在制取無水氯化鎂時需要在干燥的在制取無水氯化鎂時需要在干燥的 HCl 氣流中加熱氣流中加熱MgCl26H2O 的原因：的原因：_。 Br2SO22H2O=4HSO242Br 富集溴元素富集溴元素M

26、gCl2(或氯化鎂或氯化鎂)過濾、洗滌過濾、洗滌干燥的干燥的HCl氣流可以抑制氣流可以抑制MgCl2的水解的水解,且?guī)ё咔規(guī)ё進gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣，得到無水受熱產(chǎn)生的水蒸氣，得到無水MgCl2(5)電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣在特定的環(huán)境里冷卻后即電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣在特定的環(huán)境里冷卻后即為固體鎂為固體鎂，下列物質中可以用作鎂蒸氣冷卻劑的是下列物質中可以用作鎂蒸氣冷卻劑的是_(填序號填序號)。 AH2 BCO2 C空氣空氣 DO2 E水蒸氣水蒸氣 A考點三硫酸工業(yè)純堿工業(yè)考點三硫酸工業(yè)純堿工業(yè)硫黃硫黃(或黃鐵礦或黃鐵礦)、空氣、水、空氣、水2三階段和三反應三階段和三反應 (1

27、)造氣：造氣：S(s)O2(g)=SO2(g) H297 kJ/mol 4FeS2(s)11O2(g)=2Fe2O3(s)8SO2(g) H3 412 kJ/mol (2)接觸氧化：接觸氧化：2SO2(g)O2(g)催化劑催化劑2SO3(g) H196.6 kJ/mol (3)三氧三氧化硫的吸收：化硫的吸收：SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l) H130.3 kJ/mol 3三設備：三設備：_。4三工藝：三工藝：(1)熱交換；熱交換；(2)逆流操作；逆流操作；(3)原料的循環(huán)利用。原料的循環(huán)利用。沸騰爐、接觸室、吸收塔沸騰爐、接觸室、吸收塔酸堿中和法酸堿中和法二、純堿工業(yè)二、純堿工業(yè)氨堿

28、法氨堿法(索爾維索爾維)聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法(侯德榜侯德榜)原理原理原料原料NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O NaCl、NH3、CaCO3(制備制備CO2和和CaO)NaCl、NH3、CO2氨堿法氨堿法(索爾維索爾維)聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法(侯德榜侯德榜)生產(chǎn)生產(chǎn)流程流程優(yōu)、缺優(yōu)、缺點點原料便宜原料便宜,步驟簡單步驟簡單,但是產(chǎn)生大但是產(chǎn)生大量量CaCl2，食鹽利用率低，食鹽利用率低產(chǎn)品純度高產(chǎn)品純度高,原料利用率原料利用率高高,同時得到氮肥同時得到氮肥NH4Cl 工業(yè)工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料， 經(jīng)不同的方法上可用食鹽和石灰石為

29、主要原料， 經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請回答下列問題：生產(chǎn)純堿。請回答下列問題： (1)路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高在高溫下進行煅燒溫下進行煅燒，再浸取、結晶而制得純堿。再浸取、結晶而制得純堿。 食 鹽 和 濃 硫 酸 反 應 的 化 學 方 程 式 為食 鹽 和 濃 硫 酸 反 應 的 化 學 方 程 式 為_； NaClH2SO4(濃濃)=NaHSO4HCl、NaClNaHSO4=Na2SO4HCl或或 2NaClH2SO4(濃濃)=Na2SO42HCl 硫 酸 鈉 和 焦 炭 、 石 灰 石 反 應 的 化 學 方 程 式 為

30、硫 酸 鈉 和 焦 炭 、 石 灰 石 反 應 的 化 學 方 程 式 為_(已已知產(chǎn)物之一為知產(chǎn)物之一為 CaS)。 Na2SO4CaCO34C=高溫高溫CaSNa2CO34CO(或或Na2SO42CCaCO3=高溫高溫CaSNa2CO32CO2) 圖中的中間產(chǎn)物圖中的中間產(chǎn)物 C 是是_，D 是是_； (寫化學式寫化學式) Ca(OH)2NH3裝置乙中發(fā)生反應的化學裝置乙中發(fā)生反應的化學方程式為方程式為_。 (3)聯(lián)合制堿法是對氨堿法的改進聯(lián)合制堿法是對氨堿法的改進,其優(yōu)點是其優(yōu)點是_。 (4)有人認為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學性質相似有人認為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學性質相似， 故也可用故也

31、可用氨堿法以氯化鉀和石灰石等為原料制碳酸鉀。請結合下圖的氨堿法以氯化鉀和石灰石等為原料制碳酸鉀。請結合下圖的溶解度溶解度(S)隨溫度變化曲線隨溫度變化曲線，分析說明是否可行？分析說明是否可行？_。 NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl提高了食鹽的利用率提高了食鹽的利用率不可行不可行解析解析 (1)食鹽和濃硫酸反應可制取揮發(fā)性食鹽和濃硫酸反應可制取揮發(fā)性 HCl：NaClH2SO4(濃濃)=NaHSO4HCl、NaClNaHSO4=Na2SO4HCl或或 2NaClH2SO4(濃濃)=Na2SO42HCl。Na2SO4、CaCO3和和 C 在高溫下反應在高溫下反應，其中一種產(chǎn)其中一

32、種產(chǎn)物為物為 CaS，說明該反應為氧化還原反應說明該反應為氧化還原反應，反應的產(chǎn)物中應有反應的產(chǎn)物中應有CO 或或 CO2氣體：氣體：Na2SO4CaCO34C=高溫高溫CaSNa2CO34CO或或 Na2SO42CCaCO3=高溫高溫CaSNa2CO32CO2。 (2)由工藝流程圖可知由工藝流程圖可知，NH4Cl 應與應與 Ca(OH)2反應生成反應生成 CaCl2并產(chǎn)生并產(chǎn)生 NH3，NH3通入通入 NaCl 溶液中溶液中，D 為為 NH3。乙中發(fā)生反。乙中發(fā)生反應為應為 NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl。 硫酸工業(yè)硫酸工業(yè)B2以黃鐵礦為原料以黃鐵礦為原料,采用接觸法生產(chǎn)

33、硫酸的流程可簡示如采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下下: 請回答下列問題：請回答下列問題： (1)在爐氣制造中在爐氣制造中，生成生成 SO2的化學方程式為的化學方程式為_。 (2)爐氣精制的作用是將含爐氣精制的作用是將含 SO2的爐氣的爐氣_、_及干燥及干燥，如果爐氣不經(jīng)過精制如果爐氣不經(jīng)過精制，對對 SO2催化氧化的影響是催化氧化的影響是_。 除塵除塵水洗水洗礦塵，砷、硒等元素的化合物使催化劑中毒，水蒸氣對設礦塵，砷、硒等元素的化合物使催化劑中毒，水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響備和生產(chǎn)有不良影響(3)精制爐氣精制爐氣(含含 SO2體積分數(shù)為體積分數(shù)為 7%、 O2為為 11%、 N2為為 82

34、%)中中 SO2平衡轉化率與溫度及壓強關系如圖所示。在實際生產(chǎn)平衡轉化率與溫度及壓強關系如圖所示。在實際生產(chǎn)中中，SO2催化氧化反應的條件選擇常壓、催化氧化反應的條件選擇常壓、450 左右左右(對應圖對應圖中中 A 點點)，而沒有選擇而沒有選擇 SO2轉化率更高的轉化率更高的 B 或或 C 點對應的反點對應的反應條件應條件，其原因分別是其原因分別是_、 _。 不選擇不選擇B點點,是因為壓強大對設備的投資大是因為壓強大對設備的投資大,消耗的動能大消耗的動能大,同同溫度下溫度下SO2原料的轉化率在原料的轉化率在0.1 MPa已達到已達到97%左右左右,再提高再提高壓強壓強,SO2的轉化率提高的余地

35、很小，所以采用的轉化率提高的余地很小，所以采用0.1 MPa不選擇不選擇C點，是因為溫度低，點，是因為溫度低，SO2轉化率雖然更高，但催化轉化率雖然更高，但催化劑的催化作用受影響，反應速率低，劑的催化作用受影響，反應速率低，450 時，催化劑的時，催化劑的催化效率最高催化效率最高(4)在在 SO2催化氧化設備中設置熱交換器的目的是催化氧化設備中設置熱交換器的目的是_， 從而充分利用能源。從而充分利用能源。 利用反應放出的熱量預熱原料氣，上層反應氣經(jīng)熱交換器利用反應放出的熱量預熱原料氣，上層反應氣經(jīng)熱交換器溫度降到溫度降到400500 進入下層使反應更加完全進入下層使反應更加完全解析：解析：(2

36、)SO2在催化氧化過程中，爐氣中含有的砷、硒化合在催化氧化過程中，爐氣中含有的砷、硒化合物等雜質和礦塵，都會使催化劑中毒，失去催化能力，因而物等雜質和礦塵，都會使催化劑中毒，失去催化能力，因而需要除塵、水洗；水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響，故需干需要除塵、水洗；水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響，故需干燥。燥。(3)B點的轉化率雖高，但壓強高于常壓，加壓必須增加點的轉化率雖高，但壓強高于常壓，加壓必須增加設備的性能，增大投資和能量消耗，另外，常壓下轉化率已設備的性能，增大投資和能量消耗，另外，常壓下轉化率已經(jīng)達到經(jīng)達到97%左右，轉化率已經(jīng)很高，加壓，對平衡轉化率的左右，轉化率已經(jīng)很高，加壓，對平衡轉

37、化率的影響不大，故不選擇影響不大，故不選擇B點。點。C點的轉化率雖高，但點的轉化率雖高，但C點的溫點的溫度低，此時催化劑的活性不是最大，反應速率低，故選擇催度低，此時催化劑的活性不是最大，反應速率低，故選擇催化劑的活性最大的化劑的活性最大的A點溫度。點溫度。純堿的制備純堿的制備B(1)侯德榜選擇天津作為制堿廠的廠址有何便利條件侯德榜選擇天津作為制堿廠的廠址有何便利條件(舉兩例舉兩例說明說明)_、_。 (2)合成氨工廠需要向制堿廠提供兩種原料氣體合成氨工廠需要向制堿廠提供兩種原料氣體， 它們分別是它們分別是_、_(填化學式填化學式)。這兩種氣體在使用過程中。這兩種氣體在使用過程中是否需要考慮添加

38、的順序：是否需要考慮添加的順序：_(填填“是是”或或“否否”)，原因是原因是_。 原料豐富原料豐富運輸便利運輸便利CO2NH3是是氨氣在水中溶解度大氨氣在水中溶解度大,先通氨氣后通先通氨氣后通CO2產(chǎn)生碳酸氫銨多產(chǎn)生碳酸氫銨多,有利于碳酸氫鈉析出有利于碳酸氫鈉析出(3)在沉淀池中發(fā)生反應的化學方程式是在沉淀池中發(fā)生反應的化學方程式是_。 (4)使原料水中溶質的利用率從使原料水中溶質的利用率從 70%提高到提高到 90%以上以上，主要主要是設計了是設計了_(填上述流程中的編號填上述流程中的編號)的循環(huán)。從母液中的循環(huán)。從母液中可以提取的副產(chǎn)品的應用是可以提取的副產(chǎn)品的應用是_(舉一例舉一例)。

39、NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl作化肥作化肥(其他合理答案均可其他合理答案均可)循環(huán)循環(huán) 化學原理在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的應用及相關計算化學原理在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的應用及相關計算 1化學反應速率和化學平衡原理化學反應速率和化學平衡原理 (1)增大化學反應速率的措施增大化學反應速率的措施 升高溫度。升高溫度。 使用催化劑。使用催化劑。 在沸騰爐中燃燒燃料時在沸騰爐中燃燒燃料時,將原料粉碎將原料粉碎,增大與空氣的接觸面增大與空氣的接觸面積。積。 (2)反應條件的選擇反應條件的選擇 溫度：溫度：400500 ，根據(jù)平衡移動原理根據(jù)平衡移動原理，應在低溫下進行應在低溫下進行，但低溫時催化劑的

40、活性不高但低溫時催化劑的活性不高，反應速率低反應速率低，實際生產(chǎn)中采用實際生產(chǎn)中采用400500 的溫度。的溫度。 5有關計算有關計算 (1)元素守恒法元素守恒法 根據(jù)某種關鍵元素的質量守恒根據(jù)某種關鍵元素的質量守恒，找出關系式找出關系式，可簡化計算過可簡化計算過程程，方便快捷。方便快捷。 (2)常見量的計算公式常見量的計算公式 礦物的純度礦物的純度純礦物的質量純礦物的質量礦物的總質量礦物的總質量100%。 原料利用率原料利用率消耗原料的質量消耗原料的質量原料的總質量原料的總質量100%。 原料轉化率原料利原料轉化率原料利用率用率1原料損失率。原料損失率。 產(chǎn)率產(chǎn)率實際產(chǎn)量實際產(chǎn)量理論產(chǎn)量理論產(chǎn)量100%。 多步反應的總轉化率各步反應轉化率的乘積。多步反應的總轉化率各步反應轉化率的乘積。