2011高考無機(jī)化學(xué)的綜合運(yùn)用無機(jī)化工

2011高考無機(jī)化學(xué)的綜合運(yùn)用（無機(jī)化工）第一課時(shí) 海水資源的開發(fā)利用【考綱要求】了解海水資源開發(fā)和利用的前景及化學(xué)在其中可以發(fā)揮的作用?！菊n前小測】1、許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是（）A.氯氣、澳單質(zhì)、碘單質(zhì) B .金屬鈉、金屬鎂、金屬鋁C.燒堿、氫氣 D食鹽、淡水2、海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源庫，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是（ ）A.海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì)B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化C.從海水中可以得到NaCl,電解熔融NaCl可制備C12D.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能3、從海水中提取鎂的工藝流程圖可表示如圖所示:海水結(jié)晶、迂濾~?MgC12海水結(jié)晶、迂濾~?MgC126H2O卜列說法不正確的是（）A.用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B.步驟⑥電解MgC12時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C.步驟⑤可將晶體置于HC1氣體氛圍中脫水D.上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)【考點(diǎn)回顧】海水資源的利用主要包括海水水資源的利用和海水化學(xué)資源的利用。1、海水水資源的綜合利用海水淡化的方法主要有：、、等。2、化學(xué)資源的利用⑴氯堿工業(yè)：［例題］氯堿廠電解飽和食鹽水溶液制取 NaOH勺工藝流程示意圖如下:

粗鹽將。 虱桅LAM|化鹽|——?(?制一［怖鼻冰粗鹽將。 虱桅LAM|化鹽|——?(?制一［怖鼻冰1E頌aC］溶耳p^TT—物沉溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為50湖H&O嚙液依據(jù)上圖，完成下列填空：(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液的PH 。(2)工業(yè)食鹽含CsT、M『等雜質(zhì)，精制過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為(3)如果粗鹽中 so2一含量較高，必須添加根試劑除去 so4-,該鋼試劑可以是ABa(OH2 B.Ba(NO)2C.BaCl2(4)為了有效地除去Ca2+、Mg+、SO4-，力口入試劑的合理順序?yàn)?A先加入NaOH后加入N&CO,再加入鋼試劑B.先加入NaOH后加入鋼試劑，再加入N&COC.先加入鋼試劑，后加入NaOH再加入N*CO(5)脫鹽工序中利用NaOHF口NaCl在溶解度上的差異，通過、冷卻、(填寫操作名稱)除去NaCL(6)用隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止C12和NaOHE應(yīng)；采用無隔膜電解冷的食鹽水， C12和NaOH^分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2,相應(yīng)的化學(xué)方程式為O⑵海水提鎂［例題］由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是( )A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤①⑶海水提澳

［例題］空氣吹出法工藝，是目前“海水提澳”的最主要方法之一。其工藝流程如下:海水 提取粗鹽〉苦鹵①硫酸酸化〉含Br2的⑨空氣吹山〉含Br2的④SO④SO2吸燈粗澳水(1)澳在周期表中位于周期，族。(2)步驟①中用硫酸酸化可提高 Cl2的利用率，為什么？。(3)步驟④的離子方程式：。(4)步驟⑥的蒸儲(chǔ)過程中，澳出口溫度為何要控制在 80—90°Co溫度過高或過低都不利于生產(chǎn) ，請解釋原因:。(5)步驟⑧中澳蒸氣冷凝后得到液澳與濱水的混合物， 可利用它們的相對(duì)密度相差很大的特點(diǎn)進(jìn)行分離。分離儀器的名稱是,分離時(shí)液澳從分離器的(填“上口”或“下口”)排出。(6)為什么不直接用含澳的海水進(jìn)行蒸儲(chǔ)得到液澳，而要經(jīng)過“空氣吹出、 SO吸收、氯化“：。⑷海水提碘［例題］某同學(xué)為了驗(yàn)證海帶中含有碘，擬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請回答相關(guān)問題。(1)第1步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼。該過程中將使用到的硅酸鹽質(zhì)實(shí)驗(yàn)儀器有(填代號(hào)，限填3項(xiàng))。A.試管 B .瓷塔期 C .塔蝸鉗 D .鐵三角架E.泥三角 F .酒精燈 G .燒杯 H .量筒(2)第2步：I-溶液的獲取。操作是 (3)第3步：氧化。操作是依次加入合適的試劑。下列氧化劑最好選用(填代

A.濃硫酸A.濃硫酸C.KMnO§液 D.HkQ理由是(4)第4步：碘單質(zhì)的檢驗(yàn)。操作是取少量第 3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液顯藍(lán)色，則證明海帶中含碘。［鞏固練習(xí)］1、(08年山東理綜?30)食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。(1)粗食鹽常含有少量K>CsT、Mgf、Fe3+、SO”等雜質(zhì)離子，實(shí)驗(yàn)室提純 NaCl的流程如下:a過濾溶液II糊狀物冷卻,t鹽酸方由洗滌(除去?『)，烘干r--―^

品體 ■ 大純NaCl提供的試劑：飽和N&CO溶液 飽和RCO溶液NaOH溶液BaCla過濾溶液II糊狀物冷卻,t鹽酸方由洗滌(除去?『)，烘干r--―^

品體 ■ 大純NaCl提供的試劑：飽和N&CO溶液 飽和RCO溶液NaOH溶液BaCl2溶液Ba(NO3)2溶液75%乙醇四氯化碳①欲除去溶液I中的+CsT、Mcj\Fe3+、SO*離子，選出a所代表的試劑，按滴加順序依次是(只填化學(xué)式)。②洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為(2)用提純的NaCl配制500mL4.00mol?「1NaCl溶液，所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有(填儀器名稱)。(3)電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，若收集的 H2為2L,則同樣條件下收集的 Cl2（填“>”、"=”或"V”） 2L,原因直流電源。裝置改進(jìn)后可用于制備NaO哈液，若測定溶液中NaOH勺濃度，常用的方法為(4)實(shí)驗(yàn)室制備比和Cl2通常采用下列反應(yīng):it惰性電極Zn+HzSO=ZnSO+HT一一、，△一一.一MnO+4HCl（濃）^=MnC2+C12T+2Ho(填代號(hào))和制備并據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集 H2的裝置(填代號(hào))和制備并收集干燥、純凈C12收集干燥、純凈C12的裝置 (填代號(hào))?？蛇x用制備氣體的裝置:答案：(1)①BaC12、NaOHN&CO(錯(cuò)選或多選本小題不得分。 NaOH§液的加入順序及是否答Na0H不影響得分)②75%乙醇(2)天平、燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管< 電解生成的氯氣與電解生成的 NaOK生了反應(yīng) 酸堿中和滴定cd(09年天津理綜?9)海水是巨大的資源寶庫，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國前列。從海水中提取食鹽和澳的過程如下：

(1)請列舉海水淡化的兩種方法：、。(2)將NaCl溶液進(jìn)行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有 總、、或*。(3)步驟I中已獲得B2步驟n中又將Br2還原為Br,其目的為。(4)步驟H用SO水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95%,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為,由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是。(5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)澳中提純澳的方法，查閱了有關(guān)資料， Br2的沸點(diǎn)為59Co微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后，了如下裝置簡圖：冷加水工業(yè)濕熱水浴請你參與分析討論:①圖中儀器B的名稱：。②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好，要達(dá)到提純澳的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件：。④C中液體產(chǎn)生顏色為。為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量 Cl2,可向其中加入NaBr溶液，充分反應(yīng)后，再進(jìn)行的分離操作是答案：(1)蒸儲(chǔ)法、電滲析法、離子交換法及其其他合理答案中的任意兩種(2)Cl2NaOHNaClO

(3)富集澳元素+ 2一 一 一一一八?、一/，》、-.(4)Br2+SO+2HaO=4H+SQ+2Br 強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕(5)①冷凝管②Br2腐蝕橡膠③控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59c的微分④深紅棕色分液(或蒸儲(chǔ))解析：本題考查海水中提取澳的實(shí)驗(yàn)。電解NaCl溶液的方程式為：2NaCl+2H2O12NaOH+H+CI2T,其中Cl2有可能與NaOH^生成NaClO。步驟I中的Br2的濃度很小，多次用SO反復(fù)吸收，最終用Cl2處理，則可獲得大量的工業(yè)澳。澳具有強(qiáng)氧化性可以氧化SO,生成H2SO,因此要注意酸對(duì)設(shè)備的腐蝕問題。澳具有腐蝕性，可以腐蝕橡膠。蒸儲(chǔ)的目的，就是通過沸點(diǎn)不同而提純 Br2,所以要通過溫度計(jì)控制好 Br2沸騰的溫度，盡可能使Br2純凈。第二課時(shí) 純堿工業(yè)【考綱要求】以合成氨工業(yè)生產(chǎn)為例，用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)理解工業(yè)生產(chǎn)的條件?！菊n前練習(xí)】某工廠用CaSQNH、HzCXCO制備(NH)2SO,其工藝流程如下：下列推斷不合理的是A.濾液提純*(NH4)2A.濾液提純*(NH4)2SO4直接蒸干濾液得到純凈的(NH)2SOCaCO3煨燒好生石灰B.生成1mol(NH)2SO至少消耗2molNHC.CO可被循環(huán)使用D.往甲中通CO有利于(NH)2SO生成?純堿工業(yè)中的化學(xué)反應(yīng)原理。[例1](05上海26)[例1]食鹽水CO,I合成氨廠循環(huán)INH—NH—＞母液 偎取副產(chǎn)品)(1)上述生產(chǎn)純堿的方法稱,副產(chǎn)品的一種用途為(2)沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 (3)寫出上述流程中 X物質(zhì)的分子式。(4)使原料氯化鈉白^利用率從 70哪高到90%A上，主要是設(shè)計(jì)了(填上述流程中的編號(hào))的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是(5)為檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加(6)向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有(a)增大NH+的濃度，使NHCl更多地析出 (b)使NaHCOM多地析出(c)使NaHCO?；癁镹aCO,提高析出的NHCl純度、純堿工業(yè)中的化工技術(shù)。1.原料。請對(duì)比說明氨堿法和聯(lián)合制堿法的原料和循環(huán)使用的物質(zhì)。

原料有：,目標(biāo)產(chǎn)物是,副產(chǎn)物是,可循環(huán)利用的中間產(chǎn)物有 ，含氯化鈣的廢液中存在的離子CO2二氧⑴化碳煨燒⑵過濾降溫結(jié)晶氯化鏤CO2二氧⑴化碳煨燒⑵過濾降溫結(jié)晶氯化鏤思考和交流2:.(2)處發(fā)生了什么反應(yīng)？該處過濾得到了什么產(chǎn)品？.母液1的主要成分是什么？向其中加入氨和食鹽粉的目的是什么？.(3)處結(jié)晶得到了什么產(chǎn)品？母液 2的成分是什么？.在純堿的生產(chǎn)過程中哪些物質(zhì)得到了循環(huán)使用？ NaCl是否被充分利用？.侯氏制堿法的原料和副產(chǎn)物與索爾維法有何不同？計(jì)算兩種方法中原料的原子利用率，分析副產(chǎn)品的價(jià)值，據(jù)此評(píng)價(jià)兩種制堿法的優(yōu)劣。［反饋練習(xí)］(07海南化學(xué))純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請按要求回答問題：“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生 CaCl2的化學(xué)方程式:(2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程 ，CO是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中 CO的來源有何不同？ ；(4)綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。 根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)，列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式：原子利用率( % O三.純堿工業(yè)中的實(shí)驗(yàn)操作。［例題］(05上海26)1、我國化學(xué)侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝， 生產(chǎn)流程可簡要表示如下：食鹽水偎取副產(chǎn)品)(5)為檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加(6)向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有(a)增大NH+的濃度，使NHCl更多地析出(b)(b)使NaHCO更多地析出(c)使NaHCO?；癁镹aCQ,提高析出的NHCl純度2、根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室制備純堿 NaCO的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在30c?35C,攪拌下分批加入研細(xì)的NHHCO固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過濾得NaHC端體。用少量蒸儲(chǔ)水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時(shí)，制得NaCO固體。四種鹽在不同溫度下的溶解度(g/100g水)表0C10C20c30c40c50c60c100c皿Na?牟度35.735.836.036.336.637.037.339.8NHHCO11.915.821.027.0一①一一一NaHCO6.98.19.611.112.714.516.4一NHCl29.433.337.241.445.850.455.377.3①〉35CNHHCS有分解請回答：(1)反應(yīng)溫度控制在30c?35C,是因?yàn)槿舾哂?5C,則若低于30C,則；為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為。(2)加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是。靜置后只析出NaHCO晶體的原因是。用蒸儲(chǔ)水洗滌NaHC端體的目的是除去雜質(zhì)(以化學(xué)式表示)。(3)過濾所得的母液中含有(以化學(xué)式表示)，需加入,并作進(jìn)一步處理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收 NHCl。［鞏固練習(xí)］1、某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品 CaSO,與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了以下制備(NH4)2SQ的工藝流程：濾液 副產(chǎn)品［提取產(chǎn)品(NHJ盧OJ請回答以下問題：(1)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是,該反應(yīng)在(填設(shè)備名)中發(fā)生。沉淀池中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式是該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是。(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是,可以循環(huán)使用的X是。(3)該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是。從綠色化學(xué)和資源綜合利用的角度說明上述流程的主要優(yōu)點(diǎn)是;從物質(zhì)的性質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的角度考慮該流程的主要缺陷是。(08廣州一模25題)、澳酸鉀(KBrQ)為白色晶體，是一種常用的氧化劑和分析試劑，加熱到370c分解為澳化鉀和氧氣。用氯氣生產(chǎn)澳酸鉀的工藝流程如下：液澳粗漠酸鉀液澳粗漠酸鉀“合成”過程所發(fā)生的反應(yīng)中，氧化劑是,還原劑是反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！皬?fù)分解”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 (3)上述流程中第二次過濾的濾渣主要成分是。(4)“趁熱過濾”過程中“趁熱”的原因是 答案：(05上海26)(本題共12分)聯(lián)合制堿法或侯德榜制堿法化肥或電解液或焊藥等(其他合理答案均給分)NH+CO2+H2。+NaCl一NH,Cl+NaHCOsJ或NH3+CO2+H2O-NH4HCO NHHCO+NaClfNaHCOj+NH4CICOI過濾稀硝酸和硝酸銀溶液

(6)a(6)a、c(1)2NHCl+Ca(OH)^=2NHT+CaCl2+2HO(2)NH+CG+HBNaCl(飽和)=NaHCO；+NHC1;2NaHCO8=NaCO+COT+HQ(3)“氨堿法”的CO來源于石灰石煨燒，“聯(lián)合制堿法”的CO來源于合成氨工業(yè)的廢氣。 (4)由于總反應(yīng)可看作是： 2NH+2NaC1+CO+H2ON*CO+2NH4C1,所以：原子利用率(%)=目產(chǎn)FFX100%+H2O反應(yīng)物總質(zhì)量X100%m(Na2CO3)m(NH4CI)

m(NaCl)m(NH3)m(CO2)3m(H2O)X100%(1)NHHCg解；反應(yīng)速率降低； 水浴加熱(2)使反應(yīng)充分進(jìn)行； NaHCO的溶解度最??； NaCl、NHCl、NHHCONaHCONaCl、NHCl、NHHCO;HCl、N2+3H2. 2NHj人4H ,4。(1) 催化劑 合成塔CaSO4+CO+2NH+H2O=CaCOj+(NH)2SO,生成的CaCO溶解度小于CaSO有利于反應(yīng)向正向進(jìn)行。(2)一方面提供反應(yīng)物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO的吸收。CO2(3)生石灰該流程中，產(chǎn)生的CO循環(huán)使用，得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質(zhì)，無廢物產(chǎn)生。 由于CaSO的溶解度較小，此反應(yīng)的產(chǎn)率會(huì)比較低。5.答案(1)Cl2(1分)Br2(1分)6MgO+Br2+5Cl2==Mg(BrO3)2+5MgC2(2分)Mg(BrQ)2+2KCl==MgCl2+2KBrO(2分)MgC2(1分)(4)防止澳酸鉀結(jié)晶析出(1分)2KBrC3=2KBr+3O2T(1分)油炸和烘焙的溫度條件不能保證澳酸鉀完全分解(1油炸和烘焙的溫度條件不能保證澳酸鉀完全分解(1分)第三課時(shí) 硫酸、硝酸工業(yè)［考綱要求］.掌握硫酸和硝酸的制備原理、性質(zhì)、用途。.了解常見化肥的基本性質(zhì)。.能夠通過對(duì)自然界、生產(chǎn)、生活中的化學(xué)現(xiàn)象的觀察，獲取有關(guān)的感性知識(shí)和印象，并對(duì)這些感性知識(shí)進(jìn)行初步加工和記憶。.能將實(shí)際問題(或題設(shè)情境)分解，找出解答的關(guān)鍵。能夠運(yùn)用自己存儲(chǔ)的知識(shí)，將它們分解、遷移轉(zhuǎn)換、重組，使問題得到解決的應(yīng)用能力。［課前練習(xí)］1、下列說法不正確的是 ( )A.接觸法制硫酸的主要步驟是造氣、接觸氧化和三氧化硫的吸收B.硫酸廠應(yīng)該建在靠近原料產(chǎn)地的地區(qū)C.由于常壓下SQ轉(zhuǎn)化為SQ的轉(zhuǎn)化率很高，所以SQ接觸氧化時(shí)不采用高壓的反應(yīng)條件D.工業(yè)“三廢”的綜合利用不僅減少污染，還獲得有用的副產(chǎn)品2、在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作及生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確 的是()A從沸騰爐中出來的爐氣須凈化，回為爐氣中的雜質(zhì)會(huì)與 SO發(fā)生反應(yīng)B硫鐵礦燃燒前要粉碎，因?yàn)榇髩K的不能燃燒CSO3用98.3%的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以便 SO吸收完全DSQ氧化成SO時(shí)需要使用催化劑，這樣可以提高 SO的轉(zhuǎn)化率一、工業(yè)制硫酸［例題］在硫酸工業(yè)中，通過下列反應(yīng)使 SO轉(zhuǎn)化為SO:2SQ+Q 2SO3,AH<0,已知常壓下平衡混合氣體中SO體積分?jǐn)?shù)為91%試回答：(1)在生產(chǎn)中常用過量的空氣是為了c(2)加熱到400c?500c是由于c(3)壓強(qiáng)采用，原因是c(4)常用濃H2SO來吸收SO而不用水，因?yàn)閏答案：(1)增大氧氣濃度，提高成本較高的 SO的轉(zhuǎn)化率 (2)在此溫度下，催化劑活性SO的產(chǎn)率 (3)SO的產(chǎn)率 (3)常壓因常壓下平衡混合氣體中SO的體積分?jǐn)?shù)已達(dá)91%若再加壓，對(duì)設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)要求高，成本高,加壓已無實(shí)際意義 (4)用水吸收易形成酸霧，降低吸收速率 ；防止空氣污染?！揪毩?xí)】下列說法不正確的是 ( )A.接觸法制硫酸的主要步驟是造氣、接觸氧化和三氧化硫的吸收B.硫酸廠應(yīng)該建在靠近原料產(chǎn)地的地區(qū)C.由于常壓下SQ轉(zhuǎn)化為SO的轉(zhuǎn)化率很高，所以SO接觸氧化時(shí)不采用高壓的反應(yīng)條件D.工業(yè)“三廢”的綜合利用不僅減少污染，還獲得有用的副產(chǎn)品［小結(jié)］硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論(1)環(huán)境保護(hù)與原料的綜合利用?；どa(chǎn)必須保護(hù)環(huán)境，嚴(yán)格治理 三廢”，并盡可能把土廢”變?yōu)橛杏玫母碑a(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)原料的綜合利用。硫酸廠的 土廢”處理方法是：①尾氣吸收(氨吸收法)SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O②廢水處理(石灰乳中和法)Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O③廢渣利用，制磚或制造水泥(2)能量的充分利用。化工生產(chǎn)中應(yīng)充分利用反應(yīng)熱，這對(duì)于降低成本具有重要意義。硫酸生產(chǎn)中的反應(yīng)熱不僅用于預(yù)熱反應(yīng)物滿足自身能量的需要， 而且還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量(供熱發(fā)電)。(3)廠址選擇和生產(chǎn)規(guī)模。化工廠廠址的選擇，涉及原料、水源、能源、土地供應(yīng)，市場需求、交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)等因素，應(yīng)對(duì)這些因素綜合考慮，作出合理的抉擇。 由于硫酸是腐蝕性液體，不便貯存和運(yùn)輸，因此硫酸廠應(yīng)建在靠近硫酸消費(fèi)中心的地區(qū)， 應(yīng)避開人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護(hù)要求高的地區(qū)。工廠規(guī)模大小，主要由硫酸用量的多少來決定。二、合成氨［例題］氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g)+3H2(g)=2NH(g);AH=—92.4kJ/mol他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。試回答下列問題：(1)合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是(填序號(hào))A采用較高壓強(qiáng)(20Mpa?50Mpa已采用500c的高溫C用鐵觸媒作催化劑D將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充 N2D將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充 N2和H2,N2和H220mL氮?dú)?2)右圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)法合成氨的簡易裝置。簡述檢驗(yàn)有氨氣生成的方法。(3)在298K時(shí)，將10molN2和30molhb放入合成塔中，為何放出的熱量小于924kJ? (4)1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的 Marme110s和Stoukides采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+),實(shí)現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如圖。陰極的電極反應(yīng)式。.答案：(1)A、D(2)用濕潤的紅色石蕊試紙放到管口處， 若變藍(lán)說明有氨氣生成。(3)該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，10molN2和30molHz不可能完全反應(yīng)，所以放出的熱量小于 924kJ。(4)N2+6H++6e=2NH三、氨氧法制硝酸［例題］(09年海南化學(xué)?20.4)(11分)工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，其過程包括氨的催化氧化(催化劑為鉗銬合金絲網(wǎng)) 、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題：(1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為:(2)原料氣中空氣必須過量，其主要原因是;(3)將鉗錯(cuò)合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是;(4)水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng)，其化學(xué)方程式為,為了提高水對(duì)二氧化氮的吸收率，可采取的措施為(答2項(xiàng))。答案：(11分)(1)4NH+5Q 4N?6H2O(3分)(2)提高氨的轉(zhuǎn)化率和一氧化氮的轉(zhuǎn)化率( 2分)(3)增大單位質(zhì)量的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積( 2分)4)3NO+H2O=2HNOFNO力口壓 降溫(4分)解析：(1)4N婚6%二鼠案,XN晚E(2)根據(jù)平衡原理，增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，以提高原料的轉(zhuǎn)化率;（3）這是為了增大鉗銬合金的表面積，使接觸面積增大，提升催化的效果；（4）為了提高吸收率，可根據(jù)溶解過程放熱采用降溫處理， 且氣體的吸收可用加壓的方式。［鞏固練習(xí)］1、工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)，利用催化氧化反應(yīng)將 SO轉(zhuǎn)化為SO是一個(gè)關(guān)鍵步驟。壓強(qiáng)及溫度對(duì)SO轉(zhuǎn)化率的影響如下表（原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為：SO7%0211%N282%;轉(zhuǎn) \壓化 \強(qiáng)... ’ \/MPaw工、0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4（1）已各SQ的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論?（2）在大400~500c時(shí)，SO的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是:（3）選擇適宜的催化劑，是否可以提高 SO的轉(zhuǎn)化率？（填“是”或“否”），是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量？（填“是”或“否”）；（4）為提高SO吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中用吸收SO;（5）已知：2SO（g）+Q（g）=2SQ（g）;△H=-196.9kJ?mol1,計(jì)算每生產(chǎn)1萬噸98%硫酸所需要的SO質(zhì)量和由SO生產(chǎn)這些SQ所放出的熱量。答案：（1）壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高時(shí)， SO轉(zhuǎn)化率下降，說明升溫有利逆反應(yīng)的進(jìn)行，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。（2）增大壓強(qiáng)對(duì)提高SQ轉(zhuǎn)化率無顯著影響，反而會(huì)增加成本。 （3）否否 （4）濃硫酸（5）8.0X103t9.83X109kJ解析：（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出， 在相同壓強(qiáng)下（如在0.1MPa下）升高溫度（如由400c升高到500C）時(shí)SO的轉(zhuǎn)化率降低（由99.2%降低為93.5%）,即升高溫度時(shí)此化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)， 而升高溫度化學(xué)平衡應(yīng)該向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)， 所以此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以得知： 在0.1MPa（即常壓1atm下）SO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如在400c時(shí)已達(dá)99.2%,若增大壓強(qiáng)到10MPa（即100atm）,壓強(qiáng)增大了100倍但是SO的轉(zhuǎn)化率值增大為99.9%,只增大了0.7%變化不大。而壓強(qiáng)增大100倍，需要對(duì)設(shè)備的材料、

動(dòng)力、能源等都作相應(yīng)的提高，既要增大成本投入。(3)使用催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，改變反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，即對(duì)SO的轉(zhuǎn)化率不產(chǎn)生影響；而在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)放出的熱量與參加反應(yīng)的反應(yīng)物的量成正比，因 SO的轉(zhuǎn)化率不變，所以反應(yīng)放出的熱量也不會(huì)增大。(4)在生產(chǎn)實(shí)際中是采用98.3%的濃硫酸作吸收劑來吸收SO的。因?yàn)槿粲盟M(jìn)行吸收會(huì)形成酸霧，將影響SO的吸收速率和效率。設(shè)需要SO的質(zhì)量為x,該反5)1萬噸98%勺硫酸含HbSQ的質(zhì)量：設(shè)需要SO的質(zhì)量為x,該反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為V。H2SC4?SO3 ?放出的熱量98g 80g 196.9kJ9.8X109g xy貝U—98gq =8°g=196.9kJ,解得x=8.0X103ty=9.83X109kJ。9.8109gxy2、下面是合成氨的簡要流程示意圖：沿x路線回去的物質(zhì)是A.N2和HB.催化劑C.NHD.H3、利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：空氣HzO(g)空氣CdHa0 *CH。脫硫CHd。成1二"轉(zhuǎn)位CH。脫硫I —?F■巳2s苫、比0<l02Fe(OH)3CO"

N：H20(g)K3CCh(CO"

N：H20(g)K3CCh(IINHsI79引NHsCOz依據(jù)上述流程，完成下列填空：(1)天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是nmolCH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO0.9nmol,產(chǎn)生hbmolK2CO(aq)和CO反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，加壓的理論依據(jù)是A.相似相溶原理 B.勒夏特列原理 C.酸堿中和原理(4)由KHCO^解得到的CO可以用于(寫出一種用途)(6)整個(gè)流程有三處循環(huán)，一是Fe(OH3循環(huán)，二是&CO(aq)循環(huán)，請?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)) 。答案：(1)3HzS+2Fe(OH3=Fe2&+6HO2.7n (3)B (4)生產(chǎn)純堿(或作制冷劑等，其他合理答案也可以)4、甲、乙、丙三個(gè)化肥廠生產(chǎn)尿素所用的原料不同，但生產(chǎn)流程相同，試解答下列問題:原料原料H2和H2和CO的生產(chǎn)過程。①甲廠以焦炭、空氣和水為原料②乙廠以天然氣、空氣和水為原料③丙廠以石腦油(主要成分 GH2)、空氣和水為原料。(2)按工業(yè)有關(guān)規(guī)定，利用原料所制得的原料氣 H和CO的物質(zhì)的量之比，若最接近合成尿素的原料氣NH3(換算為H2的物質(zhì)的量)和CO物質(zhì)的量之比，則對(duì)原料的利用率最高。據(jù)此判斷甲、乙、丙三個(gè)工廠哪個(gè)工廠對(duì)原料的利用率最高？5、制取硝酸錢的流程圖如下:|硝酸鉉

5、制取硝酸錢的流程圖如下:|硝酸鉉請回答下列問題:(1)合成氨的原料通常各來自何處？(2)已知N2(g)+3H(g)L^2NH(g),AH=—92kJ?mol1。請解釋：①什么是可逆反應(yīng)？②為有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取哪些措施？(3)寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式。鉗一銬合金網(wǎng)有何作用？為什么鉗銬合金網(wǎng)未預(yù)熱也會(huì)發(fā)熱？(4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物，如何消除它們對(duì)大氣的污染？寫出反應(yīng)式。(5)舉出硝酸錢的兩種主要