高考化學 考前三個月 專題復習6 化學與技術（含解析）

化學與技術

最新考綱展示1.化學與資源的開發(fā)、利用：（1）了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義；

（2）了解我國無機化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類；（3）了解海水的淙合利用，了解化學發(fā)

展對自然資源利用的作用；（4）了解化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用。2.化學與材料的

制造、應用：（1）了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求，了解化學對材料科學發(fā)展的促進作

用；（2）了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子合成材料、復合材料和其他新材料的特點，

了解有關的生產(chǎn)原理；（3）了解用化學方法進行金屬材料表面處理的原理：（4）了解我國現(xiàn)代

材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況，了解新材料的發(fā)展方向。3.化學與工農業(yè)生產(chǎn)：（1）了解化

學在水處理中的應用；（2）了解合成氨的主要原理、原料、重要設備、流程和意義，認識催化

劑的研制對促進化學工業(yè)發(fā)展的重大意義；（3）了解精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點、精細化工在社

會發(fā)展中的作用：（4）了解化學肥料、農藥等在農業(yè)生產(chǎn)中的作用。

基礎回扣

1.常見的化工生產(chǎn)原理

（1）硫酸工業(yè)中采取的加快反應速率的措施有：,用

氨水法吸收尾氣涉及的反應有、

（2）合成氨工業(yè)的原理是,用焦炭與水可制取原料氣發(fā)生的反應

為O

⑶侯德榜制堿法制取純堿發(fā)生的反應為,

答案(1)①升高溫度；②使用催化劑；③粉碎原料，增大與空氣的接觸面積

SO2+2NH3+H2O=(NH)2SO3

(NHJ2s6+H2so,=(NH4)2SOI+S02t+H20

(2)總+3比高微濾壓2NHs

C+H2O(g)^^CO+H2

(3)NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHC031

2NaHCO3^=Na2cO3+CO21+H20

2.材料的制造和應用

(1)傳統(tǒng)的硅酸鹽材料包括、________和________,硅、光導纖維屬于材

料。

(2)金屬的冶煉方法與金屬的_______有關，鋁的冶煉方法為__________,原料為_________,

輔料為__________O

(3)玻璃鋼、陶瓷塑料屬于材料。

答案(1)水泥玻璃陶瓷新型無機非金屬

(2)活動性電解法氧化鋁冰晶石

(3)復合

3.資源的開發(fā)利用

⑴含有較多離子的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為

一。天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是

—等，水的凈化與軟化的區(qū)別是o

(2)從海水中得到NaCl采用,把BL轉化為Bn的反應為,

把Mg?+轉化為Mg(0H)2加入的物質是。

(3)石油煉制中的物理方法是,石油裂化的目的是,裂解的目

的是；煤的加工方法有,屬于變化。

答案(1)鈣、鎂

2+

Ca+2HC0r^=CaC031+C02t+H20

2+

Mg4-2HC0；=^=MgC031+C02t+H20

明碘、硫酸鋁，硫酸鐵，硫酸亞鐵

水的凈化是用混凝劑將水中膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離

子

(2)蒸發(fā)法(或鹽田法)

-

Cl2+2Br=Br2+2Cr石灰乳

(3)分鐳提高輕質燃料油尤其是汽油的產(chǎn)量獲得有機化工基本原料干鐳、氣化和液化

化學

4.正誤判斷，正確的打“J”，錯誤的打“X”

(D加入明磯、硫酸鐵等物質能凈億水質，可使海水變?yōu)榈?X)

(2)陽離子交換膜法電解飽和食鹽水往陰極室加入含少量NaOH的水溶液以增強導電性(J)

(3)接觸法制H2sol時應采用高壓條件提高S02的轉化率(X)

(4)工業(yè)合成氨時可通過大幅度提高原料氣中氮氣的比例來提高氫氣轉化率(X)

(5)復合材料是由基體和增強體兩部分組成的，合金是復合材料的一種(X)

(6)煉鐵與煉鋼都利用了氧化還原反應的原理，煉鐵時含鐵物質發(fā)生氧化反應，煉鋼時雜質物

質發(fā)生還原反應(X)

(7)鋼鐵制品銹蝕主要是因為鋼鐵中含有碳而發(fā)生原電池反應，因此生鐵煉鋼時要盡可能完全

除去生鐵中的碳(X)

(8)線型結構的高分子，可帶支鏈，也可不帶支鏈(J)

(9)通過石油蒸儲可獲得純凈物汽油(X)

(10)生產(chǎn)、生活中努力實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，符合節(jié)能降耗的宗旨(J)

(11)合成氨的“造氣”階段會產(chǎn)生廢氣(J)

(12)電解制鋁的過程中，作為陽極材料的煙煤不會消耗(X)題型1化工生產(chǎn)流程的綜合分析

、真題回顧

1.(2014?新課標全國卷I,36)磷礦石主要以磷酸鈣［Ci(P0J2?-0］和磷灰石［Ca5F(P0］)3、

CaKOHMPO，］等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況。其中濕法磷酸是指磷

礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產(chǎn)過程中由磷灰石制單質磷的流程。

平也磷肥

^^終濕法磷酸

|~20%.

磷酸

磷礦石上凈化

I-4%~80%

-15%磷酸

單質磷-Up%]

磷礦粉肥熱法

其他磷化合物

圖(a)

部分物質的相關性質如下:

熔點/C沸點/℃?zhèn)渥?/p>

白磷44280.5

-133.8-87.8難溶于水，有還原性

PH3

SiR-90-86易水解

回答下列問題：

(1)世界上磷礦石最主要的用途是生產(chǎn)含磷肥料，約占磷礦石使用量的_______%。

⑵以磷灰石為原料，濕法磷酸過程中Ca5F(P0.)3反應的化學方程式為

現(xiàn)有1t折合含有P2O5約30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸________to

(3)如圖(b)所示，熱法磷酸生產(chǎn)過程的第一步是將Si02、過量焦炭與磷灰石混合，高溫反應

生成白磷。爐渣的主要成分是(填化學式)。冷凝塔1的主要沉積

物是,冷凝塔2的主要沉積物是。

(4)尾氣中主要含有,還含有少量的PL、H2s和HF等。將尾氣先通入

純堿溶液，可除去;再通入次氯酸鈉溶液，可除去。

(均填化學式)

(5)相比于濕法磷酸，熱法磷酸工藝復雜，能耗高，但優(yōu)點是

答案⑴69(2)CaF(P0。3+5H2S0.=5CaS0.+HFt+3H3Pol0.49(3)CaSi03液態(tài)白磷

固態(tài)白磷(4)C0、SiF,SiFs、H2S、HFPH3(5)產(chǎn)品純度高

解析(1)4%+96%X85%X80%=69機

⑵Ca5F(P(h)：.+5H2so〃=5CaS(h+HFt+3HRh,依據(jù)P元素守恒:生成磷酸的量為1X30%+142

X2X98+85—0.49t?

(3)爐渣主要成分是CaSiOa,冷凝塔1的主要沉積物是液態(tài)白磷，冷凝塔2的主要沉積物是固

態(tài)白磷。

(4)尾氣主要含有CO、SiF4,還含有少量PH3、H2s和HF等。通過堿液可以除去SiR、HF、H2S,

再通入NaClO溶液可以除去PH」。

(5)熱法磷酸工藝的優(yōu)點是產(chǎn)品純度高。

、得分技巧

1.常見的工業(yè)生產(chǎn)流程的主線和核心

原料循環(huán)利用

規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。

核心考點：物質的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、三廢處理及能量的綜合利

用等。

2.解題思路

明確整個流程及每一部分的目的一仔細分析每步發(fā)生的反應及得到的產(chǎn)物一綜合基礎理論與

實際問題思考f注意答題模式與要點。

3.化工生產(chǎn)中的簡單計算

(1)元素守恒法：根據(jù)某種關鍵元素的質量守恒，找出關系式，可簡化計算過程，方便快捷。

(2)常見量的計算公式：

純礦物的質量

①礦物的純度=微微fxi。%

—消耗原料的質量」00%

②原料利用率

原料的總質量

③原料轉化率=原料利用率=1一原料損失率；

④產(chǎn)率奇囂屠義100%；

⑤多步反應的總轉化率=各步反應轉化率的乘積。

4.化工生產(chǎn)中的綠色化學

中學化學中涉及的化工生產(chǎn)知識滲透綠色化學的觀點，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)節(jié)省資源，提高原料轉化率和利用率。例如在合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)、接觸法制硫酸、聯(lián)

合制堿法等工藝流程中采取了循環(huán)操作，體現(xiàn)了綠色化學中節(jié)省能源的基本原理。

(2)尾氣回收方法和處理裝置以防止或減少環(huán)境污染。例如：氨氧化法制硝酸、接觸法制硫酸、

煉鋼、煉鐵等均要有尾氣處理或吸收裝置。

(3)設計新的化學反應條件，降低對人類健康和環(huán)境的危害，減少廢棄物的產(chǎn)生和排放。例如

無氟電鍍，由乙烘制乙醛，工業(yè)生產(chǎn)中使用非汞催化劑。

、對點模擬

1.硫酸是無機“三大強酸”之一，其產(chǎn)量是衡量一個國家無機化工發(fā)展水平的重要標志。工

業(yè)制硫酸的工藝流程如下圖：

畫丹」篝—黑反斗豉齡［更卦畫§

*

據(jù)圖回答下列問題:

(D寫出用黃鐵礦(主要含F(xiàn)eS。造氣的化學反應方程式。

(2)寫出A、B物質的名稱：A,Bo

(3)催化氧化之前對SO2和空氣的混合氣體進行凈化、干燥的目的是,選用B進入吸

收塔吸收S03的優(yōu)點是o

(4)S02的催化氧化是一個可逆反應，采取適宜的反應條件有利于生產(chǎn)的進行。實際生產(chǎn)中，下

列哪些生產(chǎn)條件或措施考慮到了平衡移動原理(填字母)。

A.礦石加入沸騰爐之前先粉碎

B.使用VQ作催化劑

C.催化反應室中溫度選擇400?5Q0℃

D.凈化后的爐氣中要有過量的空氣

E.催化氧化在常壓下進行

F.將尾氣中的SO2循環(huán)利用

(5)某硫酸工廠每天消耗黃鐵礦石(含F(xiàn)eSz質量分數(shù)60%)20噸，生產(chǎn)中三階段的轉化率依次為

98%,95%、98%,則該工廠一天能生產(chǎn)B的質量為噸。

答案(l)4FeS2+110^^2Fe203+8S02

(2)發(fā)煙硫酸98%的濃硫酸(3)除去混合氣體中的有害雜質，防止催化劑中毒及防止形成酸

霧腐蝕管道及設備避免形成酸霧并提高吸收率(4)CD(5)18.25

解析(1)煨燒硫鐵礦生成氧化鐵和二氧化硫。(2)吸收塔中得到的是發(fā)煙硫酸(A)；工業(yè)上用

98%的濃硫酸(B)吸收S03。(3)混合氣體如果不進行凈化就進入催化反應室，會使催化劑中毒；

用水吸收三氧化硫會形成酸霧，不利于三氧化硫的吸收，所以工業(yè)上用98%的濃硫酸吸收。(4)

礦石加入沸騰爐之前先粉碎、使用V2O5作催化劑都是為了加快反應速率，與平衡移動無關，A、

B錯誤；催化反應室中溫度選擇400?500C而不能過高，是因為合成三氧化硫的反應是放熱

反應，溫度過高不利于二氧化硫的轉化，C正確；凈化后的爐氣中空氣過量有利于平衡：2s02

+O2催方劑2sOs正向移動，提高二氧化硫的轉化率，I)正確；催化氧化在常壓下進行，是因

為在常壓下二氧化硫的轉化率已經(jīng)相當高，如果增大壓強會加大生產(chǎn)成本，與平衡移動無關,

E錯誤；將尾氣中的S6循環(huán)利用是為了節(jié)省原料，F(xiàn)錯誤。(5)根據(jù)S元素守恒，得：FeSz?

2H2S0O設可制得98%的硫酸A■噸，則有：

FeS2?2H2S0I

1202X98

20X60%X98%X95%X98%xX98%

則可得*=18.25o

2.某工廠用軟缽礦(含MnO?約70%及ALO。和閃鋅礦(含ZnS約80%及FeS)共同生產(chǎn)MnO?和Zn(干

電池原料)。

稀硫酸、閃鋅,粉、軟銘礦粉

------?|加熱、W取(葡一過濾，I可收S

小___________1

MnCOi、Zn2(OH)2COj-

由|加熱(n升一過濾、灼燒，回收FC2O?AI2O4

Na2CO3

B(m)p---------------------------------------------------

--------1電解(N)|~?Wl收MnO?、Zn

|Na2sO,

己知：①A是MnSO,、ZnSOi.Fe2(S04)3^Ab(SO。3的混合液。

②IV中電解方程式為MnSOi+ZnSOi+2H20^^Mn02+Zn+2H2S0.o

(DA中屬于還原產(chǎn)物的是o

(2)加入MnCOa、Zn2(0H)￡0a的作用是。II需要加熱的原因是。C的化學式是

(3)該生產(chǎn)中除得到Mn()2和Zn以外，還可得到的副產(chǎn)品是。

(4)如果不考慮生產(chǎn)中的損耗，除礦石外，需購買的化工原料是o

⑸要從Na2soi溶液中得到芒硝(N&SO,?10也0),需進行的操作有蒸發(fā)濃縮、、過漉、

洗滌、干燥等。

(6)從生產(chǎn)MnOz和Zn的角度計算，軟缽礦和閃鋅礦的質量比大約是。

答案(DMnSO.(2)增大溶液的pH,使Fe"和A-+生成沉淀使形成的氫氧化鋁和氫氧化鐵

膠體也生成沉淀H2SO,(3)FeA>ALO-S(4)純堿、H2sol(5)降溫(冷卻)結晶

(6)1.03(或1)

解析(DMnO?中Mn元素化合價為+4價，MnSOi中化合價+2價，化合價降低，所以MnSOi為

還原產(chǎn)物。

⑵加入MnCO3>Zn2(0H)2C03,可與H+反應，降低酎濃度，促進A/、Fe計的水解,生成Fe(0H)3>

A1(OH)3沉淀,加熱可促進Fe"、A嚴的水解。

⑶電解得到所加、Zno在I中回收S,在n中回收Fe2(kAI2O3。

(4)在該生產(chǎn)過程中，H2S0,>Na2cO3均需購買。

(5)因含有結晶水，所以應采取降溫(冷卻)結晶的方法。

100

一87X而

(6)根據(jù)Mn、Zn兀素計算----而=1.03。

97X^

3.輝銅礦主要成分為CwS,此外還含有少量SiOi、Fe2(h等雜質，軟鋅礦主要含有MnO〃另外

含少量Sid、Fe2()3等雜質。研究人員綜合利用這兩種資源，開發(fā)出同槽酸浸濕法冶煉工藝,

制備硫酸銃和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下:

4.8mol-L-1調節(jié)NH,HCOj和a1

氨水的混合物氨了

硫酸pll=4

輝銅礦1(―kn加熱

-T一出液1濾液上一Cu(OHhCO

軟缽礦一浸趕氨一25

濾液

S.SiO2沉淀物

叵甌-MnSO,HO品體

已知：①MnQ有較強的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質硫

②[Cu(NH3]SO,常溫穩(wěn)定，在熱水溶液中會分解生成N%

③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH)：

Fe3+：1.5~3.2Mn2+：8.3?9.8Cu2+：4.4?6.4

(1)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有_______(任寫一點)。

⑵酸浸時，得到的浸出液中主要含有CuSOi、MnSOi等。寫出該反應的化學方程式:

(3)調節(jié)浸出液pH=4的作用是。

(4)該工藝流程中可循環(huán)使用的物質是(寫化學式)o

(5)獲得的MnSO.?晶體常用酒精洗滌，主要目的是o

(6)用標準的BaCL溶液測定樣品中MnSOi-H20的質量分數(shù)時，發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%(測定過

程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，其可能的原因有(任寫一種)。

答案(1)粉碎礦石、適當升高溫度或攪拌(任寫一種，其他合理答案也可)

(2)Cu2s+2Mn02+4H2S0,=2CuS0』+2MnS()4+S\+4HQ

(3)使Fe計沉淀完全

(4)NH3

(5)減少MnSO；?H2O晶體的損失

（6）樣品中混有硫酸鹽雜質或部分晶體失去結晶水

解析（1）酸浸時，提高浸取率有多種方法，如將礦石粉碎、適當升高溫度、攪拌等。（2）酸

浸時，得到的浸出液中主要含有as。,、MnSO?結合圖示中出現(xiàn)的“S”即可寫出化學方程式。

（3）Fe3+完全沉淀時pH為3.2,調節(jié)浸出液pH=4,可使Fek沉淀完全。（4）從圖示可知，該工

藝流程中可循環(huán)使用的物質是NH”（5）MnS0「H20晶體不溶于酒精，用酒精洗滌時可減少其溶

解損失。（6）當樣品中混有硫酸鹽雜質或部分晶體失去結晶水時，用標準的BaCL溶液測定樣

品中MnSOi?H20的質量分數(shù)，樣品純度大于100機

題型2化學與資源的開發(fā)利用

、真題回顧

1.（2014?新課標全國卷0,36）將海水淡化與濃海水資源化結合起來是綜合利用海水的重要

途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其

他產(chǎn)品?；卮鹣铝袉栴}：

（1）下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設想和做法可行的是（填序號）。

①用混凝法獲取淡水②提高部分產(chǎn)品的質量

③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種④改進鉀、澳、鎂等的提取工藝

（2）采用“空氣吹出法”從濃海水吹出Br2,并用純堿吸收，堿吸收溟的主要反應是Bn+Na2cOB

+H20—?NaBr+NaBr03+NaHC03,吸收1molBn時，轉移的電子數(shù)為moU

（3）海水提鎂的一段工藝流程如下圖：

濃海水T脫硫I澄清I~。產(chǎn)林i

澄清液

函?—石灰乳

I工

產(chǎn)品2T干燥卜~I過濾卜~^^

濃海水的主要成分如下：

離子Na+Mg2+crSO?"

濃度/（g?「

63.728.8144.646.4

1）

該工藝過程中，脫硫階段主要反應的離子方程式為,產(chǎn)品2的化學式

為,1L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質量為go

（4）采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為

:電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關反應的

化學方程式O

答案(1)②?④(2)?

2+

(3)Ca+S0r=CaS0tIMg(0H)269.6

(4)MgC12^^Mg+Cl21

Mg+2H2()S^Mg(OH)2+H2t

解析(1)將海水經(jīng)過處理得到淡水和濃海水，這是綜合利用海水的重要途徑之一，從而可以

提高部分產(chǎn)品的質量，優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，改進鉀、漠、鎂等的提取工藝。

(2)根據(jù)反應原理，將方程式配平：3Br2+6Na2C03+3H，0=5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3,,每3mol

Bn被吸收時轉移5mol電子，則吸收1molBn轉移？mol電子。

(3)工藝流程中，脫硫加入的是得到產(chǎn)品2過程中過濾時的濾液，而此濾液中所含的能夠脫硫

的離子來源于合成步驟中的石灰乳，故脫硫階段的主要離子方程式為Ca2++S(T=CaS0N；

而產(chǎn)品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得來的，即Mg2++Ca(OH)271g(0H)2+Ca2+,故產(chǎn)品

OOOg

2為Mg(0H)2；1L濃海水中+為28.8g,故可得到產(chǎn)品2即Mg(01小的質量為可不言X

58g,mol~,=69.6go

(4)電解熔融MgCh會得到Mg和CL,故化學方程式為MgCl2=Mg+Chto因為Mg會與ILO

發(fā)生反應生成Mg(0H)2和1L故水存在會造成產(chǎn)品Mg的消耗，有關反應的化學方程式為Mg+

2H20^^Mg(0H)2+H2fo

2.(2014?山東理綜，32)工業(yè)上用重銘酸鈉(NaEnO?)結晶后的母液(含少量雜質Fe")生產(chǎn)重

格酸鉀(/Cr2()7)。工藝流程及相關物質溶解度曲線如圖：

(

o

x

g

0

080-

一060-

/40-

20-

趙

茨

粒

IIIIIIIa

020406080100

溫度/t

(1)由NazCcO?生產(chǎn)LCnO；的化學方程式為.通

過冷卻結晶析出大量LCnO?的原因是______________________________________

(2)向NazCnO?母液中加堿液調pH的目的是

(3)固體A主要為(填化學式)。固體B主要為(填化學式)。

(4)用熱水洗滌固體A,回收的洗滌液轉移到母液______(填“I”“11”或“III")中，既能提

高產(chǎn)率又可使能耗最低。

答案(DNa2Cr207+2KCl=K2Cr207+2NaCl低溫下LCnCh溶解度遠小于其他組分，隨溫度的

降低，IGCnO?溶解度明顯減小(答案合理即可)

⑵除去Fe"

(3)NaClK2Cr207

(4)II

解析(D(2)Na￡r2()7結晶后的母液中含有Fe",加堿液調節(jié)pH=4,目的就是要以Fe(OH).

的形式除去Fe",則過濾后得到純的NazCcO^母液I)；加入KC1并加熱至沸騰，冷卻結晶得

到K2Cr2O7,反應方程式為Na2Cr2()7+2KCl=K2Cr207+2NaCl；通過冷卻結晶析出大量LCrB的

原因是低溫下Lee。?溶解度遠小于其他組分，隨著溫度的降低，KEnQi溶解度明顯減小。

(3)母液H中含有LCnO?和NaCl,蒸發(fā)濃縮得到的固體A是NaCl,因為高溫下LCrB的溶解

度大；母液III中的主要成分是K2CHO7,冷卻結晶得到的固體B是K￡r207。

(4)固體A表面附著K2cm07,應將洗滌液轉移到母液II中，這樣,既能提高產(chǎn)率(回收了K2Cr2O7),

又可使能耗降低。

、方法歸納

化學與資源開發(fā)利用的答題注意事項

(1)正確區(qū)分以下“三組概念”

①分儲和干館的本質區(qū)別

分儲是對石油固有的成分的分離，是物理變化：干儲是對煤隔絕空氣加強熱分解得到新產(chǎn)物,

是化學變化。

②煤和木炭、焦炭組成成分不同

煤是以碳元素為主的復雜有機物和無機物組成的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳單質。

③天然氣和焦爐氣不同

a.天然氣是一種化石燃料，它蘊藏在地層內，從氣井上開采的可燃性氣體，其含有CH」、C2H6、

G&等小分子烷燒，主要成分是CH.,它既是一種重要的能源，又是一種重要的工業(yè)資源。

b.焦爐氣是煤干儲所得產(chǎn)物之一，其主要成分是上、CH,、CO、C孫等，它也是重要的氣體燃

料和化工原料。

（2）掌握海水利用的方法

電解

NaCl(氯堿工業(yè)：2NaCl+2H

2NaOH+H2t+Cl2t)

海水

KC1

曬鹽

■L3過濾,八、+HCI

+石灰乳一＞

溶提卜Mg(OH)2----------

之”Mg（海水提鎂）

MgCl2

苦空氣§。2

->+Cl—>BrMl澳蒸氣一?

鹵22吹出

HBrfW淡產(chǎn)品（海水提澳）

—?+AgNO3溶液--->Agl懸濁液

+Fe+C"

-->-：~（海水提碘）

攪拌萃取2"」火皿

、對點模擬

（一）海水資源的綜合利用

1.海水占地球總儲水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結合起來，既能解決淡水資源缺

乏的問題，又能充分利用海洋資源。

（D天然海水的pH約為8,原因是海水中的水解。

（2）就目前技術而言，結合能源節(jié)約等問題，下列適用于“海水淡化”的技術是（填

字母）。

A.蒸福法B.電滲析法

C.冷結法D.離子交換法

E.反滲透法

（3）海水曬鹽利用的原理是；分離出食鹽晶體后的母液中含有,

經(jīng)過分離、提純后，可用于O

(4)海水提鎂過程中，與石灰窯和鹽酸廠有著緊密的聯(lián)系，試說明海水提鎂與鹽酸廠之間的必

然聯(lián)系O

(5)利用氯堿工業(yè)產(chǎn)生的氫氣和氯氣可以將粗硅制成高純硅，寫出發(fā)生反應的化學方程式：

答案(l)C(T、HCO；(2)CDE

(3)蒸發(fā)結晶KChMgCh工業(yè)上冶煉金屬鉀和鎂

(4)鹽酸廠為溶解氫氧化鎂提供鹽酸；電解氯化鎂制鎂的過程中得到氯氣，為鹽酸廠提供原料

(5)Si+2CL^S：SiCl.iSiCl.,+2H：^^Si+4HCl

解析(1)天然海水中COtsHCO；發(fā)生水解反應使海水呈堿性。(2)蒸懦法、電滲析法消耗能

量，不適用于海水淡化。(3)海水曬鹽的原理是蒸發(fā)結晶，分離食鹽晶體后的母液中含有KC1、

MgCl2o(4)鹽酸廠為溶解氫氧化鎂提供鹽酸；電解氯化鎂制鎂的過程中得到氯氣，為鹽酸廠提

供原料。(5)由粗硅制取純硅的反應為Si+2cL直遢SiCl」、SiCl,+2H2=Si+4HCl0

2.海水中蘊藏的元素高達80多種，是人類財富的重要集散地。如圖是從海水中提取溟、鎂

的工藝流程圖：

請回答下列問題：

(1)寫出海水淡化的一種方法：O

(2)地球上99%以上的溟元素存在于海洋中，資料顯示海水中溟的含量均為66mg-L-1o上圖

中制備澳涉及步驟I、II、IIL分別寫出步驟I和步驟III中反應的離子方程式：

(3)制備鎂的工藝中，從鹵水到MgCk(aq)經(jīng)歷了\館2+—\依(0切2—\1/+的過程，生成MgSH”

的過程看似多余，其實該過程的作用是;步驟皿實際上電解的物質是

_(要求注明物質狀態(tài))，陽極反應式為o

答案(1)離子交換法(答案合理即可)

-

(2)2Br+C12=2Cr+Br25Br-+BrO；+6H+=3Be+3H2

(3)富集Mg”熔融MgCh2Cr-2e-=Cl21

解析(1)海水淡化最古老的方法是蒸鐳法，新的方法有電滲析法、離子交換法等。(2)步驟

I是鹵水中的Br被CL氧化，生成單質溟；步驟II是單質溟在碳酸鈉溶液中發(fā)生氧化還原反

應，生成Br一和BrO；；步驟HI是Br一與BrG在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應生成Be。(3)海

水中、依+濃度極稀，而且雜質離子較多，故采用加入廉價的熟石灰的方法，使其富集，然后

酸化即得到較高濃度的MgCL溶液；步驟VII實際上電解的是熔融的MgCk,陰極得到Mg,陽極

得到氯氣。

(二)化石燃料的綜合利用

3.煤是重要的能源，也是化工生產(chǎn)的重要原料。

(D煤是工業(yè)上獲得燒的重要來源。

(2)煤的干儲得到的氣態(tài)產(chǎn)品為,其主要成分為o

(3)煤的氫化可以將煤轉化為燃油，氫化的本質是o

(4)煙氣凈化技術土要是指對煤燃燒的廢氣進行、和處理，從而減少

、和的排放。

答案(1)芳香

(2)焦爐氣CH.、乩、C2HKCO(或CH,、H2)

(3)增加煤中氫元素含量，提高氫原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值

(4)除塵脫硫去氮煙塵二氧化硫氮氧化物

解析(D煤的干儲可以得到苯、甲苯等芳香燒。(2)煤的干儲產(chǎn)品中固體為焦炭，液體為煤

焦油，氣體為焦爐氣，焦爐氣的主要成分為Oh、H?、CzH,、COo(3)煤的氫化的本質是增加煤

中氫元素含量，提高氫原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值。(4)煙氣凈化技術主要是指對煤燃燒的廢氣

進行除塵、脫硫和去氮處理，從而減少煙塵，二氧化硫和氮氧化物的排放。

4.煤是重要的能源，也是化工生產(chǎn)的重要原料。

(1)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣直接排放到空氣中，可能導致的環(huán)境污染問題是。

(2)如圖是對煤燃燒產(chǎn)生的廢氣進行脫硫處理的流程示意圖：

①廢氣脫硫過程中，主要反應的化學方程式為、;

②在煤中直接添加一種物質，可有效減少煤燃燒產(chǎn)生的S&,該物質是（寫出一種

即可）；

③石膏在工業(yè)生產(chǎn)中的用途是（寫出一種用途即可）。

⑶煤經(jīng)過（填加工方法）可以得到焦爐氣、煤焦油和焦炭。煤焦油經(jīng)過

（填加工方法）可得到芳香族化合物。煤也可以用氫化法轉化成燃油，氫化法的

本質是O

答案（1）酸雨、粉塵污染（答出一項即可）（2）①Sd+CaOh.CaSOs+CQ2CaS03+

O2=2CaSOt②CaC03、CaO或Ca（CH）2（填一種即可）

③作醫(yī)用材料、建筑材料等（填一種即可）

（3）干飽分儲增加煤中氫元素含量，提高氫原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值

解析（1）煤燃燒產(chǎn)生大量的煙塵和S02,其中煙塵會造成粉塵污染，SO?會形成酸雨。（2）①脫

硫過程中主要發(fā)生兩個反應：SO2轉化為CaSO3,CaSO：,轉化為CaSO”億學方程式分別為SO2+

CaC（h通遢CaSOj+Cd、2CaS03+02=2CaS0l；②向煤中加入CaC（h、CaO或Ca（OH）2,可吸收煤

燃燒產(chǎn)生的SO2,使其最終轉化為CaSOi；③石膏廣泛應用于醫(yī)療、建筑等行業(yè)。（3）煤經(jīng)干鏘

可得到焦炭、煤焦油和焦爐氣，煤焦油經(jīng)分儲后可得苯、二甲苯等芳香族化合物。

（三）工業(yè)“三廢”的綜合利用

5.（2013?山東理綜，31）廢舊硬質合金刀具中含碳化鴇（WC）、金屬鉆（Co）及少量雜質鐵，利

用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡圖如下：

廢舊刀具H2OJ例出）2c2（）4溶液

［電『液|NHj

電解I應H過濾1骷）T焙燒

\T丁工

WC（R）洗溢濾餅卜—H2O溶液I%—黑

I

洗滌液（回收）Co粉

（D電解時廢舊刀具作陽極，不銹鋼作陰極，HC1溶液為電解液。陰極主要的電極反應式為

（2）凈化步驟所得濾餅的主要成分是o回收的洗滌液代替水配制電解液，目的

是回收利用其中的-

（3）溶液I的主要成分是。洗滌C0C2O4不充分對最終產(chǎn)品純度并無明顯影響，但焙燒

時會造成環(huán)境污染，原因是。

(4)將CO203還原成Co粉的化學反應方程式為。

+-

答案(l)2H+2e=H2t(2)FC(0H)3面+(或CO)⑶NH?焙燒時NH￡1分解產(chǎn)生NL

和HC1(4)Co203+3H2^=2Co+3H20

+

解析(1)電解時，陰極：2H+2e-=H21,

陽極：Fe—2ei=Fe"(很少)、Co—2e-=Co2+,當Co、Fe被充分電解后,剩余的為WC。

2++s+

(2)由于2Fe+2H4-H202=2Fe4-2H20,通入NH3,控制pH值,使Fe計生成Fe(0H"沉淀，

所以濾餅為FeSH”。由于Fe(OH),表面會附著Co”，所以通過回收洗滌液，可以回收利用Co?

(3)根據(jù)后續(xù)流程中的CoC204,力口入(NHMCzOi后，發(fā)生的反應為CoCk+(NH，2c20,=2NH￡l+

C0C2O4I，所以溶液【的主要成分為NH4cL過濾得到的C0C2O4中會含有NH￡1,加熱焙燒時NH￡1

分解，生成加3、HC1逸出，所以對產(chǎn)品純度不會造成影響，但NH3、HC1會污染環(huán)境。

(4)比還原C02O3的方程式:CO2034-3H2=^=2CO4-3H20.

6.最近，我國利用生產(chǎn)磷鉞排放的廢渣磷石膏制取硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥的技術研究獲得成功。具

體生產(chǎn)流程如圖所示：

熱交換器

、一—so

S0催化氧化2

硫酸固體I一系列匈卜水泥

磷灰石T粉碎汴集H萃良梢附詞NH3

出104書畫T操作bH操作a

磷錢

請回答下列問題:

⑴操作a的名稱是,實驗室中進行此操作的非玻璃儀器或用品有

;在實驗室中操作b的名稱是.

(2)在裝置a中還生成兩種酸式鹽，它們的化學式分別是。

(3)依題意猜測固體A中一定含有的物質的化學式是(結晶水部分不

寫)。

(4)“熱交換器”是利用“廢熱”預熱,除此之外還可利用硫酸工業(yè)的“廢

熱”。

(5)S0B在(填設備名稱)中用吸收轉化為發(fā)煙硫酸。

答案(1)過濾鐵架臺(含鐵圈)、濾紙蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶

⑵NH耐2Po八(NH,)2HPO1

(3)CaS0,(4)參與反應的SO2和02發(fā)電(其他合理答案均可)

(5)吸收塔98席的濃硫酸

題型3化學與材料的制造和優(yōu)化

、真題回顧

1.(2014?海南，20—II)鋅是一種應用廣泛的金屬，目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉

鋅。某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分)，以其為原料冶煉鋅的工藝流程如

圖所示：

含塵凈化

冷氣「備取.廢電積液?

皆知班卜焙砂餌可一濾液福解沉積卜鋅

將中洛一回收池酒一同收

次出渣利用濾渣利?用

回答下列問題：

⑴硫化鋅精礦的焙?燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行，所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學式為

(2)焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)的操作。

(3)浸出液“凈化”過程中加入的主要物質為__________,其作用是o

(4)電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金情性電極，陽極逸出的氣體是

(5)改進的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導致空氣污染的焙燒

過程，又可獲得一種有工業(yè)價值的非金屬單質?！把鯄核峤敝邪l(fā)生主要反應的離子方程式為

(6)我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅。明代宋應星著的《天工開物》中有關于“升煉倭

鋁”的記載：“爐甘石I斤，裝載入泥罐內，……，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)

火煨紅，……，冷淀，毀罐取出，……，即倭鉛也。”該煉鋅工藝過程主要反應的化學方程式

為o(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，

倭鉛是指金屬鋅)

+2+

答案(DZnO(2)浸出(3)鋅粉置換出Fe等(4)0?(5)2ZnS+4H+02=2Zn+2S+

2H2O

(6)ZnCOs+2C^^Zn+3C0t

解析(D硫化鋅精礦的主要成分為ZnS,在沸騰爐中與氧氣發(fā)生反應的化學方程式為2ZnS+

30.^2200+250.,故產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學式為ZnO。(2)從流程圖可以看出，“浸出”

環(huán)節(jié)需要加入酸，所以焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣制取的酸，可用于后續(xù)的浸出操作。（3）為

了保證“浸出”環(huán)節(jié)焙砂能夠全部溶解，所以加入的酸是過量的，此時雜質Fe"也存在于“浸

出液”中，所以加入鋅粉的目的就培置換出Fe。（4）根據(jù)題目中的信息“陰極采用鋁板，陽極

采用Pb—Ag等合金惰性電極”，則陽極為惰性電極，此時陽極參加反應的微粒是0『，電極反

應式40K—4e—=2H20+0U,故陽極逸出的氣體是O2。（5）根據(jù)信息“氧壓酸浸”，可知參加

反應的物質是ZnS、O2和酸提供的生成物“有工業(yè)價值的非金屬單質”即為S,所以離子

+2+

方程式為2ZnS+4H+02=2Zn+2S4-2H20o（6）該煉鋅工藝參加反應的物質是煤炭餅和爐甘

石（碳酸鋅），得到的物質是倭鉛（金屬鋅）和CO：ZnCO3+2C=Zn+3COto

2.（2013?海南，20—II）硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生

活中有廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}：

（1）1810年瑞典化學家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時，得到一種“金屬”。這種“金

屬”可能是________o

（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有________o

（3）高純硅是現(xiàn)代信息、半導體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎材料。工業(yè)上提純硅有多種路

線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下：

HClH2

石英砂-----粗硅-------SiHCb----高純硅

焦炭

電孤爐流化床反應器還原爐

發(fā)生的主要反應

1

電弧爐S10.+2C600-1800rs.+2C0t

流化床反應器Si+3HC125O_3OO_CS，HC1

1

還原爐siHCi3+H2LQgzJ_2Q0.：Csi+3HC]

①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應的化學方程式為

；碳化硅又稱,其晶體結構與相似。

②在流化床反應的產(chǎn)物中，SiHCh大約占85%,還有SiCL、SiH2cb、SiH3cl等,有關物質的

沸點數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCh的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和。

物質SiSiCl.,SiHCl3SiH2Cl2SiH3clHClSiH,

沸點/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9

③SiHCk極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為

（4）氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是o

答案（1）含有硅、碳的鐵合金（或硅鐵）

（2）石英砂、純堿和石灰石

⑶①SiO2+3C直暹SiC+2C0t金剛砂金剛石（或單晶硅）②精儲（或蒸㈱③H&O,（或

HzSiCh）、比、HC1

⑷限HC1

解析（3）比較SiHCh、SiC"、SiH2ck、SiH3cl的沸點，可得常溫下SiHCk、SiCL為液體、

SiH2c12、SiH3cl為氣體，沉降除去產(chǎn)物中的固體后，冷凝得到SiHCh、SiCL的混合液體,用

蒸儲法可分離二者。

、規(guī)律方法

1.煉鐵、煉鋁比較

煉鐵煉鋁

電解熔融的氧化鋁

在高溫下用還原劑將鐵從其

2--

原理陽極：60-12e=3021

氧化物中還原出來

陰極：4Al3++12e-=4Al

原料鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣冰晶石（NasAlFe）、氧化鋁

設備煉鐵高爐電解槽

?。7n℃

主要化2Al通電FA1R4A1+302

Fe2（）3+3C0^吧2Fe+3c6

學反應

f

2.無機非金屬材料

(陶瓷：以黏土為原料

(原料:石灰石、黏土

水泥］主要成分:硅酸三鈣、硅酸二鈣、

傳統(tǒng)

I鋁酸三鈣、鐵鋁酸鈣

(硅酸鹽，

材料(成分:。2引。3、CaSiO355

原料:石英砂、石灰石、純堿

高溫

I玻璃.主要反應:Na2cO3+SiO2

無機Na2SiO3+CO2t

非金用混

CaCO+SiD