2013屆高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航課件4

第一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。一、獲取潔凈的水

1．天然水的凈化(1)混凝法①定義：加入混凝劑，使細(xì)小的懸浮物和膠體聚集成較大的顆粒而沉淀，然后用過(guò)濾的方法除去。②工業(yè)生產(chǎn)中常用的混凝劑有：明礬、硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等。第二頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

③明礬凈水原理明礬在水中發(fā)生電離：

KAl(SO4)2===K++Al3++2

。Al3+與水發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3：

Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。④混凝劑難以清除溶解于水中的有機(jī)物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽和微生物。作為生活用水，經(jīng)過(guò)混凝法凈水后，還必須進(jìn)行殺菌消毒。第三頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(2)化學(xué)軟化法①天然水與空氣、巖石和土壤等長(zhǎng)期接觸，溶解了許多雜質(zhì)，如無(wú)機(jī)鹽類、某些可溶性有機(jī)物以及氣體等。②天然水可分為硬水和軟水硬水：含有較多Ca2+、Mg2+的水。軟水：含有少量Ca2+、Mg2+或不含Ca2+、Mg2+

的水。第四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。完全免費(fèi),無(wú)需注冊(cè),天天更新！第五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

③水的硬度可分為暫時(shí)硬度和永久硬度暫時(shí)硬度：水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2

引起的。永久硬度：水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的。天然水大多同時(shí)具有暫時(shí)硬度和永久硬度。④硬水軟化的方法通常有加熱法、藥劑法和離子交換法等。第六頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

2．污水處理(1)污水處理方法有物理法、生物法和化學(xué)法等。(2)處理工業(yè)廢水常用的化學(xué)方法：中和法、沉淀法、氧化還原法。第七頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

3．海水淡化——電滲析法(1)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法。(2)離子交換膜是一種功能性膜，應(yīng)具有良好的選擇透過(guò)性和化學(xué)穩(wěn)定性。(3)原理：在外加直流電場(chǎng)的作用下，海水中的陰、陽(yáng)離子分別透過(guò)陰膜和陽(yáng)膜，可達(dá)到分離和濃縮的目的。第八頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

二、海水的綜合利用

1．海水中鹽的開(kāi)發(fā)和利用(1)海水制鹽①海水制鹽的方法有三種，即蒸發(fā)法、電滲析法和冷凍法。②目前，海水制鹽的方法仍以蒸發(fā)法

(鹽田法)為主。海水蒸發(fā)濃縮，達(dá)到飽和析出食鹽晶體，分離后所得到的母液叫苦鹵。第九頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(2)食鹽資源的利用①電解飽和食鹽水反應(yīng)原理陰極：2H++2e-===H2↑

陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑

總反應(yīng)：2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑

②生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜、電解槽電解第十頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

2．海水提溴(1)氯化：工業(yè)上從海水中提取溴時(shí)，首先通氯氣，在pH為3.5左右氯氣氧化溴離子，離子方程式：

Cl2+2Br-===2Cl-+Br2

。(2)吹出：當(dāng)海水中的Br-被氧化成Br2以后，用空氣將其吹出。另外，也可以用水蒸氣，使溴和水蒸氣一起蒸出。(3)吸收：用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)镠Br，再用氯氣將其氧化成溴產(chǎn)品，化學(xué)方程式：

SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4

、

Cl2+2HBr===2HCl+Br2

。第十一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

3．海水提鎂海水提鎂的基本反應(yīng)原理可表示如下：(1)所加試劑：①石灰乳，③鹽酸。所用操作方法：②過(guò)濾，④濃縮，⑤電解。(2)用離子方程式或化學(xué)方程式表示海水提鎂的過(guò)程：①M(fèi)g2++2OH-===Mg(OH)2↓

③Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O

⑤MgCl2===Mg+Cl2↑

電解第十二頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

4．從海水中提取重水(1)提取重水(D2O)的方法有：蒸餾法、電解法、化學(xué)交換法和吸附法等。(2)常用的方法是化學(xué)法，其中的一種是硫化氫—水雙溫交換法。第十三頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。三、工業(yè)制備硫酸

1．三個(gè)階段工業(yè)上制硫酸主要分造氣、催化氧化、吸收三個(gè)階段，反應(yīng)方程式分別為：(1)

S+O2===SO2

。(2)

2SO2+O22SO3。(3)

SO3+H2O===H2SO4

催化劑加熱點(diǎn)燃第十四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

2．生產(chǎn)中原料的選擇工業(yè)生產(chǎn)某種化工產(chǎn)品，選擇原料時(shí)要從多方面去考慮，如化學(xué)反應(yīng)原理、廠址選擇、原料、能源、工業(yè)用水的供應(yīng)能力、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、預(yù)處理成本及環(huán)境保護(hù)等。

3．生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制對(duì)二氧化硫的催化氧化：(1)溫度條件：選擇400～500℃

作為操作溫度，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率和二氧化硫的轉(zhuǎn)化率都比較理想。第十五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(2)壓強(qiáng)條件：增大氣體壓強(qiáng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高得并不多，所以，通常采用常壓操作。(3)催化劑：催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)有影響，但能改變到達(dá)平衡所需的時(shí)間。

4．生產(chǎn)中的三廢處理(1)尾氣吸收硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量SO2

，可用Ca(OH)2吸收，使其生成CaSO3，再用H2SO4處理，生成SO2和CaSO4

。方程式為SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O；CaSO3+H2SO4===CaSO4+SO2↑+H2O。第十六頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(2)污水處理硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的污水，含有酸性雜質(zhì)，可用石灰乳中和法處理。方程式為Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O

。(3)廢渣的利用廢渣可用來(lái)制磚或制造水泥。爐渣和礦灰，可作為煉鐵的原料。第十七頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。四、工業(yè)合成氨

1．合成氨的反應(yīng)原理方程式：N2+3H22NH3。該反應(yīng)是一個(gè)正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)減少的、可逆的放熱反應(yīng)。

2．適宜化工生產(chǎn)條件的選擇溫度：400～500℃

；壓強(qiáng)：10MPa～30MPa；催化劑：以鐵為主的催化劑。催化劑高溫、高壓第十八頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

3．合成氨的基本生產(chǎn)過(guò)程(1)制備合成氨的原料氣氮?dú)猓阂皇菍⒖諝庖夯笳舭l(fā)分離出氧氣獲得氮?dú)猓欢菍⒖諝庵械难鯕馀c碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳得到氮?dú)?。氫氣：一是水蒸氣通過(guò)赤熱的煤(或焦炭)層，化學(xué)方程式為：C+H2O===CO+H2?！鞯谑彭?yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。二是甲烷與水蒸氣在催化劑作用下反應(yīng)，化學(xué)方程式為：(2)原料氣的凈化凈化的原因：合成氨需要純凈的氮?dú)夂蜌錃狻Ｔ谥迫≡蠚獾倪^(guò)程中，常混有一些雜質(zhì)，其中的某些雜質(zhì)會(huì)使合成氨的催化劑中毒而失去催化作用，所以必須除去。第二十頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。吸收H2S：

NH3·H2O+H2S===NH4HS+H2O

。除去CO：CO+H2O===CO2+H2

，

K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3

。(3)氨的合成與分離催化劑加熱第二十一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

五、工業(yè)生產(chǎn)純堿1．氨堿法也稱索爾維制堿法，其原料是：食鹽、氨和二氧化碳。(1)生成碳酸氫鈉和氯化銨將二氧化碳通入含氨的飽和食鹽溶液中，可得到碳酸氫鈉和氯化銨。方程式為：NH3+CO2+H2O===NH4HCO3；NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl。第二十二頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(2)制取碳酸鈉將析出的NaHCO3晶體煅燒，即得Na2CO3。方程式：2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O↑

。

母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循環(huán)使用。

方程式為：

2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O

?！鳌鞯诙?yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

2．聯(lián)合制堿法(又稱侯氏制堿法

)(1)將制堿中含氯的廢液與合成氨過(guò)程中的二氧化碳廢氣加以回收、利用，制成純堿和氯化銨化肥，使制堿和制銨兩大工業(yè)聯(lián)合起來(lái)。(2)原料是食鹽、氨和二氧化碳。第二十四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。第二十五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?？键c(diǎn)一獲取潔凈的水例1為了測(cè)量水中有機(jī)物等還原性污染物的含量，通過(guò)把1L水樣與強(qiáng)氧化劑完全作用時(shí)消耗氧化劑的量，折算成以氧氣為氧化劑時(shí)的質(zhì)量(O2mg·L-1)來(lái)表示，稱為該水樣的化學(xué)耗氧量(COD)。我國(guó)明文規(guī)定：COD＞500mg·L-1的污水不得直接排放。為了測(cè)定某工業(yè)廢水的COD，實(shí)驗(yàn)如下：量取廢水樣品20.00mL，加入0.100mol·L-1KMnO410.00mL和少量稀H2SO4，在一定條件下充分反應(yīng)后，再用0.200mol·L-1的草酸鈉(Na2C2O4)溶液滴定過(guò)量的KMnO4，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗Na2C2O4溶液11.00mL。

第二十六頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。(1)寫(xiě)出酸性介質(zhì)中KMnO4(被還原為Mn2+)與Na2C2O4(被氧化為CO2)反應(yīng)的離子方程式____________________________________________。(2)計(jì)算該水樣的COD。(3)如果每次取水樣20.00mL，加入等體積的0.100mol·L-1KMnO4酸性溶液；為簡(jiǎn)化計(jì)算，令滴定過(guò)量KMnO4時(shí)，每消耗1.00mLNa2C2O4溶液，就相當(dāng)于水樣的COD為10mg·L-1，該Na2C2O4溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)配制為多少？第二十七頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?！窘馕觥?1．00×10-3×0.2mol

0.4×0.2×11.00×10-3mol用于與草酸鈉反應(yīng)的為0.4×0.2×11.00×10-3=8.8×10-4mol，則與水樣反應(yīng)的為10.00×10-3×0.1-8.8×10-4=1.2×10-4mol，則換算成氧氣第二十八頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。則氧氣為1.25×1.2×10-4mol，質(zhì)量為1.25×1.2×10-4mol×32g/mol=4.8×10-3g=4.8mg，則該水樣的COD為4.8mg/0.020L=240mg/L。(3)水樣的COD=10mg/L，則20.00mL水樣中，m(O2)=10/50mg=0.2mg，為0.2×10-3g?32(g/mol)=6.25×10-6mol，第二十九頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。則與草酸鈉反應(yīng)的MnO為2×10-3mol-0.8×6.25×10-6mol≈2×10-3mol，則c(Na2C2O4)=5×10-3mol?(1×10-3L)=5.00mol/L。【答案】(1)2+5+16H+===2Mn2++8H2O+10CO2↑

(2)240mg/L

(3)5.00mol/L第三十頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【方法技巧點(diǎn)撥】本題題干內(nèi)容很多，注意分析和提取有效信息，關(guān)鍵在于理解COD的含義，利用滴定實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合計(jì)算，鞏固數(shù)據(jù)處理的能力。第三十一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?？键c(diǎn)二氯堿工業(yè)

例2氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下：第三十二頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。依據(jù)上圖完成下列填空：(1)在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH________(選填“不變”“升高”或“下降”)。(2)工業(yè)食鹽含Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)。精制過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________。(3)如果粗鹽中含量較高，必須添加鋇試劑除去，該鋇試劑可以是__________(選填a，b，c)。a．Ba(OH)2

b．Ba(NO3)2

c．BaCl2第三十三頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(4)為有效除去Ca2+、Mg2+、，加入試劑的合理順序?yàn)開(kāi)_______(選填a、b、c)。a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑b．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3c．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)________、冷卻、________(填寫(xiě)操作名稱)除去NaCl。(6)在隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2與NaOH反應(yīng)；采用無(wú)隔膜電解冷的食鹽水時(shí)，Cl2與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，相應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________。第三十四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。【解析】

(1)電解食鹽水時(shí)，與電源正極相連的電極發(fā)生的反應(yīng)是2Cl--2e-===Cl2↑，與電源負(fù)極相連的電極發(fā)生的反應(yīng)是2H++2e-===H2↑，消耗H+，即產(chǎn)生OH-，所以溶液的pH升高。(2)精制過(guò)程中，加入Na2CO3除去Ca2+(Ca2++===CaCO3↓)；加入NaOH除去Mg2+[Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓]，由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，所以Mg2+與OH-、

混合時(shí)，主要生成Mg(OH)2沉淀。第三十五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(3)除去

應(yīng)選擇Ba2+，如加入Ba(NO3)2，溶液中會(huì)引入雜質(zhì)NO，而加入BaCl2或Ba(OH)2均不會(huì)增加新的雜質(zhì)。(4)除雜質(zhì)時(shí)加入Ba2+和OH-無(wú)先后之分，但Na2CO3一定在BaCl2之后加入，因?yàn)?/p>

還能除去多余的Ba2+。(5)脫鹽工序的目的是分離NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作過(guò)程是蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶，經(jīng)過(guò)濾得到NaCl晶體。第三十六頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(6)如無(wú)隔膜會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O，電解食鹽水溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑，兩反應(yīng)的化學(xué)方程式相加得NaCl+H2O==NaClO+H2↑。電解電解

【答案】(1)2Cl--2e-===Cl2↑升高

(2)Ca2++===CaCO3↓

Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓

(3)ac

(4)bc

(5)蒸發(fā)過(guò)濾(6)NaCl+H2O===NaClO+H2↑高溫第三十七頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【方法技巧點(diǎn)撥】本題取材于教材，以氯堿工業(yè)為主線突出考查了元素及其化合物這一主干知識(shí)，通過(guò)本題的解答可歸納如下知識(shí)點(diǎn)：(1)在電解飽和NaCl溶液時(shí)，電解池陰極附近溶液的pH為什么會(huì)升高？這是因?yàn)楫?dāng)電解時(shí)Na+、H+趨向陰極，而H+放電能力比Na+強(qiáng)，故H+在陰極放電：2H++2e-===H2↑，而H+在陰極不斷放電打破了水的電離平衡，使陰極附近溶液中c(OH-)＞c(H+)，故電解一段時(shí)間后陰極因生成NaOH而使溶液的pH升高。第三十八頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(2)離子交換膜法電解制堿技術(shù)是氯堿工業(yè)發(fā)展的方向，同以前無(wú)隔膜法電解制堿技術(shù)相比，避免了Cl2進(jìn)入陰極區(qū)與NaOH溶液接觸發(fā)生如下反應(yīng)：Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。第三十九頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?？键c(diǎn)三海水提取溴和鎂

【例3】海水是一種豐富的資源，工業(yè)上從海水中可提取許多種物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、科技等方面。下圖是某工廠對(duì)海水資源進(jìn)行綜合利用的示意圖。第四十頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)流程圖中操作a的名稱為_(kāi)_______________。(2)工業(yè)上從海水中提取的NaCl，可用來(lái)制取純緘，其簡(jiǎn)要過(guò)程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體A，后通入氣體B，充分反應(yīng)后過(guò)濾得到晶體C和濾液D，將晶體C灼燒即可制得純堿。①氣體A、B是CO2或NH3，則氣體A應(yīng)是____________(填化學(xué)式)。②濾液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物質(zhì)，工業(yè)上是向?yàn)V液D中通入NH3，并加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出不含有NaHCO3的副產(chǎn)品NH4Cl晶體，則通入NH3的作用是__________________________。第四十一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(3)鎂是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂從海水中提取。①若要驗(yàn)證所得無(wú)水MgCl2中不含NaCl，最簡(jiǎn)單的操作方法是___________________________。②操作b是在____________________氛圍中進(jìn)行，若在空氣中加熱，則會(huì)生成Mg(OH)Cl，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________。第四十二頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【解析】本題是實(shí)驗(yàn)流程題，考查海水中提取金屬鎂。(1)將海水蒸發(fā)結(jié)晶得到粗鹽，在提取粗鹽后的母液中主要含有的是Mg2+；(2)①先通氨氣的原因是氨氣易溶于水，CO2微溶于水，若先通CO2，則影響產(chǎn)率；②從平衡的角度去分析，增加

的濃度，有利于沉淀平衡向生成NH4Cl的方向進(jìn)行，將NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3而不析出；(3)①采用焰色反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)；②HCl的作用是防止MgCl2的水解。第四十三頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【答案】

(1)蒸發(fā)結(jié)晶(或蒸發(fā))

(2)①NH3②增加

的濃度，有利于沉淀平衡向生成NH4Cl的方向進(jìn)行，將NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3而不析出(3)①用鉑絲蘸取少量固體，置于酒精燈火焰上灼燒，若無(wú)黃色火焰產(chǎn)生，則證明所得無(wú)水氯化鎂晶體中不含氯化鈉(答焰色反應(yīng)也可)②HCl(氣流)

MgCl2·6H2O===Mg(OH)Cl+HCl+5H2O△第四十四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?！痉椒记牲c(diǎn)撥】本題是工業(yè)流程題，讀懂流程是關(guān)鍵。題中涉及粗鹽的提取、制堿工業(yè)、鎂的提取等，是一道綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)流程題。從流程中找到實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，正確分析每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，理解每一個(gè)步驟中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。第四十五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?？键c(diǎn)四工業(yè)制備硫酸

【例4】分析下面兩個(gè)案例并回答有關(guān)問(wèn)題。(1)某城鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活的分布情況如圖所示，河流中W、X、Y、Z處某次水樣抽測(cè)結(jié)果如表所示。第四十六頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。①導(dǎo)致X、Y處水樣pH變化的原因可能是____________________________________；②Z處魚(yú)類大量減少，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是_________________________________。第四十七頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(2)某地區(qū)已探明蘊(yùn)藏有豐富的赤鐵礦(主要成分為Fe2O3，還含有SiO2等雜質(zhì))、煤礦、石灰石和黏土。擬在該地區(qū)建設(shè)大型煉鐵廠。第四十八頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

①隨著鐵礦的開(kāi)發(fā)和煉鐵廠的建立，需要在該地區(qū)相應(yīng)建立焦化廠、發(fā)電廠、水泥廠等，形成有規(guī)模的工業(yè)體系。據(jù)此確定上圖中相應(yīng)工廠的名稱：A____________、B____________、C____________、D____________。②以赤鐵礦為原料，寫(xiě)出高爐煉鐵中得到生鐵和產(chǎn)生爐渣的化學(xué)方程式______________________；____________________。③從“三廢”利用、環(huán)境保護(hù)等角度考慮，該地區(qū)和企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)采取的一些措施有(舉出2種措施即可)___________________；_________________。第四十九頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【解析】

(1)從給出的數(shù)據(jù)看，X處水樣呈堿性，Y處水樣呈酸性，Z處水樣缺氧。造紙廠排放的堿性污水使X處河水pH升高，火力發(fā)電廠凈化煙氣的酸性廢水治理未達(dá)標(biāo)就排放，造成Y處等的河水pH降低(或火力發(fā)電廠燃燒產(chǎn)生的SO2會(huì)導(dǎo)致酸雨的產(chǎn)生，使Y處等的河水pH降低)，化肥廠、農(nóng)田及生活污水Z處河水富營(yíng)養(yǎng)化，水溫較高，適于藻類等水生植物生長(zhǎng)，河水中溶解氧被大量消耗，導(dǎo)致魚(yú)類死亡。(2)①某地區(qū)有豐富煤礦可建立發(fā)電廠和焦化廠，有豐富赤鐵礦和石灰石可建立煉鐵廠，有豐富的石灰石和黏士可建立水泥廠。第五十頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

②高爐煉鐵相關(guān)反應(yīng)：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2、CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑；③從“三廢”利用、環(huán)境保護(hù)等角度考慮，該地區(qū)和企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)建立污水處理系統(tǒng)，將石灰石煅燒成生石灰用于吸收發(fā)電廠和焦化廠燃煤時(shí)產(chǎn)生的SO2，減少對(duì)空氣的污染。高溫高溫第五十一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【答案】(1)①造紙廠排放的堿性污水使X處河水pH升高，火力發(fā)電廠凈化煙氣的酸性廢水治理未達(dá)標(biāo)就排放，造成Y處等的河水，pH降低(或火力發(fā)電廠燃燒產(chǎn)生的SO2會(huì)導(dǎo)致酸雨，飄落后使Y處等的河水pH降低)②化肥廠、農(nóng)田及生活污水使Z處河水富營(yíng)養(yǎng)化，水溫較高，適于藻類等水生植物生長(zhǎng)，河水中溶解氧被大量消耗，導(dǎo)致魚(yú)類死亡(2)①發(fā)電廠焦化廠煉鐵廠水泥廠②Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑③用煉鐵廠的爐渣(或CaSiO3)作為水泥廠的原料用發(fā)電廠的煤矸石和粉煤灰作為水泥廠的原料將石灰石煅燒成生石灰，用于吸收發(fā)電廠和焦化廠烯煤時(shí)產(chǎn)生的SO2，減少對(duì)空氣的污染建立污水處理系統(tǒng)(任意兩種即可)高溫高溫第五十二頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【方法技巧點(diǎn)撥】本題考查的是接觸法制硫酸的生產(chǎn)過(guò)程、反應(yīng)原理、生產(chǎn)設(shè)備和一些生產(chǎn)措施在工業(yè)生產(chǎn)中的意義。要從最本質(zhì)的角度分析實(shí)際操作的原因，以免被一些次要問(wèn)題所迷惑。第五十三頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?？键c(diǎn)五工業(yè)生產(chǎn)純堿

【例5】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(qǐng)按要求回答問(wèn)題：(1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請(qǐng)寫(xiě)出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式：__________________；(2)寫(xiě)出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________；第五十四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來(lái)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(%)=_______________。第五十五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。【解析】

(1)氨堿法中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式為：2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O；

(2)聯(lián)合制堿法的有關(guān)方程式為：

NH3+CO2+H2O===NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl；

(4)聯(lián)合制堿法的反應(yīng)式為：NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，總反應(yīng)可看作是：2NH3+2NaCl+CO2+H2O===Na2CO3+2NH4Cl，所以：原子利用率(%)=第五十六頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【答案】

(1)2NH4Cl+Ca(OH)2===2NH3↑+CaCl2+2H2O

(2)NH3+CO2+H2O+NaCl(飽和)===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O(3)“氨堿法”的CO2來(lái)源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”的CO2來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣△△第五十七頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分?！痉椒记牲c(diǎn)撥】“氨堿法”的反應(yīng)過(guò)程如下：將飽和的食鹽溶液在冷卻時(shí)用氨飽和，后在加壓下通入二氧化碳(由碳酸鈣分解而來(lái))，由于NaHCO3溶解度較小而析出，將析出的NaHCO3晶體煅燒，即可制得碳酸鈉。母液中的氯化銨加消石灰回收氨，以便循環(huán)利用。反應(yīng)方程式：NH3+CO2+H2O===NH4HCO3NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O2NH4Cl+Ca(OH)2===2NH3↑+CaCl2+2H2O△第五十八頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。優(yōu)缺點(diǎn)：此法的優(yōu)點(diǎn)是原料經(jīng)濟(jì)，能連續(xù)生產(chǎn)，副產(chǎn)物NH3和CO2可回收使用，但缺點(diǎn)是大量的CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%左右，約有30%NaCl在母液中?！奥?lián)合制堿法”的反應(yīng)過(guò)程如下：將飽和的食鹽溶液在冷卻時(shí)用氨飽和，后在加壓下通入二氧化碳(來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣)，由于NaHCO3溶解度較小而析出，將析出的NaHCO3晶體煅燒，即可制得碳酸鈉。根據(jù)氯化銨在常溫時(shí)的溶解度比氯化鈉大，而在低溫時(shí)卻比氯化鈉溶解度小的原理，向母液中加入磨細(xì)的食鹽粉末，產(chǎn)生同離子效應(yīng)而使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶出來(lái)。第五十九頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。反應(yīng)方程：NH3+CO2+H2O===NH4HCO3NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O優(yōu)缺點(diǎn)：此法保持了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)。一方面使食鹽的利用率提高到96%；另一方面生產(chǎn)出的NH4Cl可做氮肥。此法是一種制堿和制氨相結(jié)合的聯(lián)合生產(chǎn)方法?！鞯诹?yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。第六十一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。1.

我國(guó)化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。他以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH3+CO2+H2O===NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O?！鞯诹?yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(1)碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是______(填字母標(biāo)號(hào))。A．碳酸氫鈉難溶于水B．碳酸氫鈉受熱易分解C．碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小，所以在溶液中首先結(jié)晶析出(2)某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理，進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)的方案實(shí)驗(yàn)。①一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫(huà)出)。C第六十三頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。第六十四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。試回答下列有關(guān)問(wèn)題：a．乙裝置中的試劑是__________________；b．丁裝置中稀硫酸的作用是______________________________________；c．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分離出NaHCO3晶體的操作是_____________________(填分離操作的名稱)。飽和碳酸氫鈉溶液吸收未反應(yīng)的NH3

過(guò)濾第六十五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。②另一位同學(xué)用圖中戊裝置(其他裝置未畫(huà)出)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。a．實(shí)驗(yàn)時(shí)，須先從________管通入________氣體，再?gòu)腳_______管中通入________氣體；b．有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是______________________________________；(3)請(qǐng)你再寫(xiě)出一種實(shí)驗(yàn)室制取少量碳酸氫鈉的方法：____________________________________________________________________________________。aNH3

bCO2

增大氣體與溶液接觸面積，提高CO2吸收率往燒堿溶液中通入過(guò)量CO2(或往飽和Na2CO3溶液中通入過(guò)量CO2等，其他合理方法均可)第六十六頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【解析】

(1)在溶液中溶解度最小的物質(zhì)最先析出。(2)①除去CO2中的HCl用飽和NaHCO3溶液；H2SO4吸收揮發(fā)出來(lái)的NH3；NaHCO3以固體形式析出，應(yīng)采用過(guò)濾操作。②侯氏制堿法應(yīng)向飽和NaCl溶液中先通NH3后通CO2，因?yàn)镹H3溶解度大，可吸收更多CO2，生成較多NaHCO3固體；NH3極易溶于水，易發(fā)生倒吸，所以從a管進(jìn)入；己為多孔球泡，可增大接觸面積。

(3)可利用以下反應(yīng)原理制備NaHCO3：

NaOH+CO2===NaHCO3，

Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3。第六十七頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

2.工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如下圖：(1)我國(guó)黃鐵礦資源比較豐富，但很多工廠仍以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸，理由是______________________________________________________。(2)在催化反應(yīng)室，下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有__________；A．升高溫度B．減少壓強(qiáng)C．不斷補(bǔ)充空氣D．及時(shí)分離出SO3黃鐵礦為原料的生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物太多，處理成本高C、D

第六十八頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(3)在生產(chǎn)中為提高催化劑催化效率采取了哪些措施？____________________________________________________________________________(至少答出兩點(diǎn)措施)。(4)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

DH=-196kJ·mol-1。在450℃、常壓和釩催化條件下向一密閉容器中充入2molSO2和1molO2，充分反應(yīng)后，放出的熱量________(填“＜”“＞”或“=”)196kJ，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。①凈化氣體②控制溫度在400～500℃③增大催化劑與反應(yīng)氣體的接觸面積＜在1atm和298K條件下，2molSO2和1molO2完全反應(yīng)生成2molSO3，放出196kJ熱量，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行完全，又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為450℃，所以放出的熱量小于第六十九頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(5)經(jīng)檢測(cè)生產(chǎn)硫酸的原料氣成分(體積分?jǐn)?shù))為SO27%、O211%、N282%。在500℃，0.1MPa條件下達(dá)到平衡時(shí)，各種氣體的體積比為V(SO2)∶V(SO3)∶V(O2)∶V(N2)=0.46∶6.54∶7.73∶82，則SO2的利用率為_(kāi)___________。93.4%第七十頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【解析】(2)二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的反應(yīng)為正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，所以低溫高壓有利于提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。(5)在生產(chǎn)過(guò)程中，氮?dú)鉀](méi)有參加反應(yīng)，所以其體積不變，則可看作反應(yīng)前氣體的體積SO2、O2、N2分別為7L、11L、82L，反應(yīng)后SO2的體積為0.46L，所以SO2的轉(zhuǎn)化率為

×100%=93.4%。第七十一頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

3.

廢水中的氮常以含氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理的方法是先將大多數(shù)有機(jī)態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，然后通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成N2而消除污染。生物除氮工藝有以下幾種方法：方法一：在好氧條件下，通過(guò)好氧硝化菌的作用，將廢水中氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為中間過(guò)渡形態(tài)的硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮，然后在缺氧條件下，利用反硝化菌，硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮被水中的有機(jī)物還原為氮?dú)狻Ｒ?jiàn)圖中①。反應(yīng)過(guò)程如下(注：有機(jī)物以甲醇表示；當(dāng)廢水中有機(jī)物不足時(shí)，需另外投加有機(jī)碳源)：第七十二頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

2+3O2===2HNO2+2H2O+2H+2HNO2+O2===2HNO36+2CH3OH===6NO+2CO2↑+4H2O6+3CH3OH===3N2↑+3CO2↑+3H2O+6OH―方法二：與方法一相比，差異僅為硝化過(guò)程的中間過(guò)渡形態(tài)只有亞硝酸態(tài)氮。見(jiàn)圖中②。第七十三頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)的空間構(gòu)型為_(kāi)__________。大氣中的氮氧化物的危害有____________和_____________________等。(2)方法一中氨態(tài)氮元素1g轉(zhuǎn)化為硝酸態(tài)氮時(shí)需氧的質(zhì)量為_(kāi)___________g。(3)從原料消耗的角度說(shuō)明方法二比方法一有優(yōu)勢(shì)的原因：_________________________________________________________________________________。正四面體破壞臭氧層光化學(xué)污染(或形成酸雨)4.57(或4.6)節(jié)省氨態(tài)氮氧化到硝酸態(tài)氮所需消耗的氧，還可節(jié)省還原硝酸態(tài)氮到氮?dú)獾挠袡C(jī)碳源第七十四頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

(4)自然界中也存在反硝化作用，使硝酸鹽還原成氮?dú)?，從而降低了土壤中氮素營(yíng)養(yǎng)的含量，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利，農(nóng)業(yè)上可通過(guò)松土作業(yè)，以防止反硝化作用。其原因是________________________________。(5)荷蘭Delft大學(xué)Kluyver生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確認(rèn)了一種新途徑。在厭氧條件下，以亞硝酸鹽作為氧化劑，在自養(yǎng)菌作用下將氨態(tài)氮(氨態(tài)氮以NH表示)氧化為氮?dú)?見(jiàn)圖中過(guò)程③)。其反應(yīng)離子方程式為_(kāi)_______________________。增加與氧氣的接觸，防止反硝化作用+===N2↑+2H2O第七十五頁(yè)，編輯于星期一：八點(diǎn)五十九分。

【解析】

本題是與生活相聯(lián)系的信息情景題。(1)氮的氧化物常見(jiàn)危害是破壞臭氧層、形成光化學(xué)煙