第十二章 能源及化學(xué)

第二章化學(xué)能源開發(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．了解海水的綜合利用。了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用的作用。4．了解化學(xué)對廢舊物資再生與綜合利用的作用。一、煤、石油、天然氣的綜合利用1.石油的煉制煉制方法原理變化主要原料主要產(chǎn)品分餾常壓利用烴的不同沸點，將其分離成沸點不同的產(chǎn)物__________原油石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等減壓重油柴油、燃料油、潤滑油等

物理變化煉制方法原理變化主要原料主要產(chǎn)品裂化在一定條件下，使長鏈烴斷裂為短鏈烴__________重油、石蠟等_____、煤油、柴油等輕質(zhì)油裂解深度裂化(更高溫度下的裂化)__________石油分餾產(chǎn)物(包括石油氣)主要是____、丙烯、丁烯、甲烷等

化學(xué)變化化學(xué)變化汽油乙烯原理產(chǎn)品干餾__________________________________________________、粗苯、粗氨水

氣化把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體______________________CO+3H2CH4+H2O低熱值氣CO、H2、相當(dāng)量的N2中熱值氣CO、H2、少量CH4高熱值氣主要成分CH4

2.煤的綜合利用C+H2O(g)CO+H2高溫====催化劑將煤隔絕空氣加強熱使其分解焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣原理產(chǎn)品液化直接液化高溫、高壓和有催化劑條件下，與溶劑混合，使煤與H2作用生成_________優(yōu)質(zhì)汽油、柴油、芳香烴和副產(chǎn)燃料氣、液化石油氣等

間接液化把煤轉(zhuǎn)化成CO和H2，經(jīng)催化合成得到烴類燃料、醇類燃料(如CH3OH)等合成______、______等

液體燃料汽油甲醇3.天然氣的綜合利用(1)作清潔燃料。(2)為合成氨提供原料氣——氫氣：①________________；②_______________________、_________________________。(3)為有機化工提供重要原料——甲醇：2CH4+O22CH3OH。CH4C+2H2高溫裂解CH4+H2OCO+3H2

高溫催化劑CO+H2OCO2+H2催化劑△=====催化劑△4.煤化工和天然氣化工的發(fā)展——一碳化學(xué)一碳化學(xué)是指以分子中只含

的化合物(如_________________________等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)。一個碳原子一氧化碳、甲烷、甲醇二、海水的綜合利用1.海水中鹽的開發(fā)和利用(1)海水制鹽以

為主，主要得到NaCl和CaCl2、MgCl2、Na2SO4。另外還有電滲析法和冷凍法。(2)氯堿工業(yè)①反應(yīng)原理：__________________________________②工藝流程粗鹽水過濾離子交換樹脂精鹽水2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑通電====蒸發(fā)法沉淀劑加適量稀鹽酸電解NaOHH2Cl2③設(shè)備：

。(陽)離子交換膜只允許Na+通過。④產(chǎn)品：陽極室：氯氣，補充飽和食鹽水流出淡鹽水。陰極室：氫氣和NaOH，補充純水(加入一定量NaOH)流出NaOH溶液。離子交換膜電解槽2.海水提溴純堿SO2反應(yīng)原理氯化：_________________________①______________________________________，_________________________________________②____________________________，_______________________3.海水提鎂(1)生產(chǎn)流程及反應(yīng)原理Cl2＋2NaBr====2NaCl＋Br23Br2＋3Na2CO3====5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑5NaBr+NaBrO3+3H2SO4====3Br2+3Na2SO4+3H2OBr2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4Cl2+2HBr====2HCl+Br2石灰乳MgCl2MgCl2MgCl2·6H2O水海水或鹽鹵Mg(OH)2MgCl2溶液生石灰牡蠣殼鹽酸煅燒濃縮結(jié)晶脫水HCl、△H2

電解（熔融）CaCO3CaO+CO2↑CaO+H2O====Ca(OH)2MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl====

MgCl2+2H2OMgCl2（熔融）

Mg+

Cl2↑(2)化學(xué)原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用①沉淀溶解平衡原理海水(Mg2+)Mg(OH)2↓［Mg(OH)2溶解度小于Ca(OH)2］②水解平衡原理MgCl2·6H2OMgCl2［HCl氣體環(huán)境抑制MgCl2水解］Ca(OH)2HCl氣流△三、工業(yè)生產(chǎn)硫酸1.生產(chǎn)流程及原理2.“三廢”處理和能量綜合利用(1)“三廢”處理方法①尾氣吸收：__________________________，_______________________________。②廢水處理：根據(jù)雜質(zhì)性質(zhì)的不同，采用不同的化學(xué)方法，如____________、__________________。③廢渣利用：制磚或制造水泥，提煉貴重有色金屬。(2)能量的充分利用硫酸生產(chǎn)中的反應(yīng)熱可用于預(yù)熱反應(yīng)物滿足自身能量的需要，還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量(供熱發(fā)電)。SO2+Ca(OH)2====CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4====CaSO4+SO2↑+H2O酸堿中和法重金屬離子沉淀法四、純堿的工業(yè)生產(chǎn)化學(xué)原理向飽和食鹽水中先通入足量氨氣再通入足量二氧化碳：_____________________________________；將沉淀濾出后加熱：___________________________________。NaCl+NH3+CO2+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑△====五、廢舊物資的再生和綜合利用1.廢舊塑料直接利用循環(huán)再生制成燃油和燃氣①用于塑料器具的修補②用作復(fù)合材料的填料①熱塑性塑料可熔融再塑②在一定條件下，高分子材料分解為小分子單體，再合成高分子材料①催化裂化為輕質(zhì)燃油②熱裂解為H2和1～4個碳的氣態(tài)烴2.廢棄金屬(1)回爐再生；(2)制取相應(yīng)金屬化合物。3.廢棄無機非金屬材料(1)玻璃可回爐再生；(2)磚、瓦、陶瓷可作建筑填料。純堿的生產(chǎn)氨堿法(索爾維)聯(lián)合制堿法(侯德榜)

原理NaCl+NH3+CO2+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑

原料NaCl、NH3、CaCO3(制備CO2和CaO)NaCl、NH3、CO2

△====氨堿法(索爾維)聯(lián)合制堿法(侯德榜)

生產(chǎn)流程優(yōu)、缺點原料便宜，步驟簡單，但是產(chǎn)生大量CaCl2，食鹽利用率低產(chǎn)品純度高，原料利用率高，同時得到氮肥NH4Cl

【高考警示鐘】(1)向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳的順序容易答反。應(yīng)先通氨氣再通二氧化碳，因為氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣會吸收更多的二氧化碳，有利于生成較多的碳酸氫鈉而析出。(2)在氨堿法和聯(lián)合制堿法的過程中，CO2均可循環(huán)利用。(3)聯(lián)合制堿法和氨堿法相比較，主要優(yōu)點是：提高了原料的利用率，同時得到其他的產(chǎn)品?！镜淅?】(2011·海南高考)工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料，經(jīng)不同的方法生產(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，在高溫下進行煅燒，再浸取，結(jié)晶而制得純堿。①食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________；②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________(已知產(chǎn)物之一為CaS)；(2)氨堿法的工藝如圖所示，得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。①圖中的中間產(chǎn)物C是_________，D是_________(寫化學(xué)式)；②裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________；(3)聯(lián)合制堿法對氨堿法的改進，其優(yōu)點是_______________________________________________________________；(4)有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請結(jié)合如圖所示的溶解度(S)隨溫度變化曲線，分析說明是否可行？_______________________________________?！窘忸}指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點：(1)聯(lián)合制堿法比氨堿法的優(yōu)點主要在于產(chǎn)品純度高、原料利用率高和可以得到氮肥；(2)根據(jù)流程圖中加入的物質(zhì)和出來的物質(zhì)判斷反應(yīng)原理?！窘馕觥?1)根據(jù)題中信息，可知食鹽和濃硫酸反應(yīng)生成Na2SO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑，硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)生成Na2CO3、CaS和CO2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO4+2C+CaCO3Na2CO3+CaS+2CO2↑。△====高溫====(2)甲中發(fā)生的反應(yīng)是：CaCO3CaO+CO2↑，A是CaO，B是CO2，丙中發(fā)生的反應(yīng)是：CaO+H2O====Ca(OH)2，C是Ca(OH)2，丁中加入Ca(OH)2和NH4Cl，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，所以D是NH3，由此可知戊中是鹽的氨化過程，則乙裝置是氨鹽水的碳酸化過程，反應(yīng)是：NH3+H2O+CO2====NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl====NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O+NaCl====NaHCO3↓+NH4Cl。高溫====△====(3)氨堿法的缺點是食鹽的利用率不高，產(chǎn)生大量的氯化鈣廢渣，難以處理。聯(lián)合制堿法中的氨氣來自于合成氨工廠，碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的二氧化碳可循環(huán)使用，析出氯化銨后的飽和食鹽水循環(huán)使用，提高了食鹽的利用率。生成的NH4Cl直接用作氮肥，不再用于生產(chǎn)氨氣，不會產(chǎn)生CaCl2廢渣。(4)氨堿法的主要反應(yīng)為：NH3+CO2+NaCl+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl，此反應(yīng)能夠進行的關(guān)鍵是NaHCO3溶解度較小，從而析出沉淀，符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件。而由圖可知，KHCO3的溶解度較大，不會有晶體析出，不符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，所以不能用此方法制KHCO3，從而也不能進一步制K2CO3。答案：(1)①2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑②Na2SO4+2C+CaCO3Na2CO3+CaS+2CO2↑(2)①Ca(OH)2NH3②NH3+H2O+CO2====NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl====NH4Cl+NaHCO3↓(或NH3+CO2+H2O+NaCl====NaHCO3↓+NH4Cl)(3)不再產(chǎn)生CaCl2廢渣，原料(NaCl)利用率高，同時得到氮肥NH4Cl(4)不可行，因為KHCO3的溶解度較大，不能析出晶體△====高溫====【互動探究】(1)路布蘭法制堿工藝中，除了原料利用率低之外，還有哪些缺點？提示：Na2SO4+2C+CaCO3Na2CO3+CaS+2CO2↑需要高溫條件，消耗燃料。(2)氨堿法制堿過程中，碳酸氫鈉加熱分解生成的二氧化碳怎樣處理？提示：可以循環(huán)利用。高溫====

化學(xué)原理在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及相關(guān)計算1.化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理(1)增大化學(xué)反應(yīng)速率的措施①升高溫度。②使用催化劑。③在沸騰爐中燃料燃燒時，將原料粉碎，增大與空氣的接觸面積。(2)反應(yīng)條件的選擇①溫度：400～500℃，根據(jù)平衡移動原理，應(yīng)在低溫下進行，但低溫時催化劑的活性不高，反應(yīng)速率低，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的溫度。②常壓：根據(jù)平衡移動原理，應(yīng)在高壓下進行，但增大壓強對SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大，且加壓會增大成本和能量消耗，而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高，實際生產(chǎn)中采用常壓操作。③適當(dāng)過量的空氣：提高SO2的轉(zhuǎn)化率。2.逆流原理沸騰爐中原料從爐頂落下，熱空氣從爐底吹入，使原料與助燃氣體充分接觸，反應(yīng)進行徹底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷環(huán)(片)，濃硫酸從塔頂噴下，三氧化硫氣體從塔底吹入，提高吸收程度。3.熱交換原理由于2SO2+O2

2SO3是放熱反應(yīng)，在接觸室內(nèi)使用熱交換器，用反應(yīng)后熱的氣體預(yù)熱接觸室的原料氣，達到節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本的目的。4.循環(huán)操作原理由于2SO2+O22SO3是可逆反應(yīng)，尾氣中還有一定的SO2和O2，再通過一定措施將這部分氣體送回接觸室，提高原料利用率，同時減少廢氣排放。5.有關(guān)計算(1)元素守恒法根據(jù)某種關(guān)鍵元素的質(zhì)量守恒，找出關(guān)系式，可簡化計算過程，方便快捷。(2)常見量的計算公式①礦物的純度=×100%。②原料利用率=×100%。③原料轉(zhuǎn)化率=原料利用率=1-原料損失率。④產(chǎn)率=×100%。⑤多步反應(yīng)的總轉(zhuǎn)化率=各步反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的乘積?！靖呖季剧姟?1)吸收SO3不用水或稀硫酸，而是用98%的H2SO4，是因為用水或稀硫酸吸收SO3會產(chǎn)生酸霧，影響吸收。(2)煅燒黃鐵礦制得的爐氣需進行凈化處理，主要是避免催化劑中毒、防止腐蝕設(shè)備等。(3)在生產(chǎn)硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，要綜合考慮原料來源、動力、設(shè)備、環(huán)境污染等因素，控制適宜的反應(yīng)條件，以取得最佳經(jīng)濟效益。【典例2】以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下：請回答下列問題：(1)在爐氣制造中，生成SO2的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________；(2)爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣__________、________及干燥，如果爐氣不經(jīng)過精制，對SO2催化氧化的影響是___________________________________________________；(3)精制爐氣(含SO2體積分?jǐn)?shù)為7％、O2為11％、N2為82％)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關(guān)系如圖所示。在實際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450℃左右(對應(yīng)圖中A點)，而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是________________________________________；(4)在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是_______________________________________________________________、___________________________________________________，從而充分利用能源。【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)選擇工業(yè)生產(chǎn)條件要考慮反應(yīng)的速率和原料平衡時的轉(zhuǎn)化率，還要考慮反應(yīng)條件和生產(chǎn)的成本；(2)生產(chǎn)中進行熱交換是對能量的充分利用?！窘馕觥縎O2在催化氧化過程中，爐氣中含有的砷、硒化合物等雜質(zhì)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(shè)備和生產(chǎn)有不良影響，故需干燥。B點的轉(zhuǎn)化率雖高，但壓強高于常壓，加壓必須增加設(shè)備的性能，增大投資和能量消耗，另外，常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達到97%左右，轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，加壓，對平衡轉(zhuǎn)化率的影響不大，故不選擇B點。C點的轉(zhuǎn)化率雖高，但C點的溫度低，此時催化劑的活性不是最大，反應(yīng)速率低，故選擇催化劑的活性最大的A點溫度。答案:(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)除塵水洗礦塵，砷、硒等化合物易使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響(3)不選擇B點，是因為壓強大對設(shè)備的投資大，消耗的動能大，SO2原料的轉(zhuǎn)化率在0.1MPa已經(jīng)達到97%左右，再提高壓強，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用0.1MPa。不選擇C點，是因為溫度低，SO2轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用受影響，反應(yīng)速率低，450℃時，催化劑的催化效率最高。故選A點(4)利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400～500℃進入下層使反應(yīng)更加完全高溫====1.下列有關(guān)石油化工的說法不正確的是()A.通過裂化把沸點不同的物質(zhì)分離開來，是物理變化B.裂解是深度裂化，目的是獲得以短鏈不飽和烴為主要成分的基本化工原料C.催化重整就是在催化劑的作用下，使汽油中烴分子的結(jié)構(gòu)進行重新排列形成新的分子結(jié)構(gòu)，以提高汽油的品質(zhì)D.利用共聚技術(shù)可以改進高分子材料的性能【解析】選A。裂化是化學(xué)變化，如C8H18C4H10+C4H8，C4H10C2H4+C2H6，C4H10CH4+C3H6；裂解是深度裂化，裂解氣中主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等烴類，C、D均正確。2.(2012·杭州模擬)2011年4月22日是第42個世界地球日。我國的主題是“善待地球——科學(xué)發(fā)展，構(gòu)建和諧”。為了提高公眾認(rèn)識地球，保障發(fā)展的意識，全國各地廣泛開展了一系列活動。下列活動中不符合這一宗旨的是()A.加強海底可燃冰的探測與開發(fā)研究B.積極推廣風(fēng)能、水能和太陽能發(fā)電C.在生產(chǎn)、流通、消費等領(lǐng)域中實行“減量化、再利用、資源化”D.將高能耗、高污染的企業(yè)遷至偏僻的農(nóng)村地區(qū)，提高農(nóng)民收入【解析】選D。將高能耗、高污染的企業(yè)遷至偏僻的農(nóng)村地區(qū)，只不過將污染源轉(zhuǎn)移地點，并沒有從根本上治理污染，不能保障地球的科學(xué)發(fā)展。3.在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是()A.硫鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的硫鐵礦不能燃燒B.SO3用98%的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以便SO3吸收完全C.SO2氧化為SO3時需使用催化劑，這樣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率D.從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中SO2會與雜質(zhì)反應(yīng)【解析】選B。A項大塊硫鐵礦，燃燒慢，不充分，故A項錯；C項催化劑不能提高轉(zhuǎn)化率，故C項錯；D項雜質(zhì)會使催化劑中毒，故D項錯。4.下列關(guān)于化工生產(chǎn)原理的敘述中，均符合目前工業(yè)生產(chǎn)實際的是()A.氯堿工業(yè)中，電解槽的陽極區(qū)產(chǎn)生NaOHB.氯氣和氫氣混合在光照條件下反應(yīng)生成氯化氫，用水吸收得到鹽酸C.合成氨工業(yè)中，由于氨易液化，N2、H2循環(huán)使用，所以總體上氨的產(chǎn)率較高D.二氧化硫在接觸室被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔內(nèi)被水吸收制成濃硫酸【解題指南】解答本題要注意以下兩點：(1)電解食鹽水時，在陰極區(qū)里生成氫氧化鈉；(2)氯氣和氫氣混合在光照條件下發(fā)生爆炸，反應(yīng)不易控制，不能用于工業(yè)生產(chǎn)?！窘馕觥窟xC。本題考查重要的化工生產(chǎn)原理。A項中NaOH在陰極區(qū)生成；B項中光照H2與Cl2混合物會引起爆炸；D項中SO3是用98%的濃硫酸吸收。5.化學(xué)與能源開發(fā)、環(huán)境保護、資源利用等密切相關(guān)。下列說法正確的是()A.為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，應(yīng)大量使用化肥和農(nóng)藥B.綠色化學(xué)的核心是應(yīng)用化學(xué)原理對環(huán)境污染進行治理C.實現(xiàn)化石燃料清潔利用，就無需開發(fā)新能源D.垃圾是放錯地方的資源，應(yīng)分類回收利用【解析】選D。本題主要考查的知識點有①化學(xué)物質(zhì)與生活的關(guān)系，②綠色化學(xué)的概念，③化肥、農(nóng)藥對人類生活的影響。A項，為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，應(yīng)研發(fā)高效低毒的農(nóng)藥，降低蔬菜的農(nóng)藥殘留量；B項，綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染；C項，化石能源是有限的一次能源，為了長遠的可持續(xù)發(fā)展，必須要開發(fā)新能源；D項，垃圾也是一項重要的資源。綜上分析可知，本題選D項。6.氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，為了提高原料的利用率，將電解的Y氣體作為燃料電池的燃料，為電解池供電，X氣體作為鈦的冶煉原料，在這種工藝設(shè)計中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。(其中氯堿工業(yè)裝置中的電極未標(biāo)出，所用的離子交換膜只允許陽離子通過)。(1)如圖中X、Y分別是________、_______(填化學(xué)式)，分析比較圖示中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%_______(填“>”、“<”或“=”)b%。(2)寫出燃料電池B中正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：_______________________________________________。(3)寫出鈦鐵礦與X氣體和焦炭反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________。(4)TiCl4暴露在潮濕的空氣中冒出白煙，白煙主要為白色的二氧化鈦的水合物H2TiO3，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________________?！窘馕觥?1)電解槽以氫氧燃料電池為電源電解飽和食鹽水，即以NaOH溶液作電解質(zhì)溶液的堿性電池，顯然X氣體為Cl2，應(yīng)用于制備金屬鈦，Y氣體為H2，作燃料電池的燃料，燃料電池的正極O2得到電子被還原為OH-，故由正極出來的NaOH溶液的濃度大于加入燃料電池前NaOH溶液的濃度，即a%<b%。(2)正極為O2得到電子。(3)根據(jù)框圖可知該反應(yīng)為FeTiO3、焦炭和氯氣反應(yīng)生成FeCl3、TiCl4和CO，反應(yīng)條件為高溫。(4)TiCl4暴露在潮濕空氣中冒白煙，是因為其發(fā)生水解反應(yīng)，生成H2TiO3和HCl，白煙主要為白色的二氧化鈦的水合物H2TiO3。答案：(1)Cl2H2<(2)O2+4e-+2H2O====4OH-(3)2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO(4)TiCl4+3H2O====H2TiO3+4HCl高溫====7.(2012·沈陽模擬)工業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)處理或?qū)⑷龔U消滅于生產(chǎn)過程中，是近年來化工技術(shù)發(fā)展的方向之一。(1)工業(yè)生產(chǎn)H2SO4的尾氣中常含有少量SO2，通常用_________吸收，有關(guān)的化學(xué)方程式為____________________________；然后再用硫酸處理，目的是__________。硫酸廠的廢水呈_______性，通常加入_____________________進行處理。(2)鉻的毒性與其存在的價態(tài)有關(guān)，六價鉻比三價鉻毒性高100倍，并易被人體吸收且能在體內(nèi)蓄積。因此在處理含鉻污水時，通常加入_______使六價鉻轉(zhuǎn)化為三價鉻，再加_______使其轉(zhuǎn)化為沉淀。(3)二氧化氯(ClO2)是一種在水處理方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比，ClO2不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯代物，ClO2有下列兩種制備方法。方法一：2NaClO3+4HCl====2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O；方法二：2NaClO3+H2O2+H2SO4====2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O。用方法_______制備的ClO2更適合用于飲用水消毒，其主要原因是_________________________________________________。(4)對于含有Hg2+、Pb2+、Cu2+等重金屬離子的工業(yè)廢水，通常加入過量的_______使其轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。【解析】三廢的處理，一方面要轉(zhuǎn)廢為寶，另一方面要減輕它們對環(huán)境的污染，因此要盡可能地轉(zhuǎn)化為原料或轉(zhuǎn)化為沉淀。(1)SO2用堿吸收之后生成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽與酸反應(yīng)又得到了SO2。(2)正六價的鉻具有強氧化性，要轉(zhuǎn)化為正三價的鉻，必須加入還原劑，而FeSO4是一種還原劑，其氧化產(chǎn)物還是一種凈水劑。答案：(1)Ca(OH)2溶液Ca(OH)2+SO2====CaSO3↓+H2O將CaSO3轉(zhuǎn)化為SO2，提高SO2的利用率，同時得到副產(chǎn)品CaSO4

酸熟石灰(2)FeSO4

堿(3)二方法二制得的ClO2中不含有Cl2(4)Na2S8.工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下：完成下列填空：(1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)(沉淀劑A來源于石灰窯廠)，寫出A、B的化學(xué)式。A_________________，B_________________(2)實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、______、沉淀、______、______、冷卻結(jié)晶、______、烘干。(3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是_____________________。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是_______________________________________________。(4)碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是______(填寫化學(xué)式)，檢驗這一成分的陰離子的具體方法是：___________________________________________________________。(5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰后所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_____________________________________________________________。濾液D加石灰水前先要加熱，原因是______________________________________________________________________。(6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為：______________________________________________。(注明你的表達式中所用的有關(guān)符號的含義)【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)理清實驗?zāi)康暮蛯嶒炘恚瑥膶嶒灥陌踩?、科學(xué)性和簡約型入手進行解答。(2)對化學(xué)實驗數(shù)據(jù)進行處理時，要注意處理的合理性?！窘馕觥看祟}考查了物質(zhì)的提純、化學(xué)實驗基本操作、實驗結(jié)果的處理等知識。(1)沉淀劑A源于石灰窯，說明其是生石灰或熟石灰；粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去；(2)實驗室提純粗鹽的整個操作過程為：取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、烘干幾步；(3)純堿生產(chǎn)中碳酸化時，會看到溶液中析出晶體，沒有析出碳酸鈉是由于碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉；(4)根據(jù)操作過程，碳酸化后過濾溶液中主要是NH4Cl；檢驗其中的氯離子時，要經(jīng)過取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；(5)濾液中主要含有的是氯化銨，其和石灰水反應(yīng)時：NH4++OH-====NH3↑+H2O；由于濾液中還含有一定量的碳酸氫鈉，加石灰水前先加熱，是為防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；(6)假設(shè)加熱前純堿的質(zhì)量為m1，加熱后的質(zhì)量為m2，則加熱損失的質(zhì)量為：m1-m2，則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量為：84(m1-m2)/31；故純堿中含有的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：w(NaHCO3)=答案：(1)Ca(OH)2或CaO

Na2CO3(2)溶解過濾蒸發(fā)過濾(3)有晶體析出(或出現(xiàn)渾濁)碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大(4)NH4Cl取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子(5)NH4++OH-====NH3↑+H2O防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀(6)w(NaHCO3)=