第二单元从自然资源到化学品课件

考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练第二单元第二单元 从自然资源到化学品从自然资源到化学品1了解合成氨的主要原理、重要了解合成氨的主要原理、重要设备及生及生产流程。流程。2了解了解氯碱工碱工业产品的主要用途。了解品的主要用途。了解电解食解食盐水的基水的基 本原理。了解食本原理。了解食盐水水电解工解工艺和主要和主要设备 膜膜电解槽。解槽。3了解接触法制硫酸的生了解接触法制硫酸的生产工工艺、各、各阶段反段反应的主要的主要设 备。了解硫酸工。了解硫酸工业中中“三三废”(废气、气、废水、水、废渣渣)的治的治 理和理和综合利用。合利用。4了解从海水中提取了解从海水中提取镁、从、从铝土土矿中提取中提取铝的的过程和原程和原 理。理。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练适宜条件的适宜条件的选择合成氨工合成氨工业简述述合合成成氨氨考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练如何如何获取合成氨的原料气取合成氨的原料气氢气？气？提示提示合成氨原料来源的关键是如何获得大量廉价的氢气。合成氨原料来源的关键是如何获得大量廉价的氢气。天然气作为洁净燃料，便于管道输送，用做合成氨的原料天然气作为洁净燃料，便于管道输送，用做合成氨的原料具有投资省、能耗低的优点。从具有投资省、能耗低的优点。从20世纪世纪50年代起，天然气年代起，天然气已成为世界上合成氨的主要原料。已成为世界上合成氨的主要原料。甲烷与水蒸气在催化剂甲烷与水蒸气在催化剂(Al2O3Ni)作用下发生化学反应：作用下发生化学反应：1考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练(1)除杂质时所加试剂的顺序要求是：除杂质时所加试剂的顺序要求是：Na2CO3必须在必须在BaCl2之后；加入盐酸在过滤之后。之后；加入盐酸在过滤之后。(2)试剂加入顺序有多种选择：试剂加入顺序有多种选择：aBaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、盐酸、过滤、盐酸bBaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、盐酸、过滤、盐酸cNaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸、过滤、盐酸2 试分析分析氯碱工碱工业中精制中精制盐水的水的过程。程。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练合成氨条件合成氨条件工业上，通常采用以铁为催化剂，在工业上，通常采用以铁为催化剂，在400500和和10 MPa30 MPa的条件下合成氨。的条件下合成氨。合成氨的工艺流程合成氨的工艺流程(1)原料气的制取原料气的制取N2、H2可用空气、水、煤炭等可用空气、水、煤炭等为原料制取，将空气液化后原料制取，将空气液化后低温分低温分馏可以可以获得得N2。H2的制取可有以下几种途径：的制取可有以下几种途径：合成氨的条件及工艺流程合成氨的条件及工艺流程1 2考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练电解水制取解水制取氢气。气。由煤或焦炭与水蒸气反由煤或焦炭与水蒸气反应来制取来制取氢气。气。煤或焦炭煤或焦炭经加加热，炽热的炭与水蒸气反的炭与水蒸气反应生成生成氢气。气。CH2O(g)COH2由天然气或重油制取由天然气或重油制取氢气。气。天然气的主要成分甲天然气的主要成分甲烷在高温、催化在高温、催化剂的作用下与水蒸气的作用下与水蒸气反反应生成生成氢气和一氧化碳：气和一氧化碳：考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练(3)合成氨工合成氨工业流程流程考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练【典例典例1】工工业上用以合成氨的原料之一的上用以合成氨的原料之一的氢气，有一种来气，有一种来源是石油气，例如丙源是石油气，例如丙烷。据此回答下列各。据此回答下列各题。(1)有人有人设计了以下反了以下反应路径，假路径，假设反反应都能都能进行，你行，你认为最合理的是最合理的是()。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练(2)按以上最合理的反按以上最合理的反应途径，理途径，理论上用上用1 mol丙丙烷最多可最多可制得氨制得氨 ()。A4 mol B6.7 mol C10 mol D 2.7 mol(3)该合理的反合理的反应途径最途径最显著的著的优点是点是 ()。A简单易行易行 B制得的制得的H2纯度高度高C制得的制得的H2产量高量高 D可同可同时获得大量的得大量的热能能解析解析目前世界各国合成氨的原料主要有原油、天然气和目前世界各国合成氨的原料主要有原油、天然气和煤。也有一些合成氨厂采用石脑油和焦炭工业的炼焦炉煤煤。也有一些合成氨厂采用石脑油和焦炭工业的炼焦炉煤气。要知道哪种方式生成的气。要知道哪种方式生成的H2最多，需配平反应方程式，最多，需配平反应方程式，配平如下：配平如下：考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练由以上反应可得：由以上反应可得：C3H810H23H22NH3相关量为：相关量为：C3H810H220/3NH3故故1 mol C3H8最多可制得最多可制得6.7 mol NH3。工业生产主要考虑反应速率、平衡建立时间、反应物的转工业生产主要考虑反应速率、平衡建立时间、反应物的转化率、产品的产率、能量消耗、经济核算等问题。化率、产品的产率、能量消耗、经济核算等问题。答案答案(1)C(2)B(3)C考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练解析解析注意正确理解热化学方程式的意义及该反应的特点注意正确理解热化学方程式的意义及该反应的特点可逆反应。可逆反应。答案答案该反反应是可逆反是可逆反应，在密，在密闭容器中容器中进行将达到平衡，行将达到平衡，1 mol N2和和3 mol H2不能完全反不能完全反应生成生成2 mol NH3，因而放，因而放出的出的热量量总是小于是小于92.4 kJ考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练氯碱工业原理及产品应用氯碱工业原理及产品应用1考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练2氯碱工业产品应用氯碱工业产品应用氯碱工业是无机化学基本工业之一，在国民经济建设中占氯碱工业是无机化学基本工业之一，在国民经济建设中占有重要地位。氯碱产品的主要用途如下图所示：有重要地位。氯碱产品的主要用途如下图所示：考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 如如图所示，所示，A为直流直流电源，源，B为浸浸透透饱和和氯化化钠溶液和酚溶液和酚酞试液的液的滤纸，C为电镀槽，接通槽，接通电路后，路后，发现B上的上的c点点显红色，色，请填空：填空：(1)电源源A上的上的a为_极。极。(2)滤纸B上上发生的生的总化学反化学反应方程式方程式为_。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 (2009宁夏理综宁夏理综)请回答回答氯碱工碱工业中的如下中的如下问题：(1)氯气、气、烧碱是碱是电解食解食盐水水时按照固定的比率按照固定的比率k(质量比量比)生成的生成的产品。理品。理论上上k_(要求要求计算表达式和算表达式和结果果)；(2)原料粗原料粗盐中常含有泥沙和中常含有泥沙和Ca2、Mg2、Fe3、SO42等等杂质，必，必须精制后才能供精制后才能供电解使用。精制解使用。精制时，粗，粗盐溶于溶于水水过滤后，后，还要加入的要加入的试剂分分别为Na2CO3、HCl(盐酸酸)、BaCl2，这3种种试剂添加的合理添加的合理顺序是序是_(填填序号序号)；(3)氯碱工碱工业是高耗能是高耗能产业，一种将，一种将电解池与燃料解池与燃料电池相池相组合的新工合的新工艺可以可以节(电)能能30%以上。在以上。在这种工种工艺设计中，中，相关物料的相关物料的传输与与转化关系如下化关系如下图所示，其中的所示，其中的电极未极未标出，所用的离子膜都只允出，所用的离子膜都只允许阳离子通阳离子通过。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练图中中X、Y分分别是是_、_(填化学式填化学式)，分析，分析比比较图示中示中氢氧化氧化钠质量分数量分数a%与与b%的大小的大小_；分分别写出燃料写出燃料电池池B中正极、中正极、负极上极上发生的生的电极反极反应正极：正极：_ _；负极：极：_ _；考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练这样设计的主要的主要节(电)能之能之处在于在于(写出写出2处)_ _。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练(3)三原料：硫三原料：硫铁矿(或硫黄或硫黄)、空气、水。、空气、水。(4)三三设备：沸：沸腾炉炉(或焚硫炉或焚硫炉)、接触室、吸收塔。、接触室、吸收塔。硫酸工业生产过程及硫酸工业生产过程及“三废三废”处理处理1考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练(5)三原理：增大反三原理：增大反应速率原理速率原理(硫硫铁矿粉碎，增大与空气粉碎，增大与空气的接触面的接触面积，并鼓入空气使，并鼓入空气使矿粒粒“沸沸腾”)、热交交换原理原理(接接触室中装触室中装热交交换器，使未反器，使未反应的二氧化硫和氧气被加的二氧化硫和氧气被加热到到所需温度，同所需温度，同时冷却反冷却反应后的三氧化硫后的三氧化硫)、逆流吸收原理、逆流吸收原理(吸收塔中吸收塔中浓硫酸自上方硫酸自上方喷下，三氧化硫气体从下方通入，下，三氧化硫气体从下方通入，提高吸收效率提高吸收效率)。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练硫酸生产中的硫酸生产中的“三废三废”处理处理2三三废硫酸工硫酸工业废渣渣废液液废气气成分成分炉渣：含炉渣：含铁量量45%净化炉气化炉气产生生的的废水，含微水，含微量硫酸、氟化量硫酸、氟化物、物、铁离子、离子、铅离子离子吸收塔排出的吸收塔排出的尾气，含尾气，含SO2的的废气气治理与治理与综合利用合利用炼铁(要注意除要注意除硫硫)，制硫酸，制硫酸铁、铁红颜料料(氧化氧化铁)等等用生石灰用生石灰处理：理：中和硫酸、中和硫酸、产生生氢氧化氧化铁絮絮状沉淀并吸附状沉淀并吸附其他重金属离其他重金属离子子用氨水洗用氨水洗涤等等方法脱硫：方法脱硫：2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3SO2H2O=2NH4HSO3=(NH4)2SO3考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练(2)在在实际生生产中，中，为实现较快的反快的反应速率及速率及较大的大的SO2的的转化率，采用的条件是：化率，采用的条件是：_。(3)在上述条件下，将在上述条件下，将1 mol SO2和和0.5 mol O2充入某密充入某密闭容容器中，放出的器中，放出的热量量_(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)98.3 kJ。(4)若用若用18O2与与SO2反反应，反，反应达平衡后含有达平衡后含有18O原子的分子原子的分子为_。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练解析解析本题考查硫铁矿制硫酸的主要生产设备以及生产条本题考查硫铁矿制硫酸的主要生产设备以及生产条件，并且要注意由于件，并且要注意由于SO2和和O2反应生成反应生成SO3是可逆反应，是可逆反应，反应物的转化率不可能达到反应物的转化率不可能达到100%，所以，所以1 mol SO2和和0.5 mol O2不可能完全反应生成不可能完全反应生成1 mol SO3，即放出的热量小于，即放出的热量小于98.3 kJ。答案答案(1)接触室接触室热交交换器用来把反器用来把反应生成的生成的热传递给进入入转化器需要化器需要预热的炉气，的炉气，还可以冷却反可以冷却反应后生成的气后生成的气体体(2)常常压，400500，催化，催化剂(3)小于小于(4)S18O2、18O2、S18O3考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 下列下列废物物处理方法中正确的是理方法中正确的是 ()。A化学化学实验中中产生的二氧化硫生的二氧化硫废气可用品气可用品红溶液吸收溶液吸收B化学化学实验中中产生的二氧化氮生的二氧化氮废气可用气可用烧碱溶液吸收碱溶液吸收C用黄用黄铁矿作原料生作原料生产硫酸的硫酸的过程中程中产生的生的废渣可用于渣可用于 提取燃料提取燃料D用黄用黄铁矿作原料生作原料生产硫酸的硫酸的过程中程中产生的生的废气可用于气可用于 提取漂白提取漂白剂解析解析二氧化硫在品红溶液中的溶解度较小，吸收率低。二氧化硫在品红溶液中的溶解度较小，吸收率低。用品红溶液吸收化学实验中的二氧化硫废气，难以达到环用品红溶液吸收化学实验中的二氧化硫废气，难以达到环保的要求；保的要求；二氧化氮可跟烧碱溶液发生化学反应二氧化氮可跟烧碱溶液发生化学反应2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O；考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练黄铁矿本来就是无机矿物质，又经过了高温煅烧后，废渣黄铁矿本来就是无机矿物质，又经过了高温煅烧后，废渣的主要成分是氧化铁、二氧化硅等，从中提取燃料是不现的主要成分是氧化铁、二氧化硅等，从中提取燃料是不现实的；硫酸生产厂的废气中含有较大浓度的二氧化硫气体，实的；硫酸生产厂的废气中含有较大浓度的二氧化硫气体，二氧化硫可用作漂白剂。二氧化硫可用作漂白剂。答案答案BD考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练从海水中提取镁从海水中提取镁自然界中的镁主要以化合态形式自然界中的镁主要以化合态形式(如如MgCl2)存在于地壳和存在于地壳和海水中。从海水中提取镁的过程分为两步：一是要从海水中。从海水中提取镁的过程分为两步：一是要从MgCl2浓度极小的海水中把浓度极小的海水中把MgCl2提取出来，二是把提取出来，二是把MgCl2中的镁还原出来。中的镁还原出来。以贝壳和海水为原料制取金属镁的过程是由贝壳煅烧制石以贝壳和海水为原料制取金属镁的过程是由贝壳煅烧制石灰再制成石灰乳，用石灰乳和海水制灰再制成石灰乳，用石灰乳和海水制Mg(OH)2，Mg(OH)2加盐酸变为加盐酸变为MgCl2溶液，然后浓缩结晶成溶液，然后浓缩结晶成MgCl26H2O，再变为再变为MgCl2。各步反应的离子方程式是。各步反应的离子方程式是镁的提取和铝的冶炼镁的提取和铝的冶炼1考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练铝的冶的冶炼电解法冶解法冶炼铝包括由包括由矿石中提取氧化石中提取氧化铝和由氧化和由氧化铝电解制解制取金属取金属铝两个两个过程。程。(1)氧化氧化铝的生的生产：从：从矿石中提取氧化石中提取氧化铝的方法是使的方法是使铝土土矿与与NaOH溶液在高温下反溶液在高温下反应生成偏生成偏铝酸酸钠溶液，然后降温溶液，然后降温析出析出氢氧化氧化铝晶体，再晶体，再经净化和高温煅化和高温煅烧得到氧化得到氧化铝。(2)电解氧化解氧化铝：氧化：氧化铝熔点很高，生熔点很高，生产中要加入冰晶石使中要加入冰晶石使它的熔点降低；通它的熔点降低；通电使氧化使氧化铝和冰晶石形成熔融体并和冰晶石形成熔融体并电解，解，生成生成铝和氧气。和氧气。转化化过程如下：程如下：2考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练MgO Al2O3MgCl2AlCl3熔点熔点()2 850 2 072714190(2.5105 Pa)沸点沸点()3 600 2 9801 412182.7请参考上述数据回答下列参考上述数据回答下列问题：(1)工工业上常用上常用电解熔融解熔融MgCl2的方法生的方法生产金属金属Mg，电解解Al2O3与冰晶石与冰晶石(其作用是使混合物在其作用是使混合物在1 000左右熔融左右熔融)熔熔融混合物的方法生融混合物的方法生产Al。为什么不用什么不用电解解MgO的方法生的方法生产Mg？理由是？理由是_。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练(2)为什么不用什么不用电解解AlCl3的方法生的方法生产Al？简述其理由述其理由_。解析解析此题考查金属冶炼的方法和原理，并与实际生产相此题考查金属冶炼的方法和原理，并与实际生产相联系。由题意知，联系。由题意知，Mg、Al是很活泼的金属，只有通过电是很活泼的金属，只有通过电解法制得。电解熔融化合物时，要求该化合物是离子型化解法制得。电解熔融化合物时，要求该化合物是离子型化合物，从表中提供的信息可知，合物，从表中提供的信息可知，MgO、Al2O3、MgCl2熔熔点高，都为离子化合物，且点高，都为离子化合物，且MgCl2熔点较低，而熔点较低，而MgO熔点熔点最高，很难熔融，不适宜。最高，很难熔融，不适宜。AlCl3熔点很低，可想而知为熔点很低，可想而知为共价化合物，不符合要求。共价化合物，不符合要求。答案答案(1)电解熔融的解熔融的MgO所需温度太高所需温度太高(2)由由AlCl3熔沸熔沸点点远低于低于MgCl2可知，可知，AlCl3是共价化合物，熔融状是共价化合物，熔融状态下不下不导电，所以，不能用，所以，不能用电解解AlCl3的方法来生的方法来生产Al考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 工工业上制取上制取铝的流程如下：的流程如下：注：冰晶石的作用是使注：冰晶石的作用是使E在在较低温度下熔化。低温度下熔化。(1)试写出下列物写出下列物质的化学式：的化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)在用此法制取在用此法制取铝时，分析，分析铝矾土和赤泥土和赤泥(提取提取Al2O3之后之后的残渣的残渣)所得数据如下：所得数据如下：Al2O3Fe2O3Na2O铝土土矿55%16%0%赤泥赤泥15%48%8%考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练试求制取求制取1 t Al2O3所需所需铝矾土和苛性土和苛性钠的量。的量。答案答案(1)NaOHNaAlO2Na2CO3Al(OH)3Al2O3(2)2 t0.069 t考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练单击此处进入单击此处进入 活页限时训练活页限时训练提问与解答环节提问与解答环节Questions And Answers谢谢聆听谢谢聆听 学习学习就是就是为了达到一定目的而努力去干为了达到一定目的而努力去干,是是为一个目标去为一个目标去战胜各种困难的过程战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和这个过程会充满压力、痛苦和挫折挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal