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,第十三章 化学与技术(选修),第一讲 化学与工农业生产,考纲要求 1了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。 2了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。 3了解精细化工产品的生产特点及在社会发展中的作用。 4了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。,1原料 主要有_、_、有色金属冶炼的烟气、石膏等。,考点一 硫酸工业,知识梳理,黄铁矿,空气,2生产流程 (1)SO2的制取(设备：_)。 原料为硫黄：_， 原料为黄铁矿：_。 (2)SO2的催化氧化(设备：_)。 _。 (3)SO3的吸收(设备：_)。 _。,沸腾炉,接触室,吸收塔,3三废的利用 (1)尾气吸收：废气中的SO2用氨水吸收，生成的(NH4)2SO4作化肥，SO2循环使用。 _或SO2NH3H2O=NH4HSO3 _或2NH4HSO3H2SO4=(NH4)2SO42SO22H2O (2)污水处理：废水可用Ca(OH)2中和，发生反应为_。 (3)废渣处理：作水泥或用于建筑材料；回收有色金属等综合利用。,(2015昆明二检)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。 (1)在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为： _， 该反应在_(填设备名称)中进行。 (2)下列有关接触法制硫酸的说法中，正确的是_。 A二氧化硫的接触氧化在合成塔中发生 B吸收塔得到的是98.3%的浓硫酸 C煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS2损失了2%，则S损失2% D接触室中采取高温是为了提高催化剂的活性和提高SO2的转化率,题组训练,沸腾炉,C,(3)科研工作者开发了制备SO2，再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如图。为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO2和水的质量比为_。,1629,(4)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件_。,400 、1个大气压,(5)硫酸工厂排放的尾气中，含少量二氧化硫。为防止污染大气，在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用。硫酸工厂排放尾气中的SO2通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸处理。 请写出这种尾气处理方法的优点(写出两点即可)：_；_ _。 若某硫酸厂每天排放的1万立方米(标准状况)尾气中含0.2%(体积分数)的SO2，通过上述方法处理，理论上需生石灰_kg。,原料生石灰、硫酸价格便宜且容易获得；可得到石膏副产品,产生的,SO2含量较高可再利用(任写两点),50,1化学反应速率和化学平衡原理 (1)增大化学反应速率的措施： 升高温度。 使用催化剂。 在沸腾炉中燃料燃烧时，使原料粉碎，增大与空气的接触面积。,(2)反应条件的选择： 温度：400 500 ，根据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用400 500 的温度。 常压：根据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对SO2的转化率提高不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产采用常压操作。 适当过量的空气：目的是提高SO2的转化率。,考点二 合成氨工业,知识梳理,可逆反应,减小,放热,2条件的选择 结合反应的三个特点及实际生产中的动力，材料设备，成本等因素，得出合成氨的适宜条件。 (1)压强：_MPa_MPa。 (2)温度：_。 (3)催化剂：_。 (4)循环操作：反应混合气通过冷凝器，使氨液化并分离出来，N2、H2再通过循环压缩机送入合成塔。,20,50,500 ,铁触媒,分离液态空气,催化剂中毒,(4)三废的利用。 废气：主要有H2S、SO2和CO2等。采用直接氧化法、循环法处理，CO2作为生产尿素和碳铵的原料。 废水：主要含氰化物和氨，分别采用不同的方法处理。 废渣：主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作制肥料的原料。,.污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2、Hg2、Pb2等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是_(双选)。 A氨水 B硫化氢气体 C硫酸钠溶液 D纯碱溶液 .合成氨的流程示意图如下：,题组训练,AC,回答下列问题： (1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是_，_；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式_，_； (2)设备A中含有电加热器，铁触媒和热交换器，设备A的名称是_，其中发生的化学反应方程式为_；,液化、分馏,与碳反应后除去O2,合成(氨)塔,冷却塔(或冷凝器),n,高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好,将液氨与未反应的原料气分离,13.8,1原料 氨碱法：食盐、氨气、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)。 联合制碱法：食盐、氨气、二氧化碳(合成氨厂的废气)。,考点三 工业制纯碱,知识梳理,联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上是氯化钠的饱和溶液，可循环使用。,4综合评价 (1)氨碱法：优点：原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。 缺点：原料食盐的利用率低，大约70%74%，其余的食盐随CaCl2溶液作为废液被抛弃；过程中产生了没多大用途且难以处理的CaCl2。 (2)联合制碱法：使食盐的利用率提高到96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时生产出两种可贵的产品纯碱和氯化铵；过程中不生成没多大用途、又难以处理的CaCl2，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。,技术的发展与创新永无止境，我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： (1)向沉淀池中通入CO2和氨气，应先通入_(填化学式)，原因是_。,题组训练,NH3,CO2溶解度较小，而NH3易溶于水，先通NH3有利于CO2的吸收,(2)沉淀池中发生反应的化学方程式是_。 (3)母液中的溶质主要是_。向母液中通氨气或加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通入氨气的作用是_。 (4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是因为设计了循环_(填“”或“”)，物质X是_(填化学式)，从沉淀池中获取沉淀的操作是_。 (5)写出煅烧炉中发生反应的化学方程式_。 (6)上述流程制得的产品碳酸钠中可能含有的杂质是_(填化学式)，为检验该杂质的存在，具体实验操作是_ _。,NH4Cl,CO2,过滤,NaCl,取少量产品溶解，滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，说明含有NaCl杂质,解析 (1)向沉淀池中先通入氨气，使溶液显碱性，有利于CO2的吸收。(2)母液中的溶质主要是副产品NH4Cl，通氨气或加入细小食盐颗粒都可使NH4Cl的溶解平衡向结晶方向移动。(4)采取循环操作可提高原料NaCl的利用率。,1化肥 (1)氮肥。,考点四 化肥、农药和肥皂,知识梳理,KH2PO4,硫酸铜,生石灰,高级脂肪酸,化学肥料在农业生产中发挥了重要的作用。回答下列问题： (1)写出一种铵态氮肥的化学式_。实际生产中，铵态氮肥不能与磷肥如Ca3(PO4)2混合使用，原因是_ _。 (2)硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合，工业合氨是一个放热反应，因此低温有利于提高原料的转化率，但实际生产中却采用400 500 的高温，其原因是_； 工业生产，以氨气为原料合成硝酸，写出工业生产硝酸的最后一步反应的化学方程式_。,题组训练,NH4Cl,铵态氮肥水解显酸性，磷肥水解,显碱性，导致铵态氮以氨气形式逸出,提高反应速率,解析 (1)铵态氮肥很多，如氯化铵、硫酸铵、碳酸铵等；铵态氮肥与磷肥在土壤环境中会发生相互促进的水解反应，导致肥效降低。(2)高温尽管不利于氨的生成，但可以提高反应速率；用氨气合成硝酸经过了氨气氧化生成NO，NO生成NO2，然后NO2与水反应生成硝酸三个阶段。(3)水体中因为含有过多的含氮、磷、钾的物质而富营养化，加上阳光充足，水生植物疯长，从而出现赤潮。(4)一定浓度的铵根离子在碱性条件下可以生成氨气，氨气能够使湿润的pH试纸变蓝。,水体富营养化,将溶液微热浓缩，加入NaOH固体，然后用湿润的pH试纸检验有无使试纸变蓝的气体生成,
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