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,第1讲 化学与工农业生产,考点突破题型透析,学科素养技能提升,考点二 工业合成氨 生产纯碱,考纲要求,第十一章 化学与技术,考点三 化肥工业,备选素材,考 纲 要 求,1.了解化学在水处理中的应用。 2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。了解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、精细化工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。,考点一 获取洁净的水,知识梳理 思维深化,1水的净化： (1)基本流程。,知识梳理 思维深化,考点一 获取洁净的水,明矾,Al2(SO4)3,FeSO4,漂白粉,液氯,2硬水的软化： (1)硬水和软水。 (2)硬水的类型： 暂时硬度由钙、镁的_引起的硬度 永久硬度由钙、镁的_引起的硬度,知识梳理 思维深化,考点一 获取洁净的水,碳酸氢盐,硫酸盐或氯化物,知识梳理 思维深化,考点一 获取洁净的水,药剂法(石灰纯碱法)：,知识梳理 思维深化,考点一 获取洁净的水,离子交换法：利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用离子交换树脂作离子交换剂，其软化硬水和再生的过程如图所示：,知识梳理 思维深化,考点一 获取洁净的水,知识梳理 思维深化,考点一 获取洁净的水,3污水处理的常用方法,考点一 获取洁净的水,(1)用药剂法软化硬水时一定要注意加入试剂的先后顺序，即Na2CO3应在Ca(OH)2之后加入。 (2)用阳离子交换树脂HR除去硬水中的Ca2、Mg2时，溶液中的酸性会增强，应再用碱性溶液中和H。 (3)污水处理中的酸性废水常用熟石灰中和而不用NaOH溶液中和，碱性废水常用CO2中和。,知识梳理 思维深化,1(2015沈阳模拟)自来水加工处理流程如下，下列有关说法不正确的是( ),题组设计 思维建模,题组一 水的净化、硬水软化,解析,答案,A,2我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求： 以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：,题组一 水的净化、硬水软化,题组设计 思维建模,题组一 水的净化、硬水软化,题组设计 思维建模,解析,答案,题组一 水的净化、硬水软化,题组设计 思维建模,(1)碳酸氢钙与碱反应能够生成碳酸钙沉淀，由于氢氧化镁的溶解度小，故碱会将镁离子沉淀下来而不转化为碳酸镁沉淀。 (2)二氧化碳溶解于水显酸性，故可以调节溶液的pH。 (3)明矾常用于净水。 (4)NH2Cl中氮元素为3价，氯元素为1价，NH2Cl与水作用，化合价不变。 (5)可先净水再杀菌消毒。,(1)Mg(OH)2、CaCO3 (2)调节酸度 (3)铝盐 Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H (4)B (5)先用明矾通过混凝沉淀，然后过滤，再用漂白粉杀菌消毒，可使被污染的水变成饮用水,解析,题组一 水的净化、硬水软化,题组设计 思维建模,解析,答案,题组一 水的净化、硬水软化,(1)O2 CO2(或氮气) (2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任填两种) 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的 (3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子 (4)10 (5)740 1 484,题组设计 思维建模,4工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法类别都正确的是( ),解析,答案,题组二 污水的处理,C,题组设计 思维建模,5(2015河南开封二模)水处理主要包括水的净化、污水处理、硬水软化和海水淡化等。 (1)水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子。目前，_和_是主要的去离子方法。 (2)根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法。,题组二 污水的处理,题组设计 思维建模,题组二 污水的处理,题组设计 思维建模,废水常用Cl2氧化CN成CO2和N2。若参加反应的Cl2与CN的物质的量之比为52，则该反应的离子方程式为_。 (3)地下水往往含有钙、镁的碳酸盐，自来水厂需要对地下水进行_处理。把进行过离子交换的CaR2(或MgR2)型树脂置于_中浸泡一段时间后便可再生。,解析,题组二 污水的处理,题组设计 思维建模,解析,答案,题组二 污水的处理,题组设计 思维建模,1(2012高考海南卷)(双选)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( ) A氨水 B硫化氢气体 C硫酸钠溶液 D纯碱溶液,氨水、Na2SO4溶液均不能使Cu2转化为沉淀，其中氨水与Cu2形成配离子。,解析,答案,题组二 污水的处理,AC,高考真题 明确考向,2(2011高考山东卷)水处理技术在生产、生活中应用广泛。 (1)含有较多_离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为_(写出一个即可)。 (2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过_(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂，原因是_。 (3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为_。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是_。 (4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的_。,解析,答案,题组二 污水的处理,高考真题 明确考向,考点二 工业合成氨 生产纯碱,知识梳理 思维深化,知识梳理 思维深化,考点二 工业合成氨 生产纯碱,知识梳理 思维深化,考点二 工业合成氨 生产纯碱,知识梳理 思维深化,考点二 工业合成氨 生产纯碱,合成：,知识梳理 思维深化,考点二 工业合成氨 生产纯碱,考点二 工业合成氨 生产纯碱,(1)使用催化剂不影响氨气的产率，但能提高单位时间内氨气的产量。 (2)催化剂对反应有选择性，容易误认为一定的催化剂对所有反应都有催化作用；催化剂对可逆反应的正、逆反应的影响是同等的。 (3)温度的选择，兼顾三个方面：反应速率、氨气的产率、催化剂活性。容易漏答。 (4)易误认为压强不能过大的原因是考虑反应速率或氨的产率，实际上是从生产成本上考虑的。,知识梳理 思维深化,1合成氨是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下： 从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作？_。,题组设计 思维建模,题组一 合成氨工业,解析,答案,从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物排放,可从生产成本(原料的利用率)、生产原理、生产工艺以及环保等角度综合分析化工生产过程中设计循环操作的目的、作用。,2工业合成氨是在一定条件下进行的，进行如下可逆反应： N2(g)3H2(g)2NH3(g)。其部分工艺流程如下： 请回答下列问题： (1)第步除需要催化剂这个条件外，还需要的条件是_。 (2)第步操作中的原料气体的“净化”目的是_， 第步操作的目的是_。,题组一 合成氨工业,题组设计 思维建模,(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质方法的原理类似于下列哪种方法？_(填编号)。 a过滤 B蒸馏 c分液 D萃取 你做出这个判断的理由是_。 (4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为： _。,(1)根据化学反应速率、转化率和催化剂的适宜温度进行综合分析，工业合成氨的条件是高温、高压、催化剂。 (2)原料气中的有些杂质会使催化剂中毒，失去活性，另外杂质较多时会影响原料的利用率。是使N2、H2循环利用，提高原料利用率。 (3)通过温度的改变而改变物质的状态，达到使物质分离的目的，是蒸馏的原理。 (4)NH3可被Cl2氧化，生成N2，而Cl2被还原为HCl，HCl与NH3化合生成NH4Cl。 8NH33Cl2=N26NH4Cl,解析,答案,题组一 合成氨工业,题组设计 思维建模,(1)高温、高压 (2)防止催化剂中毒，失去活性，提高原料的利用率 使N2、H2循环利用，提高原料利用率。 (3)b 通过温度的改变来改变物质的状态，达到使物质分离的目的，是蒸馏的原理 (4)8NH33Cl2=N26NH4Cl,3(2015山东青岛一模)化工厂的设计是将实验室的研究成果转化为工业化生产的重要的基础工作。 (1)以硫铁矿为原料生产硫酸需经过_、_和_三个主要生产阶段。 (2) 侯氏制碱法是在索尔维制碱法的基础上创造出的一种新的制造纯碱的方法。具体工艺流程图如下：,题组二 纯碱的生产,题组设计 思维建模,索尔维制碱法的原理是_(用化学方程式表示)。 侯氏制碱法可以循环使用的物质有_。 (3)食盐也是一种重要的化工原料，氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和Cl2。海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质，必须加入一些化学试剂，使杂质沉淀，处理后的盐水还需进入阳离子交换塔，其原因是_。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行，离子交换膜的作用是_。,解析,答案,题组二 纯碱的生产,题组设计 思维建模,1(2013高考上海卷)与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是 ( ) A原料利用率高 B设备少 C循环利用的物质多 D原料易得,联合制碱法，生产了副产品NH4Cl，所以提高了原料的利用率。,高考真题 明确考向,题组二 纯碱的生产,解析,答案,A,2(2012高考海南卷)合成氨的流程示意图如下： 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_，_；,题组二 纯碱的生产,高考真题 明确考向,(2)设备A中含有电加热器、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_； (3)设备B的名称是_，其中m和n是两个通水口，入水口是_(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是_； (4)设备C的作用是_； (5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) 已知1 000 K时该反应的平衡常数K0.627，若要使CO的转化率超过90%，则起始物中c(H2O)c(CO)不低于_。,解析,答案,题组二 纯碱的生产,高考真题 明确考向,考点三 化肥工业,知识梳理 思维深化,常见化肥的种类、作用和施用注意事项。,CO(NH2)2,草木灰,知识梳理 思维深化,考点三 化肥工业,1(2015福州质检)下列使用化肥、农药的描述中正确的是( ) A高温多雨时比较适合施用钾肥 B长期施用硫铵会造成土壤板结 C石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用 D过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用,高温多雨时施用化肥易使肥粒分解损失或随雨流失，A错误；石硫合剂中加硫酸会因石灰、硫酸间发生化学反应而失去相应的功效，C错误；过磷酸钙用硫酸处理后可能会得到酸性较强的磷酸，这对农作物、土壤有害，D错误。,题组设计 思维建模,考点三 化肥工业,解析,答案,B,2(2015湖州模拟)随着世界粮食需求量的增加，农业对化学肥料的需求越来越大。氮肥是需求最大的一种化肥。氮肥的生产和合理施用在农业生产中起着重大作用。 合成氨及化肥生产流程示意图如下：,考点三 化肥工业,题组设计 思维建模,(1)目前，工业上用铁触媒作催化剂，在2050 MPa、450 左右用氮、氢混合气体在_中进行合成氨。则沿X方向回去的物质是_。 (2)目前生产尿素是以氨气与CO2为原料，发生反应的化学方程式是_。 尿素适用于各种土壤，在土壤中尿素发生水解，其水解的化学方程式是_。 (3)沉淀池中发生反应的化学方程式是_。 (4)上述生产中的副产品氯化铵长期使用会造成土壤酸化，变硬甚至板结。对土壤的酸碱性进行测定与改良是保护_、提高土壤肥力的有效途径。测定土壤的pH的方法是_。,解析,答案,考点三 化肥工业,题组设计 思维建模,(2014课标全国卷)磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。,考点三 化肥工业,题组设计 思维建模,部分物质的相关性质如下： 回答下列问题： (1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的_%。 (2)以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为_。 现有1 t折合含有P2O5约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸_t。,考点三 化肥工业,题组设计 思维建模,(3)如图(b)所示，热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是_(填化学式)，冷凝塔1的主要沉积物是_，冷凝塔2的主要沉积物是_。 (4)尾气中主要含有_，还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液，可除去_；再通入次氯酸钠溶液，可除去_。(均填化学式) (5)相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是_。,解析,答案,考点三 化肥工业,题组设计 思维建模,(1)69 (2)Ca5F(PO4)35H2SO4=3H2PO45CaSO4HF 0.49 (3)CaSiO3 液态白磷 固态白磷 (4)SiF4、CO SiF4、HF、H2S PH3 (5)产品纯度高(浓度大),
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