2019-2020年高考化学一轮复习 第一讲 化学与工农业生产（选修2）.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 第一讲 化学与工农业生产（选修2）考纲展示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。考 点 一硫酸的工业生产一、生产流程及原理二、“三废”处理和能量充分利用1“三废”的处理方法(1)尾气吸收：SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O，(填化学方程式，下同)CaSO3H2SO4=CaSO4SO2H2O。(2)废水处理根据杂质性质的不同，采用不同的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。(3)废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重有色金属。2能量的充分利用硫酸生产中产生的热量可用于预热反应物满足自身能量的需要，还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。三、化学原理在硫酸工业生产中的应用及相关计算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。在沸腾炉中燃烧燃料时，将原料粉碎，增大与空气的接触面积。(2)反应条件的选择温度：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400500 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，实际生产中采用常压操作。适当过量的空气：提高SO2的转化率。2逆流原理沸腾炉中原料从炉顶落下，热空气从炉底吹入，使原料与助燃气体充分接触，反应进行彻底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷环(片)，浓硫酸从塔顶喷下，三氧化硫气体从塔底吹入，提高吸收程度。3热交换原理由于2SO2O22SO3是放热反应，在接触室内使用热交换器，用反应放出的热量预热接触室的原料气，达到节约能源，降低生产成本的目的。4循环操作原理由于2SO2O22SO3是可逆反应，尾气中还有一定的SO2和O2，再通过一定措施将这部分气体送回接触室，提高原料利用率，同时减少废气排放。5有关计算(1)元素守恒法：根据某种关键元素的质量守恒，找出关系式，可简化计算过程，方便快捷。(2)常见量的计算公式矿物的纯度100%。原料利用率100%。原料转化率原料利用率1原料损失率。产率100%。多步反应的总转化率各步反应转化率的乘积。【特别提醒】(1)吸收SO3不用水或稀硫酸，而是用98%的H2SO4，是因为用水或稀硫酸吸收SO3会产生酸雾，影响吸收。(2)煅烧黄铁矿制得的炉气需进行净化处理，主要是避免催化剂中毒、防止腐蚀设备等。(3)在生产硫酸的工业生产中，要综合考虑原料来源、动力、设备、环境污染等因素，控制适宜的反应条件，以取得最佳经济效益。1(教材改编)以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：请回答下列问题：(1)在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为_。(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气_、_及干燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是_。(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 左右(对应图中A点)，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是_、_。(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是_，从而充分利用能源。解析：SO2在催化氧化过程中，炉气中含有的砷、硒化合物等杂质和矿尘，都会使催化剂中毒，失去催化能力，因而需要除尘、水洗；水蒸气对设备和生产有不良影响，故需干燥。B点的转化率虽高，但压强高于常压，加压必须增加设备的性能，增大投资和能量消耗，另外，常压下转化率已经达到97%左右，转化率已经很高，加压，对平衡转化率的影响不大，故不选择B点。C点的转化率虽高，但C点的温度低，此时催化剂的活性不是最大，反应速率低，故选择催化剂的活性最大的A点温度。答案：(1)4FeS211O22Fe2O38SO2(2)除尘水洗矿尘，砷、硒等元素的化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响(3)不选B点，是因为压强大对设备的投资大，消耗的动能大，同温度下SO2原料的转化率在0.1 MPa已达到97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用0.1 MPa不选择C点，是因为温度低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，反应速率低，450 时，催化剂的催化效率最高(4)利用反应放出的热量预热原料气，上层反应气经热交换器温度降到400500 进入下层使反应更加完全2(xx宁夏银川模拟)在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是()A黄铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能燃烧BSO3用98%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便SO3吸收完全CSO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率D从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应解析：选B。本题考查化工生产中的技术处理问题。可从化学反应速率、化学平衡移动及实际生产三个方面考虑各种操作条件的原因。矿石粉碎是为了提高反应速率，并不是因为大块的黄铁矿不能燃烧；用浓硫酸吸收SO3是为了防止水与其形成酸雾；使用催化剂可以提高反应速率，但不能提高SO2的转化率；从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中的杂质会使催化剂中毒。3(xx辽宁大连高三双基考)硫酸工厂排放的尾气中，含少量的二氧化硫。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。(1)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。写出上述过程的化学反应方程式：_。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%(体积百分数)的SO2，通过上述方法处理，理论上需生石灰_kg。(2)近闻美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法，该方法为第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2，第二步是加热吸收溶液，可得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。这种尾气处理方法与(1)相比的优点是_。(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将所得的Na2SO3溶液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法；其中阴阳膜组合循环再生机理如图，a、b离子交换膜将电解槽分为三个区域，电极材料为石墨。图中a表示_离子交换膜(填“阴”或“阳”)。AE分别代表生产中的原料或产品，其中C为硫酸，则A表示_，E表示_。阳极的电极反应式为_。解析：(1)分析其中的化学反应即可解答，中列出关系式：SO2 CaO1 mol1 molx可求得x mol，m(CaO) mol56 gmol1103kgg150 kg。(2)分析过程中的化学反应，Na2SO3H2OSO2=2NaHSO3，2NaHSO3Na2SO3H2OSO2，比较(1)、(2)中的化学反应，发现(2)中Na2SO3实际上没有消耗，可循环使用。(3)根据电解规律，阴极反应式为2H2e=H2，促进了水的电离，该极附近溶液碱性增强，生成NaOH，A为NaOH溶液，E为H2，a为阳离子交换膜；阳极发生氧化反应，且生成物为H2SO4，则阳极反应式为SOH2O2e=2HSO。答案：(1)SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O、CaSO3H2SO4=CaSO4SO2H2O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含量较高可循环作为原料(任选两点)50(2)Na2SO3可循环使用(3)阳NaOH溶液H2SO2eH2O=2HSO考 点 二工业合成氨反应条件的选择在合成氨的工业生产中，要综合考虑原料来源、动力、设备等因素，控制适宜的反应条件，以取得最佳经济效益。一、温度二、压强三、催化剂加快反应速率但不影响平衡，提高单位时间氨的产量，目前工业上以铁触媒为催化剂。四、循环操作合成氨转化率较低，要采用循环操作。混合气体通过冷凝器，使氨液化，将氨分离出来，并将没有完全反应的N2和H2经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。【特别提醒】(1)使用催化剂不影响氨的产率，但能提高单位时间内氨的产量。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。(2)温度的选择，要兼顾三个方面：反应速率、氨的产率、催化剂活性。(3)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。1(xx高考天津卷节选)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1 一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)步骤中制氢气原理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1对于反应，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是_。a升高温度b增大水蒸气浓度c加入催化剂 d降低压强利用反应，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为_。(2)图1表示500 、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：_。(3)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。(4)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_。解析：(1)反应是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，将会增加H2的百分含量，同时提高反应速率；增大水蒸气的浓度，会提高反应速率，但H2的百分含量会降低；加入催化剂，不会引起H2百分含量的改变；降低压强，反应速率减小；故a正确。设CO反应掉n mol。CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)投入量/mol 0.2 0 0.8变化量/mol n n n最终量/mol 0.2n n 0.8n则：0.2nn0.8n1.18解得：n0.18CO的转化率为100%90%。(2)a点时，H2、N2物质的量之比为31，设投入N2和H2的物质的量分别是1 mol、3 mol，平衡时N2反应掉m mol。N2(g)3H2(g) 2NH3(g)起始量/mol 1 3 0变化量/mol m 3m 2m平衡量/mol 1m 33m 2m根据题意：100%42%，解得m0.59，所以平衡时N2的体积分数为100%14.5%。(3)通入原料气，反应开始，氨气的量增加，因为合成氨是一个放热反应，当达到平衡后温度升高，氨气的含量将减小。所以图像为(4)从流程图看，反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。提高合成氨原料转化率的方法是分离液氨后将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。答案：(1)a90%(2)14.5%(3)(4)对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用2(教材改编)工业合成氨是在一定条件下进行的，反应原理为：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_。(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_。解析：(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而失去活性，另外杂质较多时会影响原料的利用率。第步操作是使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，与蒸馏的原理类似。(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。反应的化学方程式为8NH33Cl2=N26NH4Cl。答案：(1)高温、高压(2)防止催化剂中毒而失去活性，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，与蒸馏的原理类似(4)8NH33Cl2=N26NH4Cl3(xx广东中山高三检测)将N2和H2在一定条件下反应，通过一定方法制得纯净的NH3，将所得NH3和足量的O2通过装置中的催化剂，发生氨的催化氧化反应。请根据你已学知识，回答下列问题：(1)工业合成NH3时，在有催化剂的条件下，选用了2050 MPa、500 这一条件，选用500 的原因是_，增大压强有利于N23H22NH3这一反应平衡正向移动，为何不采用更大的压强：_。(2)如图所示是NH3和O2通入含催化剂的装置，发生反应，从A处导出的气体成分是_。假设该实验制得纯净的NO气体，则应_，使这些气体完全转化为HNO3。(3)若该实验结束时，有剩余尾气NO和NO2，为防止污染空气，将其通入NaOH溶液，能恰好反应生成NaNO2，则尾气中NO和NO2的物质的量之比为_，该反应中氧化剂为_，还原产物为_。解析：本题从基础知识切入，综合考查了NH3的制备、NH3的催化氧化以及NO的性质、化学平衡、氧化还原反应等知识，题目的设置，突出体现了学生运用知识的能力、思维能力和推理能力。(1)选用500 这一条件要从反应速率和原料的转化率两个角度来考虑，该温度下，原料转化率较高，且催化剂活性最强，反应速率快，在回答这一问题时，很多同学容易漏答原料的转化率这一要点；虽然增大压强有利于该反应平衡正向移动，但压强越大，对制备装置的要求越高，能耗也越大，会大幅度增加工业成本，因此不采用更大的压强。(2)回答从A处导出的气体成分时，容易因考虑不全面，错答为NH3、O2、NO，这是因为忽视了NO和O2之间的反应，而漏掉了NO2的存在，又因为只要有NO2，则一定存在2NO2N2O4，故从A处导出的气体是NH3、O2、NO、NO2、N2O4的混合气体。若想令NO完全转化为HNO3，则必须通入足量的O2，在水中使之发生反应：4NO3O22H2O=4HNO3。(3)尾气和NaOH恰好反应生成NaNO2，由NONO22NaOH=2NaNO2H2O可知，尾气中NO和NO2物质的量相同，NO2作氧化剂，NaNO2既是氧化产物又是还原产物。答案：(1)该温度下，原料转化率较高，且催化剂活性最强，反应速率快压强越大，对制备装置的要求越高，能耗也越大，会大幅度增加工业成本，因此不采用更大的压强(2)NH3、O2、NO、NO2、N2O4的混合气体将NO与足量的O2一起通入水中(3)11NO2NaNO2考 点 三纯碱的生产氨碱法(索尔维)联合制碱法(侯德榜)原理NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3CO2H2O原料NaCl、NH3、CaCO3(制备CO2和CaO)NaCl、NH3、CO2生产流程优、缺点原料便宜，步骤简单，但是产生大量CaCl2，食盐利用率低产品纯度高，原料利用率高，同时得到氮肥NH4Cl【特别提醒】(1)向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳的顺序容易答反。应先通氨气再通二氧化碳，因为氨气在水中的溶解度大，先通氨气会吸收更多的二氧化碳，有利于生成较多的碳酸氢钠而析出。(2)在氨碱法和联合制碱法的过程中，CO2均可循环利用。(3)联合制碱法和氨碱法相比较，主要优点是提高了原料的利用率，同时得到氮肥。1工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：(1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱。食盐和浓硫酸反应的化学方程式为_；硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_(已知产物之一为CaS)；(2)氨碱法的工艺如图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。图中的中间产物C是_，D是_(写化学式)；装置乙中发生反应的化学方程式为_；(3)联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是_；(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线，分析说明是否可行？_。解析：(1)食盐和浓硫酸反应可制取挥发性HCl：NaClH2SO4(浓)NaHSO4HCl、NaClNaHSO4Na2SO4HCl或2NaClH2SO4(浓)Na2SO42HCl。Na2SO4、CaCO3和C在高温下反应，其中一种产物为CaS，说明该反应为氧化还原反应，反应的产物中应有CO或CO2气体：Na2SO4CaCO34CCaSNa2CO34CO或Na2SO42CCaCO3CaSNa2CO32CO2。(2)由工艺流程图可知，NH4Cl应与Ca(OH)2反应生成CaCl2并产生NH3，NH3通入NaCl溶液中，D为NH3。乙中发生反应为NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl。(3)联合制碱法保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，提高了食盐的利用率；NH4Cl可作氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，去除了CaCO3制CO2这一工序。(4)不可行，由溶解度(S)随温度变化曲线可知，NaHCO3的溶解度较小且受温度的影响不大；KHCO3的溶解度较大且受温度的影响较大，并且KHCO3的溶解度与NH4Cl相差不大，故不能用氨碱法制碳酸钾。答案：(1)NaClH2SO4(浓)NaHSO4HCl、NaClNaHSO4Na2SO4HCl或2NaClH2SO4(浓)Na2SO42HClNa2SO4CaCO34CCaSNa2CO34CO或Na2SO42CCaCO3CaSNa2CO32CO2(2)Ca(OH)2NH3NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl(3)(4)见解析2工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成下列填空：(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式。A_，B_。(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为取样、_、沉淀、_、_、冷却结晶、_、烘干。(3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是_。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是_。(4)碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是_(填化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是_。(5)氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为_。滤液D加石灰水前先要加热，原因是_。(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为_(加热前后固体质量分别用m1、m2表示)。解析：(1)沉淀剂A来源于石灰窑厂，说明是生石灰或熟石灰；粗盐中的镁离子和钙离子一般用碳酸钠除去；(2)实验室提纯粗盐的整个操作过程为取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷却结晶、过滤、烘干；(3)纯碱生产中碳酸化时，会看到溶液中析出晶体，这是由于碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠；(4)根据操作过程，碳酸化后溶液中主要是NH4Cl，检验其中的氯离子时，要先取样，加硝酸酸化再加硝酸银溶液，有白色沉淀产生，则该阴离子是氯离子；(5)滤液中主要含有的是氯化铵，和石灰水发生反应：NHOHNH3H2O；由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠，故加石灰水前先加热，是为防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀；(6)加热损失的质量为m1m2，则纯碱中碳酸氢钠的质量为84(m1m2)/31，故纯碱中含有碳酸氢钠的质量分数w(NaHCO3)。答案：(1)Ca(OH)2(或CaO)Na2CO3(2)溶解过滤蒸发过滤(3)有晶体析出(或出现浑浊)碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大(4)NH4Cl取样，加硝酸酸化再加硝酸银溶液，有白色沉淀产生，则该阴离子是氯离子(5)NHOHNH3H2O防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀(6)1(xx高考浙江卷)下列说法不正确的是()A光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济B氨氮废水(含NH及NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理C某种光学检测技术具有极高的灵敏度，可检测到单个细胞(V1012 L)内的数个目标分子，据此可推算该检测技术能测量细胞内浓度约为10121011 mol L1的目标分子D向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变解析：选D。A项中，电解水制氢要消耗大量的电能，光催化还原水制氢可以节约大量电能，A项正确。B项中，氨氮废水(含NH及NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法氧化为氮气除去，B项正确。C项中，假设细胞内目标分子数为N，则N个分子的物质的量浓度为 molL1，该数值大小约为10121011，C项正确。D项中，甲醇的热值和汽油的热值不同，向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值要发生变化，D项错误。2(xx高考新课标全国卷)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。 部分物质的相关性质如下：熔点/沸点/备注白磷44280.5PH3133.887.8难溶于水，有还原性SiF49086易水解回答下列问题：(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。(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：(1)4%96%85%80%69%。(2)Ca5F(PO4)35H2SO4=5CaSO4HF3H3PO4，依据P元素守恒：生成磷酸的量为130%14229885%0.49(t)。(3)炉渣主要成分是CaSiO3，冷凝塔1的主要沉积物是液态白磷，冷凝塔2的主要沉积物是固态白磷。(4)尾气主要含有CO、SiF4，还含有少量PH3、H2S和HF等。通过纯碱溶液可以除去SiF4、HF、H2S，再通入NaClO溶液可以除去PH3。(5)热法磷酸工艺的优点是产品的纯度高。答案：(1)69(2)Ca5F(PO4)35H2SO4=5CaSO4HF3H3PO40.49(3)CaSiO3液态白磷固态白磷(4)CO、SiF4SiF4、H2S、HFPH3(5)产品纯度高3(xx高考浙江卷自选模块)电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物质质量分数(%)65663.55.01.53.50.20.80.21.11.01.82326用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程：已知氯化钙晶体的化学式是CaCl26H2O；H2S是一种酸性气体，且具有还原性。(1)反应器中加入的酸应选用_。(2)脱色槽中应加入的物质X是_；设备A的作用是_；设备B的名称为_；设备C的作用是_。(3)为了满足环保要求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是_。A水B浓硫酸C石灰乳D硝酸(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是_。解析：分析电石浆中所含成分的性质，结合工艺流程图进行分析、解决问题。(1)该工艺的目的是用电石浆生产无水CaCl2，为防止引入杂质阴离子，可向电石浆中加入盐酸，溶解其中的CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaS等物质。(2)沉降池中加入石灰乳，可将Al3、Fe3、Mg2沉淀。脱色槽的作用是对过滤器中所得滤液进行脱色，可选用吸附性能较强的活性炭。滤液在设备A中进行蒸发浓缩，在结晶池中降温结晶，然后在设备B中进行过滤，得到氯化钙晶体，最后在设备C中脱水干燥，得到无水CaCl2。(3)H2S气体在水中的溶解度不大，与浓硫酸反应易产生污染性气体SO2，与硝酸反应易产生污染性气体NO2或NO，这些物质都不能作为H2S的吸收剂。H2S气体易被石灰乳吸收，且石灰乳的价格较低。(4)设备B中的母液含有CaCl2等物质，对母液进行回收利用，可以提高经济效益，同时降低废弃物的排放量，有助于保护环境。答案：(1)盐酸(2)活性炭蒸发浓缩过滤器脱水干燥(3)C(4)对母液回收利用，降低废弃物排放量，提高经济效益一、选择题1化学已渗透到人类生活的各个方面。下列有关化学与科技、社会、生活、环境等的叙述错误的是()A农药和化肥对环境和人类健康有害，应该禁止使用B用K2FeO4替代Cl2作水处理剂，既可以消毒杀菌，又可以除去悬浮杂质C肥皂、合成洗涤剂的去污原理相同，都含有憎水基与亲水基D精细化工产品在使用时都有严格的使用剂量、适用范围等解析：选A。合理使用化肥、农药可提高农作物的产量，A项错误。2固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。下列物质中可用作固硫剂的有()ACaOBNa2HSO3CNH4NO3 DP2O5解析：选A。CaO是碱性氧化物，可与SO2反应；NaHSO3、NH4NO3、P2O5均不与SO2反应。3在H2SO4、HNO3、NH3的工业生产中，具有的共同点是()A使用H2作原料 B使用催化剂C使用吸收塔设备 D使用尾气吸收装置解析：选B。H2SO4以硫黄(或黄铁矿)、空气等为原料，设备有沸腾炉、接触室、吸收塔；HNO3以氨气、氧气为原料；NH3以氢气、氮气为原料，设备主要为合成塔。4下列关于化工生产原理的叙述中，均符合目前工业生产实际的是()A氯碱工业中的阳离子交换膜阻止阳离子通过B氯气和氢气混合在光照条件下反应生成氯化氢，用水吸收得到盐酸C合成氨工业中，用铁触媒作催化剂，可提高单位时间氨的产量D二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸解析：选C。解答本题要注意以下两点：(1)氯碱工业中的阳离子交换膜的作用是阻止阴离子通过；(2)氯气和氢气混合在光照条件下发生爆炸，反应不易控制，不能用于工业生产。5(xx江苏徐州模拟)联合制碱法中关键的一步是把NH4Cl从几乎饱和的NaHCO3溶液中分离出来，为此根据NaCl和NH4Cl溶解度的差异，向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨细的食盐，可析出不夹带NaHCO3的NH4Cl。NaCl和NH4Cl共同存在时的溶解度曲线如图所示，以下操作正确的是()选项通入气体温度控制ACO23040 BCO2010 CNH33040 DNH3010 解析：选D。由图可知，溶液的温度在010 的范围内，有利于NaCl的溶解和NH4Cl的析出。向溶液中加NaCl增大Na和Cl的浓度，向溶液中通NH3增大OH和NH的浓度，这些都有利于NH4Cl的析出。6(xx东北三校联考)下列有关工业生产的叙述正确的是()A在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，均必须对尾气进行吸收处理B硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量C炼铁是铁矿石在高温下被氧化的过程D用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气中的氮氧化物，不仅可以防止有害物质的排放，还可以生产有用的NaNO2解析：选D。合成氨工业不需要对尾气进行吸收；硫酸工业中接触室中发生的反应为2SO2O22SO3，利用该反应放出的热量来预热SO2；金属冶炼的实质是Mnne=M，为金属被还原的过程；NONO22NaOH=2NaNO2H2O，NO、NO2完全被碱液吸收。7下列关于合成氨工业的说法中正确的是()A从合成塔出来的混合气体中，氨气占15%，所以合成氨工厂的效率都很低B由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高C合成氨工业的反应温度控制在500 ，目的是使化学平衡向正反应方向移动D我国合成氨厂采用的压强是1030 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大解析：选B。在氨的实际生产中N2、H2要循环使用，且氨易液化分离，故产率很高。8(xx山西太原高三模拟)化学工业在经济发展中的作用举足轻重。下列有关工业生产的叙述中，正确的是()A硫酸生产中常采用高压条件来提高SO2的转化率B合成氨中采用及时分离液态氨来提高反应速率C电解精炼铜中，溶液中c(Cu2)基本保持不变D氯碱工业中阳极得到氢氧化钠和氢气解析：选C。2SO2O22SO3，该反应在常压下转化率非常高，不需要采用高压来提高转化率；N23H22NH3，由于NH3液化后使混合气体中c(NH3)降低，引起v(正)、v(逆)均降低；电解精炼铜时，阳极反应式为Cu2eCu2，阴极反应式为Cu22eCu，所以溶液中c(Cu2)基本保持不变；2NaCl2H2O，D错误。二、非选择题9(xx湖北武汉调研)化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。(1)普钙是磷肥，它的有效成分是_(写化学式)。(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为_、_。(3)农谚说的“粪和灰，肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理：_。解析：(1)普钙的成分为Ca(H2PO4)2H2O与CaSO4，其有效成分为Ca(H2PO4)2H2O。(2)由题中信息，利用原子守恒可直接写出反应的方程式：2NH3CO2H2NCOONH4、H2NCOONH4H2NCONH2H2O。答案：(1)Ca(H2PO4)2H2O(2)2NH3CO2H2NCOONH4H2NCOONH2H2NCONH2H2O(3)粪尿中的氮元素最终转化为铵盐，而草木灰的有效成分为K2CO3，K2CO3受潮后水解为KOH，显碱性，NH与OH可发生反应生成NH3逸出而降低肥效10(xx辽宁沈阳模拟)制取硝酸铵的流程图如下：请回答下列问题：(1)合成氨原料的来源：_。(2)已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92 kJmol1。请解释：可逆反应：_。为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取的措施是_。(3)氨催化氧化的化学方程式为_，铂铑合金网的作用为_，铂铑合金网未预热也呈红热状态的原因是_。(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除它们对大气的污染？_，写出有关化学反应方程式：_。(5)硝酸铵的两种主要用途是_。(6)在一定温度和压强的密闭容器中，将平均相对分子质量为8.5的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均相对分子质量为10，试求此时N2的转化率和平衡混合气体中NH3的体积分数分别为_、_。解析：(1)氮气的来源是空气，而氢气来源于燃料(煤、石油产品等)与水反应的产物。(2)可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应；为提高合成氨的产率，可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施。(3)氨的催化氧化反应为放热反应，故铂铑合金网虽未预热也呈红热状态。(4)氮的氧化物可以用碱液吸收消除其危害。(6)根据“十字交叉法”可得：，则n(N2)n(H2)6.519.513。设反应前混合气体的总物质的量为4 mol，平均相对分子质量与气体的总物质的量成反比，设反应后气体的总物质的量为x mol，则有：，x3.4，反应前后气体的物质的量差值为0.6 mol，设反应消耗N2的物质的量为y mol，生成氨的物质的量为z mol，则有：N23H22NH3物质的量之差1 2 2y mol z mol 0.6 moly0.3，z0.6，N2的转化率为100%30%；氨的体积分数为100%17.6%。答案：(1)N2来源于空气，H2可来源于水煤气(2)在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，叫作可逆反应增压、适当温度和使用铁触媒等(3)4NH35O24NO6H2O作催化剂氨的催化氧化反应是放热反应，可使PtRh合金网达到一定温度而不必预热(4)可用碱溶液吸收氮的氧化物NONO22NaOH=2NaNO2H2O(5)可作化肥和炸药(6)30%17.6%11生态工业园区的建设，不仅仅是体现环保理念更要依据循环经济理论和充分考虑经济成本的可持续发展。如图是某企业设计的硫酸磷铵水泥联产，海水淡水多用，盐热电联产三大生态产业链流程图。根据上述产业流程回答下列问题：(1)从原料、能源、交通角度考虑该企业应建在_。A西部山区B沿海地区C发达城市 D东北内陆(2)将硫铁矿磨成细粉末的目的是_。吸收塔中用_吸收SO3，