高考化学 考前三个月 专题复习6 化学与技术

冠夺市安全阳光实验学校化学与技术
最新考纲展示 1.化学与资源的开发、利用：(1)了解煤、石油和天然气等综合利用的意义；(2)了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类；(3)了解海水的综合利用，了解化学发展对自然资源利用的作用；(4)了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。

2.化学与材料的制造、应用：(1)了解社会发展和科技进步对材料的要求，了解化学对材料科学发展的促进作用；(2)了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理；(3)了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理；(4)了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况，了解新材料的发展方向。

3.化学与工农业生产：(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，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、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。

基础回扣
1．常见的化工生产原理
(1)硫酸工业中采取的加快反应速率的措施有：
____________________________________，用氨水法吸收尾气涉及的反应有
____________________________、__________________________________。

(2)合成氨工业的原理是__________________________，用焦炭与水可制取原料气发生的反应为
____________________________________________________________________ ____。

(3)侯德榜制碱法制取纯碱发生的反应为______________________，
____________________________。

答案(1)①升高温度；②使用催化剂；③粉碎原料，增大与空气的接触面积SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)N2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH3
C＋H2O(g)=====
高温CO＋H
2
(3)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓
2NaHCO3=====
△Na
2CO3＋CO2↑＋H2O
2．材料的制造和应用
(1)传统的硅酸盐材料包括________、________和________，硅、光导纤维属于__________材料。

(2)金属的冶炼方法与金属的________有关，铝的冶炼方法为__________，原料为________，辅料为__________。

(3)玻璃钢、陶瓷塑料属于________材料。

答案(1)水泥玻璃陶瓷新型无机非金属
(2)活动性电解法氧化铝冰晶石
(3)复合
3．资源的开发利用
(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
____________________________________________________________________ ____、
________________。

天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是
________________________等，水的净化与软化的区别是
________________________。

(2)从海水中得到NaCl采用________，把Br－转化为Br2的反应为
______________________，把Mg2＋转化为Mg(OH)2加入的物质是________。

(3)石油炼制中的物理方法是________，石油裂化的目的是
____________________，裂解的目的是____________；煤的加工方法有
____________，属于____________变化。

答案(1)钙、镁Ca2＋＋2HCO－3=====
△CaCO
3↓＋CO2↑＋H2O
Mg2＋＋2HCO－3=====
△MgCO
3↓＋CO2↑＋H2O
明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁
水的净化是用混凝剂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
(2)蒸发法(或盐田法)
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－石灰乳
(3)分馏提高轻质燃料油尤其是汽油的产量获得有机化工基本原料干馏、气化和液化化学
4．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)加入明矾、硫酸铁等物质能净化水质，可使海水变为淡水(×)
(2)阳离子交换膜法电解饱和食盐水往阴极室加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性(√)
(3)接触法制H2SO4时应采用高压条件提高SO2的转化率(×)
(4)工业合成氨时可通过大幅度提高原料气中氮气的比例来提高氢气转化率(×)
(5)复合材料是由基体和增强体两部分组成的，合金是复合材料的一种(×)
(6)炼铁与炼钢都利用了氧化还原反应的原理，炼铁时含铁物质发生氧化反应，
炼钢时杂质物质发生还原反应(×)
(7)钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳(×)
(8)线型结构的高分子，可带支链，也可不带支链(√)
(9)通过石油蒸馏可获得纯净物汽油(×)
(10)生产、生活中努力实现资源的循环利用，符合节能降耗的宗旨(√)
(11)合成氨的“造气”阶段会产生废气(√)
(12)电解制铝的过程中，作为阳极材料的烟煤不会消耗(×)题型1 化工生产流程的综合分析
1．(2014·新课标全国卷Ⅰ，36)磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2·H2O]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：
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
________________________
____________________________________________________________________ ____。

答案(1)69 (2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4===5CaSO4＋HF↑＋3H3PO40.49
(3)CaSiO3液态白磷固态白磷(4)CO、SiF4SiF4、H2S、HF PH3(5)产品纯度高
解析(1)4%＋96%×85%×80%≈69%。

(2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4===5CaSO4＋HF↑＋3H3PO4，依据P元素守恒：生成磷酸的量为1×30%÷142×2×98÷85%≈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。

通过碱液可以除去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纯度高。

1．常见的工业生产流程的主线和核心
规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。

核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。

2．解题思路
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→综合基础理论与实际问题思考→注意答题模式与要点。

3．化工生产中的简单计算
(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：①矿物的纯度＝
纯矿物的质量
矿物的总质量
×100%；
②原料利用率＝
消耗原料的质量
原料的总质量
×100%；
③原料转化率＝原料利用率＝1－原料损失率；
④产率＝
实际产量
理论产量
×100%；
⑤多步反应的总转化率＝各步反应转化率的乘积。

4．化工生产中的绿色化学
中学化学中涉及的化工生产知识渗透绿色化学的观点，具体体现在以下几个方面：
(1)节省资源，提高原料转化率和利用率。

例如在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省能源的基本原理。

(2)尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。

例如：氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均要有尾气处理或吸收装置。

(3)设计新的化学反应条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。

例如无氰电镀，由乙炔制乙醛，工业生产中使用非汞催化剂。

1．硫酸是无机“三大强酸”之一，其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志。

工业制硫酸的工艺流程如下图：
据图回答下列问题：
(1)写出用黄铁矿(主要含FeS 2)造气的化学反应方程式________________。

(2)写出A 、B 物质的名称：A______________________，B______________。

(3)催化氧化之前对SO 2和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是________，选用B 进入吸收塔吸收SO 3的优点是________________。

(4)SO 2的催化氧化是一个可逆反应，采取适宜的反应条件有利于生产的进行。

实际生产中，下列哪些生产条件或措施考虑到了平衡移动原理________(填字母)。

A ．矿石加入沸腾炉之前先粉碎
B ．使用V 2O 5作催化剂
C ．催化反应室中温度选择400～500 ℃
D ．净化后的炉气中要有过量的空气
E ．催化氧化在常压下进行
F ．将尾气中的SO 2循环利用
(5)某硫酸工厂每天消耗黄铁矿石(含FeS 2质量分数60%)20吨，生产中三阶段的转化率依次为98%、95%、98%，则该工厂一天能生产B 的质量为________吨。

答案 (1)4FeS 2＋11O 2=====煅烧2Fe 2O 3＋8SO 2
(2)发烟硫酸 98%的浓硫酸 (3)除去混合气体中的有害杂质，防止催化剂中毒
及防止形成酸雾腐蚀管道及设备 避免形成酸雾并提高吸收率 (4)CD (5)18.25
解析 (1)煅烧硫铁矿生成氧化铁和二氧化硫。

(2)吸收塔中得到的是发烟硫酸(A)；工业上用98%的浓硫酸(B)吸收SO 3。

(3)混合气体如果不进行净化就进入催化反应室，会使催化剂中毒；用水吸收三氧化硫会形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收，所以工业上用98%的浓硫酸吸收。

(4)矿石加入沸腾炉之前先粉碎、使用V 2O 5作催化剂都是为了加快反应速率，与平衡移动无关，A 、B 错误；催化反应室中温度选择400～500 ℃而不能过高，是因为合成三氧化硫的反应是放热反应，温度过高不利于二氧化硫的转化，C 正确；净化后的炉气中空气过量有利于平衡：2SO 2＋O 2催化剂△2SO 3正向移动，提高二氧化硫的转化率，D 正确；催化氧化在常压下进行，是因为在常压下二氧化硫的转化率已经相当高，如果增大压强会加大生产成本，与平衡移动无关，E 错误；将尾气中的SO 2循环利用是为了节省原料，F 错误。

(5)根据S 元素守恒，得：FeS 2～2H 2SO 4，设可制得98%的硫酸x 吨，则有：
FeS 2 ～ 2H 2SO 4 120 2×98 20×60%×98%×95%×98% x ×98% 则可得x ＝18.25。

2．某工厂用软锰矿(含MnO 2约70%及Al 2O 3)和闪锌矿(含ZnS 约80%及FeS)共同生产MnO 2和Zn(干电池原料)。

已知：①A 是MnSO 4、ZnSO 4、Fe 2(SO 4)3、Al 2(SO 4)3的混合液。

②Ⅳ中电解方程式为MnSO 4＋ZnSO 4＋2H 2O=====电解MnO 2＋Zn ＋2H 2SO 4。

(1)A 中属于还原产物的是__________。

(2)加入MnCO 3、Zn 2(OH)2CO 3的作用是________。

Ⅱ需要加热的原因是________。

C 的化学式是________。

(3)该生产中除得到MnO 2和Zn 以外，还可得到的副产品是________。

(4)如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是________。

(5)要从Na 2SO 4溶液中得到芒硝(Na 2SO 4·10H 2O)，需进行的操作有蒸发浓缩、
________、过滤、洗涤、干燥等。

(6)从生产MnO 2和Zn 的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是________。

答案 (1)MnSO 4 (2)增大溶液的pH ，使Fe 3＋
和Al 3＋
生成沉淀 使形成的氢氧化铝和氢氧化铁胶体也生成沉淀 H 2SO 4 (3)Fe 2O 3、Al 2O 3、S (4)纯碱、H 2SO 4 (5)
降温(冷却)结晶 (6)1.03(或1)
解析 (1)MnO 2中Mn 元素化合价为＋4价，MnSO 4中化合价＋2价，化合价降低，
所以MnSO 4为还原产物。

(2)加入MnCO 3、Zn 2(OH)2CO 3，可与H ＋
反应，降低H ＋
浓度，促进Al 3＋
、Fe 3＋
的水
解，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，加热可促进Fe 3＋、Al 3＋
的水解。

(3)电解得到MnO 2、Zn 。

在Ⅰ中回收S ，在Ⅱ中回收Fe 2O 3、Al 2O 3。

(4)在该生产过程中，H 2SO 4、Na 2CO 3均需购买。

(5)因含有结晶水，所以应采取降温(冷却)结晶的方法。

(6)根据Mn 、Zn 元素计算87×
100
70
97×10080＝1.03。

3．辉铜矿主要成分为Cu 2S ，此外还含有少量SiO 2、Fe 2O 3等杂质，软锰矿主要
含有MnO 2，另外含少量SiO 2、Fe 2O 3等杂质。

研究人员综合利用这两种资源，开
发出同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰和碱式碳酸铜。

主要工艺流程如下：
已知：①MnO 2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫
②[Cu(NH 3)4] SO 4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH 3
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH 范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)：
Fe 3＋：1.5～3.2 Mn 2＋：8.3～9.8 Cu 2＋
：4.4～6.4
(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有________(任写一点)。

(2)酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSO 4、MnSO 4等。

写出该反应的化学方程
式：__________________。

(3)调节浸出液pH ＝4的作用是________________。

(4)该工艺流程中可循环使用的物质是______________(写化学式)。

(5)获得的MnSO4·H2O晶体常用酒精洗涤，主要目的是
______________________。

(6)用的BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O的质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能的原因有________(任写一种)。

答案(1)粉碎矿石、适当升高温度或搅拌(任写一种，其他合理答案也可)
(2)Cu2S＋2MnO2＋4H2SO4===2CuSO4＋2MnSO4＋S↓＋4H2O
(3)使Fe3＋沉淀完全
(4)NH3
(5)减少MnSO4·H2O晶体的损失
(6)样品中混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水
解析(1)酸浸时，提高浸取率有多种方法，如将矿石粉碎、适当升高温度、搅拌等。

(2)酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4，结合图示中出现的“S”即可写出化学方程式。

(3)Fe3＋完全沉淀时pH为3.2，调节浸出液pH＝4，可使Fe3＋沉淀完全。

(4)从图示可知，该工艺流程中可循环使用的物质是NH3。

(5)MnSO4·H2O晶体不溶于酒精，用酒精洗涤时可减少其溶解损失。

(6)当样品中混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水时，用的BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O的质量分数，样品纯度大于100%。

题型2 化学与资源的开发利用
1．(2014·新课标全国卷Ⅱ，36)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。

一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。

回答下列问题：
(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。

①用混凝法获取淡水②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种④改进钾、溴、镁等的提取工艺
(2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2，并用纯碱吸收，碱吸收溴的主要反应是Br2＋Na2CO3＋H2O―→NaBr＋NaBrO3＋NaHCO3，吸收1 mol Br2时，转移的电子数为________ mol。

(3)海水提镁的一段工艺流程如下图：
浓海水的主要成分如下：
，产品2的化学式为____________，1 L 浓海水最多可得到产品2的质量为________ g。

(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为______________________；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式________________________________。

答案 (1)②③④ (2)5
3
(3)Ca 2＋
＋SO 2－
4===CaSO 4↓ Mg(OH)2 69.6 (4)MgCl 2=====电解Mg ＋Cl 2↑
Mg ＋2H 2O=====高温Mg(OH)2＋H 2
↑ 解析 (1)将海水经过处理得到淡水和浓海水，这是综合利用海水的重要途径之一，从而可以提高部分产品的质量，优化提取产品的品种，改进钾、溴、镁等的提取工艺。

(2)根据反应原理，将方程式配平：3Br 2＋6Na 2CO 3＋3H 2O===5NaBr ＋NaBrO 3＋6NaHCO 3。

每3 mol Br 2被吸收时转移5 mol 电子，则吸收1 mol Br 2转移53 mol
电子。

(3)工艺流程中，脱硫加入的是得到产品2过程中过滤时的滤液，而此滤液中所含的能够脱硫的离子来源于合成步骤中的石灰乳，故脱硫阶段的主要离子方程式为Ca 2＋
＋SO 2－
4===CaSO 4↓；而产品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得来的，即Mg 2＋
＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca 2＋
，故产品2为Mg(OH)2；1 L 浓海水中Mg 2＋
为28.8 g ，故可得到产品2即Mg(OH)2的质量为28.8 g 24 g·mol ×58 g·mol －1
＝69.6 g 。

(4)电解熔融MgCl 2会得到Mg 和Cl 2，故化学方程式为MgCl 2=====电解Mg ＋Cl 2
↑。

因为Mg 会与H 2O 发生反应生成Mg(OH)2和H 2，故水存在会造成产品Mg 的消耗，有关反应的化学方程式为Mg ＋2H 2O=====高温Mg(OH)2＋H 2
↑。

2．(2014·山东理综，32)工业上用重铬酸钠(Na 2Cr 2O 7)结晶后的母液(含少量杂质Fe 3＋
)生产重铬酸钾(K 2Cr 2O 7)。

工艺流程及相关物质溶解度曲线如图： (1)由Na 2Cr 2O 7生产K 2Cr 2O 7的化学方程式为
________________________________________。

通过冷却结晶析出大量K 2Cr 2O 7的原因是_____________________________________。

(2)向Na 2Cr 2O 7母液中加碱液调pH 的目的是_____________________________________
________________________________________________________________________。

(3)固体A 主要为________(填化学式)。

固体B 主要为____________(填化学式)。

(4)用热水洗涤固体A ，回收的洗涤液转移到母液______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高产率又可使能耗最低。

答案 (1)Na 2Cr 2O 7＋2KCl===K 2Cr 2O 7＋2NaCl 低温下K 2Cr 2O 7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K 2Cr 2O 7溶解度明显减小(答案合理即可) (2)除去Fe
3＋
(3)NaCl K 2Cr 2O 7
(4)Ⅱ
解析(1)(2)Na2Cr2O7结晶后的母液中含有Fe3＋，加碱液调节pH＝4，目的就是要以Fe(OH)3的形式除去Fe3＋，则过滤后得到纯的Na2Cr2O7(母液Ⅰ)；加入KCl 并加热至沸腾，冷却结晶得到K2Cr2O7，反应方程式为Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl；通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随着温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小。

(3)母液Ⅱ中含有K2Cr2O7和NaCl，蒸发浓缩得到的固体A是NaCl，因为高温下K2Cr2O7的溶解度大；母液Ⅲ中的主要成分是K2Cr2O7，冷却结晶得到的固体B是K2Cr2O7。

(4)固体A表面附着K2Cr2O7，应将洗涤液转移到母液Ⅱ中，这样，既能提高产率(回收了K2Cr2O7)，又可使能耗降低。

化学与资源开发利用的答题注意事项
(1)正确区分以下“三组概念”
①分馏和干馏的本质区别
分馏是对石油固有的成分的分离，是物理变化；干馏是对煤隔绝空气加强热分解得到新产物，是化学变化。

②煤和木炭、焦炭组成成分不同
煤是以碳元素为主的复杂有机物和无机物组成的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质。

③天然气和焦炉气不同
a．天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其含有CH4、C2H6、C3H8等小分子烷烃，主要成分是CH4，它既是一种重要的能源，又是一种重要的工业资源。

b．焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、CH4、CO、C2H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。

(2)掌握海水利用的方法
(一)海水资源的综合利用
1．海水占地球总储水量的97.2%。

若把海水淡化和化工生产结合起来，既能解决淡水资源缺乏的问题，又能充分利用海洋资源。

(1)天然海水的pH约为8，原因是海水中________的水解。

(2)就目前技术而言，结合能源节约等问题，下列适用于“海水淡化”的技术是________(填字母)。

A．蒸馏法 B．电渗析法
C．冷结法 D．离子交换法
E．反渗透法
(3)海水晒盐利用的原理是______________；分离出食盐晶体后的母液中含有____________，经过分离、提纯后，可用于______________。

(4)海水提镁过程中，与石灰窑和盐酸厂有着紧密的联系，试说明海水提镁与盐
酸厂之间的必然联系__________________________。

(5)利用氯碱工业产生的氢气和氯气可以将粗硅制成高纯硅，写出发生反应的化学方程式：________________、________________。

答案 (1)CO 2－
3、HCO －
3 (2)CDE
(3)蒸发结晶 KCl 、MgCl 2 工业上冶炼金属钾和镁
(4)盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸；电解氯化镁制镁的过程中得到氯气，为盐酸厂提供原料
(5)Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4 SiCl 4＋2H 2
=====高温Si ＋4HCl 解析 (1)天然海水中CO 2－
3
、HCO －3
发生水解反应使海水呈碱性。

(2)蒸馏法、电渗析法消耗能量，不适用于海水淡化。

(3)海水晒盐的原理是蒸发结晶，分离食盐晶体后的母液中含有KCl 、MgCl 2。

(4)盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸；电解氯化镁制镁的过程中得到氯气，为盐酸厂提供原料。

(5)由粗硅制取纯硅的反应为Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4、SiCl 4＋2H 2
=====高温Si ＋4HCl 。

2．海水中蕴藏的元素高达80多种，是人类财富的重要集散地。

如图是从海水中提取溴、镁的工艺流程图： 请回答下列问题：
(1)写出海水淡化的一种方法：________________。

(2)地球上99%以上的溴元素存在于海洋中，资料显示海水中溴的含量约为66
mg·L －1。

上图中制备溴涉及步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分别写出步骤Ⅰ和步骤Ⅲ中反应的离子方程式：______________、______________。

(3)制备镁的工艺中，从卤水到MgCl 2(aq)经历了Mg 2＋
―→Mg(OH)2―→Mg 2＋
的过程，生成Mg(OH)2的过程看似多余，其实该过程的作用是______________；步骤Ⅶ实际上电解的物质是__________(要求注明物质状态)，阳极反应式为____________。

答案 (1)离子交换法(答案合理即可)
(2)2Br －
＋Cl 2===2Cl －
＋Br 2 5Br －
＋BrO －
3＋6H ＋
===3Br 2＋3H 2O (3)富集Mg 2＋
熔融MgCl 2 2Cl －
－2e －
===Cl 2↑
解析 (1)海水淡化最古老的方法是蒸馏法，新的方法有电渗析法、离子交换法等。

(2)步骤Ⅰ是卤水中的Br －
被Cl 2氧化，生成单质溴；步骤Ⅱ是单质溴在碳酸钠溶液中发生氧化还原反应，生成Br －
和BrO －
3；步骤Ⅲ是Br －
与BrO －
3在酸性条件下发生氧化还原反应生成Br 2。

(3)海水中Mg 2＋
浓度极稀，而且杂质离子较多，故采用加入廉价的熟石灰的方法，使其富集，然后酸化即得到较高浓度的MgCl 2溶液；步骤Ⅶ实际上电解的是熔融的MgCl 2，阴极得到Mg ，阳极得到氯气。

(二)化石燃料的综合利用
3．煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。

(1)煤是工业上获得____________烃的重要来源。

(2)煤的干馏得到的气态产品为__________，其主要成分为________。

(3)煤的氢化可以将煤转化为燃油，氢化的本质是________________________。

(4)烟气净化技术主要是指对煤燃烧的废气进行______、________和________处理，从而减少________、________和________的排放。

答案(1)芳香
(2)焦炉气CH4、H2、C2H4、CO(或CH4、H2)
(3)增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值
(4)除尘脱硫去氮烟尘二氧化硫氮氧化物
解析(1)煤的干馏可以得到苯、甲苯等芳香烃。

(2)煤的干馏产品中固体为焦炭，液体为煤焦油，气体为焦炉气，焦炉气的主要成分为CH4、H2、C2H4、CO。

(3)煤的氢化的本质是增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值。

(4)烟气净化技术主要是指对煤燃烧的废气进行除尘、脱硫和去氮处理，从而减少烟尘，二氧化硫和氮氧化物的排放。

4．煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。

(1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是
______________。

(2)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的流程示意图：
①废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为____________、____________；
②在煤中直接添加一种物质，可有效减少煤燃烧产生的SO2，该物质是
__________(写出一种即可)；③石膏在工业生产中的用途是____________(写出一种用途即可)。

(3)煤经过____________(填加工方法)可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭。

煤焦油经过____________(填加工方法)可得到芳香族化合物。

煤也可以用氢化法转化成燃油，氢化法的本质是__________________。

答案(1)酸雨、粉尘污染(答出一项即可) (2)①SO2＋CaCO3=====
高温CaSO
3＋CO2
2CaSO3＋O2===2CaSO4②CaCO3、CaO或Ca(OH)2(填一种即可)
③作医用材料、建筑材料等(填一种即可)
(3)干馏分馏增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值
解析(1)煤燃烧产生大量的烟尘和SO2，其中烟尘会造成粉尘污染，SO2会形成酸雨。

(2)①脱硫过程中主要发生两个反应：SO2转化为CaSO3，CaSO3转化为CaSO4，化学方程式分别为SO2＋CaCO3=====
高温CaSO
3＋CO2、2CaSO3＋O2===2CaSO4；②向煤中加入CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可吸收煤燃烧产生的SO2，使其最终转化为CaSO4；
③石膏广泛应用于医疗、建筑等行业。

(3)煤经干馏可得到焦炭、煤焦油和焦炉气，煤焦油经分馏后可得苯、二甲苯等芳香族化合物。

(三)工业“三废”的综合利用
5．(2013·山东理综，31)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。

工艺流程简图如下：
(1)电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，HCl溶液为电解液。

阴极主要的电
极反应式为________________。

(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是______________。

回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的________。

(3)溶液Ⅰ的主要成分是________。

洗涤CoC 2O 4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是
___________________________________________________。

(4)将Co 2O 3还原成Co 粉的化学反应方程式为____________________。

答案 (1)2H ＋
＋2e －
===H 2↑ (2)Fe(OH)3 Co 2＋
(或Co) (3)NH 4Cl 焙烧时NH 4Cl 分解产生NH 3和HCl (4)Co 2O 3＋3H 2=====△2Co ＋3H 2O 解析 (1)电解时，阴极：2H ＋
＋2e －
===H 2↑，
阳极：Fe －2e －
===Fe 2＋
(很少)、Co －2e －
===Co 2＋
，当Co 、Fe 被充分电解后，剩余的为WC 。

(2)由于2Fe 2＋
＋2H ＋
＋H 2O 2===2Fe 3＋
＋2H 2O ，通入NH 3，控制pH 值，使Fe 3＋
生成Fe(OH)3沉淀，所以滤饼为Fe(OH)3。

由于Fe(OH)3表面会附着Co 2＋
，所以通过回收洗涤液，可以回收利用Co 2＋。

(3)根据后续流程中的CoC 2O 4，加入(NH 4)2C 2O 4后，发生的反应为CoCl 2＋(NH 4)2C 2O 4===2NH 4Cl ＋CoC 2O 4↓，所以溶液Ⅰ的主要成分为NH 4Cl 。

过滤得到的CoC 2O 4中会含有NH 4Cl ，加热焙烧时NH 4Cl 分解，生成NH 3、HCl 逸出，所以对产
品纯度不会造成影响，但NH 3、HCl 会污染环境。

(4)H 2还原Co 2O 3的方程式：Co 2O 3＋3H 2=====△2Co ＋3H 2
O 。

6．最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。

具体生产流程如图所示： 请回答下列问题：
(1)操作a 的名称是______________，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有____________；在实验室中操作b 的名称是________________。

(2)在装置a 中还生成两种酸式盐，它们的化学式分别是__________________。

(3)依题意猜测固体A 中一定含有的物质的化学式是____________________(结晶水部分不写)。

(4)“热交换器”是利用“废热”预热________________，除此之外还可利用硫酸工业的“废热”________________。

(5)SO 3在______________(填设备名称)中用____________吸收转化为发烟硫酸。

答案 (1)过滤 铁架台(含铁圈)、滤纸 蒸发浓缩、冷却结晶 (2)NH 4H 2PO 4、(NH 4)2HPO 4
(3)CaSO 4 (4)参与反应的SO 2和O 2 发电(其他合理答案均可) (5)吸收塔 98%的浓硫酸
题型3 化学与材料的制造和优化
1．(2014·海南，20—Ⅱ)锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。

某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为__________。

(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的__________操作。

(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为__________，其作用是
______________________。

(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb—Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是____________。

(5)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。

“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为____________________________________。

(6)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。

明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，……，冷淀，毁罐取出，……，即倭铅也。

”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为
________________________________________________。

(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌)
答案(1)ZnO (2)浸出(3)锌粉置换出Fe等(4)O2(5)2ZnS＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2S＋2H2O
(6)ZnCO3＋2C=====
高温Zn＋3CO↑
解析(1)硫化锌精矿的主要成分为ZnS，在沸腾炉中与氧气发生反应的化学方程式为2ZnS＋3O2=====
高温2ZnO＋2SO
2，故产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO。

(2)从流程图可以看出，“浸出”环节需要加入酸，所以焙烧过程中产生的含尘烟气制取的酸，可用于后续的浸出操作。

(3)为了保证“浸出”环节焙砂能够全部溶解，所以加入的酸是过量的，此时杂质Fe3＋也存在于“浸出液”中，所以加入锌粉的目的就是置换出Fe。

(4)根据题目中的信息“阴极采用铝板，阳极采用Pb—Ag等合金惰性电极”，则阳极为惰性电极，此时阳极参加反应的微粒是OH
－，电极反应式4OH－－4e－===2H
2O＋O2↑，故阳极逸出的气体是O2。

(5)根据信息“氧压酸浸”，可知参加反应的物质是ZnS、O2和酸提供的H＋，生成物“有工业价值的非金属单质”即为S，所以离子方程式为2ZnS＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2S ＋2H2O。

(6)该炼锌工艺参加反应的物质是煤炭饼和炉甘石(碳酸锌)，得到的物质是倭铅(金属锌) 和CO：ZnCO3＋2C=====
高温Zn＋3CO↑。