高考化学二轮复习 专题18 化学与技术课件(选修2)

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②合成氨 NH3、CO2 ③CO2、NaCl (2)① 强 氧 化 (“ 氧 化 ” 也 可 ) ②NaCl +
3H2O=电==解==NaClO3+3H2↑ 需要加热恒温控制、没 有离子交换膜
(3)加入食盐使肥皂析出
一、化学与工农业生产 1.硫酸工业 (1)化学原理与硫酸工业生产流程
(2)化学原理在化工生产中的应用 ①增大反应速率的措施 a.升高温度;b.使用催化剂;c.燃料在沸腾炉中燃 烧前,将原料粉碎,增大与空气的接触面积。 ②逆流原理的应用 沸腾炉中原料从炉顶落下,热空气从炉底吹入,
①在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量 使用氯酸钾,主要应用氯酸钾的强氧化性;
②电解食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气
与氢氧化钠溶液反应可以产生氯酸钠,则生产氯酸钠 的化学方程式为 NaCl+3H2O=电==解==NaClO3+3H2↑。 氯碱工业中必须阻止氯气和氢氧化钠反应,因此需要
离子交换膜,另外氯气与氢氧化钠反应转化为氯酸钠
专题18
1.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义;了解 我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。了解海 水的综合利用。了解化学科学发展对自然资源利用的 作用。了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。
2.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;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
进行电解时:2Cl- - 2e-===Cl2
2
1
n(e-) 0.625a mol
则 n(e-)=1.25a mol;
0.2 mol 水的质量为 3.6 g,则 m(Ni2O3)=20.2 g-
3.6 g=16.6 g,n(Ni2O3)=0.1 mol。
即 n(Ni2O3)∶n(H2O)=0.1 mol∶0.2 mol=1∶2,
【解析】(1)①将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐 水而析出小苏打,再经过滤、焙烧,得到纯碱,所以 以 NaCl 为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式为 NaCl + NH3 + CO2 + H2O===NaHCO3 ↓ + NH4Cl 、 2NaHCO3==△===Na2CO3+CO2↑+H2O;
②在联合制碱法中,需要氨气、CO2 作原料,所
LaNi5H6+3H2O
LaNi5+6Ni(OH)2。该电池
放电时,负极电极反应式为___________________。
(5)工业上还可用电解法制取 Ni2O3。用 NaOH 溶 液调节 NiCl2 溶液的 pH 至 7.5,加入适量 Na2SO4 后 采用惰性电极电解。电解过程中产生的 Cl2 有 80%在 弱碱性条件下生成 ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。
或者升高温度或者进行搅拌都可以提高浸取率,但延
长浸取时间并不能提高速率,答案选A。 (2)在酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到硫沉淀、
CuSO4、MnSO4和水,所以该反应的离子方程式是 2MnO2+Cu2S+8H+===S+2Cu2++2Mn2++4H2O。
(3)由于Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化,所以若先
(2)加入 H2O2 发生的主要反应的离子方程式为 _________________________________________。 (3) 加 入 NH4F 后 除 掉 的 杂 质 是 ________________。
(4)上述反应制出的 Ni2O3,可用于镍氢电池的原
料,在碱性条件下,镍氢电池的反应为:3Ni2O3+
3.用辉铜矿(主要成分为 Cu2S,含少量 Fe2O3、SiO2 等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
(1)下列措施是为了加快浸取速率,其中无法达到
目的的是________(填字母)。 A.延长浸取时间 B.将辉铜矿粉碎 C.充分搅拌 D.适当增加硫酸浓度
(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是 MnO2、S、SiO2,请写 出“浸取”反应中生成 S 的离子方程式: ____________________________。
(3)研究发现,若先除铁再浸取,浸取速率明显变
慢,可能的原因是______________________________。
(4)“除铁”的方法是通过调节溶液 pH,使 Fe3+
转 化 为 Fe(OH)3 , 则 加 入 的 试 剂 A 可 以 是
__________(填化学式);“赶氨”时,最适宜的操作
再利用原子守恒写成结晶水合物的形式,1 mol 该物质
中含有 0.5 mol 结晶水,即 NiOOH·1/2H2O 或整合成 2NiOOH·H2O。
【答案】(1)延长酸溶时间,提高酸溶温度,提高
酸的浓度,充分搅拌,研磨镍废料增大其表面积等
(2)2F e2++H2O 2+2H +===2F e3++2H 2O (3)C a2+、M g2+ (4)LaNi5H6+6OH--6e-===LaNi5+6H2O (5)1.25a mol 2NiOOH·H2O
①在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量 使用氯酸钾,主要应用氯酸钾的________性;
②请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式 ________________________________________, 该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装 置主要区别有_______________________________(请 答出两点); (3)在肥皂的工业生成过程中,也要使用 NaCl 的 目的是____________________。
1.下列关于工业生产的说法正确的是( ) A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通 二氧化碳,后通氨气
B.在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中,皆采 用循环操作提高原料利用率
C.在氯碱工业中,电解槽一般用铁网作阳极 D.合成氨工业用天然气造气的方法中,热分解法 优于与水蒸汽高温反应
【解析】在侯氏制碱工业中,由于氨气的溶解度 大,CO2 的溶解度小,故向饱和氯化钠溶液中先通氨 气,后通 CO2,可以增大 CO2 的溶解,能得到更多的 碳酸氢钠,A 错;硫酸工业中的 SO2、合成氨工业中 的 N2 和 H2、硝酸工业中的 NO2,都可以循环使用, 故皆采用循环操作提高原料利用率,B 对;在氯碱工 业中,电解槽一般用铁网作阴极电极,石墨做阳极, C 错;合成氨工业用天然气造气的方法中,与水蒸汽 高温反应比热分解法的能耗要低,D 错。 【答案】B
以纯碱工厂与合成氨工厂进行联合生产,可以方便的 获得原料 NH3、CO2;
③在联合制碱法中循环使用,而在氨碱法中循环 使用率不高的物质是 CO2、NaCl。
(2)氯酸钾是重要的化工产品,在火柴、炸药、雷
管、焰火等制造中有重要应用,工业中首先通过电解
热食盐水制得氯酸钠,再加入一定量的氯化钾即可得 到氯酸钾沉淀。
②在联合制碱法中,纯碱工厂与________工厂进 行联合生产,以方便的获得原料__________;
③在联合制碱法中循环使用,而在氨碱法中循环 使用率不高的物质是____________。
(2)氯酸钾是重要的化工产品,在火柴、炸药、雷 管、焰火等制造中有重要应用,工业中首先通过电解 热食盐水制得氯酸钠,再加入一定量的氯化钾即可得 到氯酸钾沉淀。
ClO-+2Ni(OH)2===Cl-+Ni2O3+2H2O
1 n(ClO-)
2 a mol
则 n(ClO-)=0.5a mol,根据 Cl2+2OH-===ClO-
+Cl-+H2O,电解过程中产生的 Cl2 有 80%在弱碱性
条件下生成 ClO-,
0.8n(Cl2)=0.5a mol,则 n(Cl2)=0.625a mol,
需要加热,因此该工艺过程中使用的装置与氯碱工业 中使用的装置主要区别有需要加热恒温控制、没有离 子交换膜;
(3)食盐可以使高级脂肪酸钠盐析,因此在肥皂的 工业生成过程中,也要使用 NaCl 的目的是加入食盐 使肥皂析出。
【 答 案 】 (1)①NaCl + NH3 + CO2 + H2O===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3==△===Na2CO3 +CO2↑+H2O
【解析】(1)影响化学反应速率的因素有浓度、温 度、接触面积等,所以为了提高酸溶操作中镍废料的
转化率,可采取的措施有延长酸溶时间,提高酸溶温
度,提高酸的浓度,充分搅拌,研磨镍废料增大其表 面积等;
(2)H2O2 能将 Fe2+氧化成 Fe3+,本身发生还原反 应生成 H2O,离子方程式为: 2Fe2++H2O2+2H+ ===2Fe3++2H2O;
2.三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的蓄电池材料。 工业上利用镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草
酸镍晶体(NiC2O4·2H2O),再高温煅烧草酸镍晶体
制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于 水。下列工艺流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)为提高酸溶操作中镍废料的转化率,可采取的
措施有(答出三条)_______________________________ __________________________________________。
(3)已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水,由工艺 流程图可知,加入 NH4F 后除掉的论,根据总反应,负
极是 LaNi5H6 失电子生成 LaNi5,在碱性环境中的电
极反应式为:LaNi5H6+6OH--6e-===LaNi5+6H2O。 (5)根据题给信息可写出离子方程式为:
方法是__________。 (5)“沉锰”(除 Mn2+)过程中有关反应的离子方
程式为_______________________________________。 (6) 滤 液 Ⅱ 经 蒸 发 结 晶 得 到 的 盐 主 要 是
__________(填化学式)。
【解析】(1)增大反应物的接触面积或升高温度 等均可以增大反应速率,所以酸浸时,通过粉碎矿石
(6)滤液Ⅱ中含有硫酸铵,因此经蒸发结晶得到的 盐主要是(NH4)2SO4。
【答案】(1)A (2)2MnO2+Cu2S+8H+===S+ 2Cu2++2Mn2++4H2O
(3)Fe3+可催化 Cu2S 被 MnO2 氧化 (4)CuO 或 Cu(OH)2 将溶液加热 (5)Mn2++HCO3-+NH3===NH+4 +MnCO3↓
除铁再浸取,浸取速率明显变慢。
(4)由于除杂时不能再引入新的杂质,所以加入的
试剂 A 可以是 CuO 或 Cu(OH)2。氨气易挥发,则“赶
氨”时,最适宜的操作方法是将溶液加热。 (5)根据原子守恒可知“沉锰”(除 Mn2+)过程中除
了生成碳酸锰外还有铵盐生成,则有关反应的离子方 程式为 Mn2++HCO-3 +NH3===NH4++MnCO3↓。
料的特点,了解有关的生产原理;了解用化学方法进
行金属材料表面处理的原理;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.了解化学在水处理中的应用;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;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; 了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
使原料与助燃气体充分接触,反应进行彻底;吸收塔
中使用大量耐酸瓷环(片),浓硫酸从塔顶喷下,三氧
当 a mol 二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过 电子的物质的量为__________。电解法制取 Ni2O3 的 实际过程中,先获得一种结晶水合物,己知含 1 mol Ni 的结晶水合物中含有 0.5 mol 结晶水。取该化合物 20.2 g 进行充分加热,获得 Ni2O3 固体和 0.2 mol 水,则该 结晶水合物的化学式为____________。
(6)(NH4)2SO4
4.NaCl 是价廉且应用广泛的化工业原料,例如, 纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等。
(1)19 世纪 60 年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的 方法,20 世纪 20 年代以后被联合制碱法逐渐取代。
①请写出以 NaCl 为原料利用氨碱法生产纯碱的 化学方程式___________________________________;
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