高考化学 无机化学的综合运用无机化工素材.docx

1、高考化学 无机化学的综合运用无机化工素材2011高考无机化学的综合运用（无机化工）第一课时 海水资源的开发利用【考纲要求】了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。【课前小测】1、许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 ( ) A氯气、溴单质、碘单质 B金属钠、金属镁、金属铝 C烧碱、氢气 D.食盐、淡水2、海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（ ）A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学

2、能转化为电能3、从海水中提取镁的工艺流程图可表示如图所示：下列说法不正确的是( ) A用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B步骤电解MgCl2时阴极产生氯气 C步骤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应【考点回顾】海水资源的利用主要包括海水水资源的利用和海水化学资源的利用。1、海水水资源的综合利用海水淡化的方法主要有： 、 、 等。2、化学资源的利用氯碱工业：例题氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为_ _，与电源负极相连的电极附近，溶液的pH_。

3、（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为_ _。（3）如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是_。ABa（OH）2 BBa（NO3）2 CBaCl2（4）为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO，加入试剂的合理顺序为_，A先加入NaOH，后加入Na2CO3，再加入钡试剂B先加入NaOH，后加入钡试剂，再加入Na2CO3C先加入钡试剂，后加入NaOH，再加入Na2CO3（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_、冷却、_（填写操作名称）除去NaCl。（6）用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2和NaOH

4、反应；采用无隔膜电解冷的食盐水，Cl2和NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为_ _。海水提镁例题由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是（ ）A B C D海水提溴例题 空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：(1) 溴在周期表中位于_周期，_族。(2) 步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，为什么？ 。(3) 步骤的离子方程式：_ 。(4) 步骤的蒸馏过程中，溴出口温度为何要控制在80900C。温度过高或过低都不利于生产 ，请解释原因:_ 。(5) 步骤中溴蒸气冷凝后

5、得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_，分离时液溴从分离器的_(填“上口”或“下口”)排出。（6）为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”： 。海水提碘例题某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题。（1）第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有 （填代号，限填3项）。A试管 B瓷坩埚 C坩埚钳 D铁三角架E泥三角 F酒精灯 G烧杯 H量筒（2）第2步：I溶液的获取。操作是 。（3）第3步：氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用 （填代号）。

6、A浓硫酸 B新制氯水 CKMnO4溶液 DH2O2理由是 。（4）第4步：碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含碘。 巩固练习1、（08年山东理综30）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食盐常含有少量K、Ca2、Mg2、Fe3、SO42等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳欲除去溶液I中的Ca2、Mg2、Fe3、SO42离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次是 （只填化学式）。洗涤除去NaCl晶体表面

7、附带的少量KCl，选用的试剂为 。（2）用提纯的NaCl配制500 mL 4.00 molL-1 NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 （填仪器名称）。（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2 L，则同样条件下收集的Cl2 （填“”、“=”或“”）2 L，原因是 。装置改进后可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为 。（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：ZnH2SO4=ZnSO4H2MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用

8、制备气体的装置：答案：（1）BaCl2、NaOH、Na2CO3（错选或多选本小题不得分。NaOH溶液的加入顺序及是否答Na0H不影响得分） 75乙醇（2）天平、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管（3） 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应 酸碱中和滴定（4）c d2（09年天津理综9）海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：（1）请列举海水淡化的两种方法： 、 。（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 、或H2、 。（3）步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br，其目的为 。（4）步骤用SO

9、2水溶液吸收Br2，吸收率可达95，有关反应的离子方程式为 ，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 。（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，了如下装置简图：请你参与分析讨论：图中仪器B的名称： 。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是 。实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件： 。C中液体产生颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是 。答案：（1）蒸馏法、电渗析法、离子交换

10、法及其其他合理答案中的任意两种（2）Cl2 NaOH NaClO（3）富集溴元素（4）Br2SO22H2O=4HSO422Br 强酸对设备的严重腐蚀（5）冷凝管 Br2腐蚀橡胶控制温度计b的温度，并收集59的馏分深红棕色 分液（或蒸馏）解析：本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为：2NaCl + 2H2O 2NaOH+H2+Cl2，其中Cl2有可能与NaOH会生成NaClO。步骤I中的Br2的浓度很小，多次用SO2反复吸收，最终用Cl2处理，则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2，生成H2SO4，因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性，可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的，

11、就是通过沸点不同而提纯Br2，所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度，尽可能使Br2纯净。第二课时 纯碱工业【考纲要求】以合成氨工业生产为例，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件。【课前练习】某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下：下列推断不合理的是 A直接蒸干滤液得到纯净的（NH4）2SO4B生成1mol（NH4）2SO4至少消耗2molNH3CCO2可被循环使用 D往甲中通CO2有利于（NH4）2SO4生成一 纯碱工业中的化学反应原理。例1（05上海26）我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：(1) 上述生产纯碱

12、的方法称 ，副产品的一种用途为 。(2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是 。(3) 写出上述流程中X物质的分子式 。 (4) 使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 （填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是 。(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。(6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。(a) 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度二、纯碱工业中的化工技术。1 原料。请对比说明氨碱法和联

13、合制碱法的原料和循环使用的物质。原料有： ，目标产物是 ，副产物是 ，可循环利用的中间产物有 ，含氯化钙的废液中存在的离子有： 。5 侯氏制碱法的原料和副产物与索尔维法有何不同？计算两种方法中原料的原子利用率，分析副产品的价值，据此评价两种制碱法的优劣。反馈练习（07海南化学）纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：（1）“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式： ；（2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： ； ；（3）CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同

14、？ ；（4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率（%）= 。三纯碱工业中的实验操作。例题（05上海26）1、我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。(6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。(a) 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) (b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度2、根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制

15、备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g / 100 g水）表0102030405060100NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.45

16、5.377.335NH4HCO3会有分解请回答：（1）反应温度控制在3035，是因为若高于35，则 ，若低于30，则 ；为控制此温度范围，采取的加热方法为 。（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）。（3）过滤所得的母液中含有 （以化学式表示），需加入 ，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。巩固练习1、某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程：请回答以下问题：（1）合成氨反应的化学方程式是

17、，该反应在 （填设备名）中发生。沉淀池中发生的主要反应方程式是 ，该反应能够发生的原因是 。（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是 ，可以循环使用的X是 。（3）该生产过程中的副产品是 。从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是 ；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是 。2（08广州一模25题）、溴酸钾（KBrO3）为白色晶体，是一种常用的氧化剂和分析试剂，加热到370分解为溴化钾和氧气。用氯气生产溴酸钾的工艺流程如下：（1）“合成”过程所发生的反应中，氧化剂是_，还原剂是_。反应的化学方程式为_。（2）“复分解”过程中反应的化学方程式为_。（3）上述流

18、程中第二次过滤的滤渣主要成分是_。（4）“趁热过滤”过程中“趁热”的原因是_。答案：（05上海26）（本题共12分）（1） 联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其他合理答案均给分）（2） NH3 + CO2 + H2O + NaCl NH4Cl + NaHCO3或 NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl（3） CO2（4） 过滤（5） 稀硝酸和硝酸银溶液（6） a、c2（1）2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O（2）NH3CO2H2ONaCl(饱和)NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3C

19、O2H2O；（3）“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气。（4）由于总反应可看作是：2NH32NaClCO2H2O = Na2CO32NH4Cl，所以：原子利用率(%)100%100%；3（1）NH4HCO3分解； 反应速率降低； 水浴加热（2）使反应充分进行； NaHCO3的溶解度最小； NaCl、NH4Cl、NH4HCO3（3）NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3； HCl4。（1） 合成塔 CaSO4CO22NH3H2OCaCO3(NH4)2SO4，生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行。（2）一方面提供反应物，另

20、一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收。 CO2（3）生石灰 该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生。 由于CaSO4的溶解度较小，此反应的产率会比较低。5答案（1）Cl2 （1分） Br2（1分） 6MgO+Br2+5Cl2 = Mg(BrO3)2+5MgCl2（2分）（2）Mg(BrO3)22KCl = MgCl22KBrO3（2分）（3）MgCl2（1分）（4）防止溴酸钾结晶析出（1分）（5）2KBrO3 2KBr + 3O2 （1分）油炸和烘焙的温度条件不能保证溴酸钾完全分解（1分）第三课时 硫酸、硝酸工业考纲要求1掌握硫酸和硝酸的制备原理、性质、用

21、途。2了解常见化肥的基本性质。3能够通过对自然界、生产、生活中的化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并对这些感性知识进行初步加工和记忆。4能将实际问题（或题设情境）分解，找出解答的关键。能够运用自己存储的知识，将它们分解、迁移转换、重组，使问题得到解决的应用能力。课前练习1、下列说法不正确的是 （ ） A接触法制硫酸的主要步骤是造气、接触氧化和三氧化硫的吸收 B硫酸厂应该建在靠近原料产地的地区 C由于常压下SO2转化为SO2的转化率很高，所以SO2接触氧化时不采用高压的反应条件 D工业“三废”的综合利用不仅减少污染，还获得有用的副产品2、在硫酸的工业制法中，下列生产操作及生产操作的主要原

22、因二者都正确 的是 （ ）A从沸腾炉中出来的炉气须净化，回为炉气中的杂质会与SO2发生反应B 硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的不能燃烧C SO3 用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便SO3吸收完全D SO2氧化成SO3时需要使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率一、 工业制硫酸例题 在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2SO2+O2 2SO3，H 0，已知常压下平衡混合气体中SO3体积分数为91%。试回答：（1）在生产中常用过量的空气是为了_ _。（2）加热到400500是由于_ _。（3）压强采用_，原因是_ _。（4）常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水，因为_ _

23、 _ _。答案：（1）增大氧气浓度，提高成本较高的SO2的转化率 （2）在此温度下，催化剂活性强，反应速率快，可缩短到达平衡的时间，提高单位时间内SO3的产率 （3）常压 因常压下平衡混合气体中SO3的体积分数已达91%，若再加压，对设备动力系统要求高，成本高，加压已无实际意义 （4）用水吸收易形成酸雾，降低吸收速率；防止空气污染。【练习】下列说法不正确的是 （ ） A接触法制硫酸的主要步骤是造气、接触氧化和三氧化硫的吸收 B硫酸厂应该建在靠近原料产地的地区 C由于常压下SO2转化为SO2的转化率很高，所以SO2接触氧化时不采用高压的反应条件 D工业“三废”的综合利用不仅减少污染，还获得有用的

24、副产品小结硫酸工业综合经济效益的讨论(1)环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”处理方法是：尾气吸收（氨吸收法）SO2+2NH3+H2O（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4（NH4）2SO4+SO2+H2O废水处理（石灰乳中和法）Ca（OH）2+H2SO4CaSO4+2H2O废渣利用，制砖或制造水泥(2)能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量（供热发电）。(3

25、)厂址选择和生产规模。化工厂厂址的选择，涉及原料、水源、能源、土地供应，市场需求、交通运输和环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。工厂规模大小，主要由硫酸用量的多少来决定。二、合成氨例题氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国人哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；H= 92.4kJ/mol他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题：（1）合成氨工业中采取的下列措施

26、可用勒夏特列原理解释的是 （填序号）A、采用较高压强（20Mpa50Mpa） B、采用500的高温C、用铁触媒作催化剂 D、将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,N2和H2循环到合成塔中并补充N2和H2（2）右图是实验室模拟工业法合成氨的简易装置。简述检验有氨气生成的方法 。（3）在298K时，将10molN2和30molH2放入合成塔中，为何放出的热量小于924kJ？ 。（4）1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如图。阴极的电极反应式 。答案：（1）A、D（2）用湿润

27、的红色石蕊试纸放到管口处，若变蓝说明有氨气生成。（3）该反应是可逆反应，10molN2和30molH2不可能完全反应，所以放出的热量小于924kJ。（4）N2+6 H+62NH3三、氨氧法制硝酸例题（09年海南化学20.4）（11分）工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程包括氨的催化氧化（催化剂为铂铑合金丝网）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题：（1）氨催化氧化的化学方程式为 ：（2）原料气中空气必须过量，其主要原因是 ；（3）将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是 ；（4）水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其化学方程式为 ，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为 （答2项）。答案：（11分）（1）4NH35O24NO6H2O（3分）（2）提高氨的转化率和一氧化氮的转化率（2分）