《高中化学 第一单元 走进化学工业课件 新人教版选修2 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第一单元 走进化学工业课件 新人教版选修2 .ppt（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单单 元元 归归 纳纳 整整 合合专题一专题一 | 以硫酸工业为例分析厂址选择和综合效益以硫酸工业为例分析厂址选择和综合效益1整体思路整体思路由于硫酸是腐由于硫酸是腐蚀性液体，不便性液体，不便贮存和运存和运输，因此要求把，因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区。工厂中心的地区。工厂规模的大小，模的大小，主要由硫酸用量的多少来决定。硫酸厂主要由硫酸用量的多少来决定。硫酸厂选址址应避开人口避开人口稠密的居民区和稠密的居民区和环境保境保护要求高的地区。要求高的地区。2概括整合概括整合磷肥、晒磷肥、晒盐、脱硫等行、脱硫等行业生生产过程中会程中会产生大量的生大量的石膏，不石膏，不
2、仅污染水源，染水源，还占用了大量土地，利用它可以生占用了大量土地，利用它可以生产硫酸。在高温条件下，用碳作硫酸。在高温条件下，用碳作还原原剂，将硫酸，将硫酸钙中的硫中的硫还原，再利用其原，再利用其还原原产物制硫酸，由于物制硫酸，由于这一一过程需要消耗程需要消耗大量的能量，因而一般是大量的能量，因而一般是联产水泥，用石膏代替石灰石，水泥，用石膏代替石灰石，在回在回转窑中与焦炭、窑中与焦炭、辅料一起煅料一起煅烧，CaSO4被被还原得到原得到CaO和和SO2，CaO与与辅料反料反应制得水泥熟料，制得水泥熟料，SO2随窑气随窑气排出，排出，经除除尘、净化、干燥、化、干燥、转化、吸收等化、吸收等过程即可
3、制得程即可制得硫酸。硫酸。(1)写出在回写出在回转窑中得到窑中得到SO2的化学方程式的化学方程式_ _，写出，写出CaO在回在回转窑中与窑中与SiO2发生反生反应的化学方程式的化学方程式_。【典例典例1】(2)下下图是硫酸工是硫酸工业中用到的中用到的设备之一，其名称是之一，其名称是_。在生在生产过程中，没有采用加程中，没有采用加压措施的原因是措施的原因是_。它有。它有A、B、C、D四个气体的四个气体的进出口，已知出口，已知经除除尘、净化、干燥的气体主要成分化、干燥的气体主要成分为N2、O2、SO2，填写下表：，填写下表：序号序号进或出或出气体的主要成分气体的主要成分ABCD解析解析根据题给信息
4、知，在焦炭的作用下，根据题给信息知，在焦炭的作用下，CaSO4被还原被还原得到得到CaO和和SO2，碳是还原剂，硫的化合价降低了，硫酸，碳是还原剂，硫的化合价降低了，硫酸钙是氧化剂，由此可得到回转窑中发生的化学反应。结合钙是氧化剂，由此可得到回转窑中发生的化学反应。结合硫酸工业的相关知识，这一过程实际上相当于硫酸工业的硫酸工业的相关知识，这一过程实际上相当于硫酸工业的第一步：造气。接下来气体进入接触室，进行接触转化，第一步：造气。接下来气体进入接触室，进行接触转化，再进一步被吸收。再进一步被吸收。(2)接触室常接触室常压下下SO2的的转化率已化率已经很高了，加很高了，加压会增加会增加生生产成本
5、成本(3)80%序号序号进或出或出气体的主要成分气体的主要成分A进N2O2SO2B出出N2O2SO2SO3C出出N2O2SO2D进N2O2SO2专题二专题二 | 纯碱的生产纯碱的生产氨碱法氨碱法联合制碱法合制碱法原料原料食食盐、氨气、石灰石、氨气、石灰石(经煅煅烧后生成后生成CO2和和CaO)食食盐、氨气、二氧化碳、氨气、二氧化碳原理原理NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl+CO2H2ONaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl+CO2H2O生生产过程程制制备氨氨盐水水通通CO2析出析出NaHCO3晶体并晶体并煅煅烧NaHCO3得到得到Na2CO3向向滤液液(含含NaCl
6、、NH4Cl)中中通入通入CO2后，与石灰乳混合，后，与石灰乳混合，回收氨气回收氨气2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O制制备氨氨盐水水通通CO2析出析出NaHCO3晶晶体并煅体并煅烧NaHCO3得到得到Na2CO3向向滤液液(含含 NaCl、NH4Cl)中加入中加入NaCl粉末粉末并通入氨气析出并通入氨气析出NH4Cl，回收回收饱和食和食盐水水优点点 原料便宜，步原料便宜，步骤简单原料利用率高，同原料利用率高，同时得得到氮肥到氮肥NH4Cl缺点缺点产生大量生大量CaCl2，食，食盐利用率利用率低低 工工业制制纯碱碱时，第一步是通，第一步是通过饱和食和食盐水、氨和二水、氨和二
7、氧化碳反氧化碳反应，获得碳酸得碳酸氢钠结晶，它的反晶，它的反应原理可以用下原理可以用下面的化学方程式表示：面的化学方程式表示：NH3CO2H2O=NH4HCO3NH4HCO3NaCl(饱和和)=NaHCO3NH4Cl以上反以上反应的的总结果是放果是放热反反应。请设计一个一个实验，用最，用最简单的的实验装置模装置模拟实现这一一过程，程，获得得NaHCO3结晶。晶。可供可供选择的的实验用品有用品有6 molL1盐酸、酸、6 molL1硫酸、硫酸、浓氨水、氨水、氢氧化氧化钠、石灰石、石灰石、氯化化铵、食、食盐、蒸、蒸馏水、冰，水、冰，以及中学化学常用以及中学化学常用仪器。器。【典例典例2】(1)画出
8、画出实验装置示意装置示意图(包括反包括反应时容器中的物容器中的物质)，并在，并在图中玻璃容器旁自左至右分中玻璃容器旁自左至右分别用用A、B、C符号符号说明。明。(说明：明：本本题装置示意装置示意图中的中的仪器可以用下面的方法表示。器可以用下面的方法表示。铁架台、石棉网、酒精灯、玻璃架台、石棉网、酒精灯、玻璃导管之管之间的的连接胶管等，接胶管等，在示意在示意图中不必画出。如需加中不必画出。如需加热，在加，在加热的的仪器下方用器下方用“”表示。表示。)(2)请写出写出图中中A、B、C各玻璃容器中盛放物各玻璃容器中盛放物质的化学式的化学式或名称。或名称。A_；B._；C._；D._。(3)如何利用本
9、如何利用本题所提供的所提供的实验用品，判断所得到的用品，判断所得到的产品是品是碳酸碳酸氢钠的的结晶，而不是碳酸晶，而不是碳酸氢铵或食或食盐结晶？晶？解析解析（2）分析反应原理，制）分析反应原理，制NaHCO3需浓氨水、饱和需浓氨水、饱和NaCl溶液和溶液和CO2，由已知反应物首先应制备，由已知反应物首先应制备CO2并净化。并净化。制制NaHCO3是利用是利用NaHCO3溶解度不大的原理，但整个反溶解度不大的原理，但整个反应过程是放热的，根据影响固体溶解度的因素应降温。由应过程是放热的，根据影响固体溶解度的因素应降温。由于浓氨水挥发出于浓氨水挥发出NH3，所以应作尾气处理。，所以应作尾气处理。答
10、案答案(1)示意图见下图。示意图见下图。(2)CaCO3，并由漏斗加入，并由漏斗加入6 molL1盐酸蒸馏水冰水盐酸蒸馏水冰水(或冷水或冷水)饱和氯化钠的浓氨水溶液饱和氯化钠的浓氨水溶液30%硫酸硫酸(3)取少量产品放在试管中，在酒精灯下加热至不再有气体取少量产品放在试管中，在酒精灯下加热至不再有气体放出时，停止加热。试管中如有白色剩余物质，则得到的放出时，停止加热。试管中如有白色剩余物质，则得到的产品不是碳酸氢铵。试管冷却后，向其中加入适量盐酸，产品不是碳酸氢铵。试管冷却后，向其中加入适量盐酸，产生大量气泡，最后剩余物全部溶解，说明得到的结晶是产生大量气泡，最后剩余物全部溶解，说明得到的结晶
11、是碳酸氢钠。如果加入盐酸后，晶体全部溶解，但没有气泡碳酸氢钠。如果加入盐酸后，晶体全部溶解，但没有气泡产生，则得到的结晶是食盐。产生，则得到的结晶是食盐。接触法制硫酸接触法制硫酸时涉及三个涉及三个连续反反应，所以在关于工，所以在关于工业制硫制硫酸的酸的计算性算性题目中往往涉及目中往往涉及这几步几步连续反反应的的计算。而算。而对于于连续多步反多步反应的的计算通常使用关系式法，算通常使用关系式法，这样就避免了就避免了对中中间产物的繁物的繁琐计算，算，节约了了时间，提高了，提高了计算算结果的果的准确性。准确性。关系式法解关系式法解题需要找准关系式，找关系式的一般方法是根需要找准关系式，找关系式的一般
12、方法是根据涉及的多步反据涉及的多步反应的化学方程式，依照原子的化学方程式，依照原子质量守恒或量守恒或电子子转移数目守恒的原移数目守恒的原则找出找出连续多步反多步反应中原子的中原子的转化关化关系，如在用硫系，如在用硫铁矿制硫酸制硫酸时，根据，根据转化化过程中硫原子守恒程中硫原子守恒的原的原则可以找到可以找到这样的关系式：的关系式：专题三专题三 | 硫酸工业中连续多步反应的计算硫酸工业中连续多步反应的计算FeS22SO22SO32H2SO4；或；或SSO2SO3H2SO4在硫酸工在硫酸工业制硫酸的有关制硫酸的有关计算中通常就利用以上两关系式算中通常就利用以上两关系式解解题。另外，在有关另外，在有关
13、计算中往往算中往往还涉及物涉及物质的的转化率和化率和损失率的失率的问题，这在在连续多步反多步反应的有关的有关计算中也是一个算中也是一个难点点问题。对于于这一一类的的问题，需要我，需要我们掌握掌握这样几个原几个原则：(1)一种化合物中，一种元素的一种化合物中，一种元素的转化率等于化率等于该化合物的化合物的转化化率，率， 例如在例如在FeS2向向SO2转化的化的过程中，若硫元素的程中，若硫元素的转化率化率为99%，则FeS2的的转化率也化率也为99%。(2)在同一个化学反在同一个化学反应或多个相关或多个相关联的化学反的化学反应中，具有个中，具有个别元素元素质量守恒关系的反量守恒关系的反应物和生成物
14、，反物和生成物，反应物的物的转化率化率等于生成物的等于生成物的产率，例如在率，例如在FeS2向向SO2转化的化的过程中，程中，FeS2的的转化率必等于化率必等于SO2的的产率，在率，在FeS2向向H2SO4转化的化的过程中，程中，FeS2的的转化率等于化率等于H2SO4的的产率。率。黄黄铁矿主要成分是主要成分是FeS2。某硫酸厂在。某硫酸厂在进行黄行黄铁矿成分成分测定定时，取，取0.100 0 g样品在空气中充分灼品在空气中充分灼烧，将生成的，将生成的SO2气体与足量气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反溶液完全反应后，用后，用浓度度为0.020 00 molL1的的K2Cr2O7标准溶液滴定
15、至准溶液滴定至终点，消耗点，消耗K2Cr2O7标准准溶液溶液25.00 mL。已知：已知：SO22Fe32H2O=SO422Fe24HCr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H2O(1)样品中品中FeS2的的质量分数是量分数是(假假设杂质不参加反不参加反应) _。(2)若灼若灼烧6 g FeS2产生的生的SO2全部全部转化化为SO3气体气体时放出放出9.83 kJ热量，量，产生的生的SO3与水全部化合生成与水全部化合生成H2SO4，放出，放出13.03 kJ热量，写出量，写出SO3气体气体转化化为H2SO4的的热化学方程式：化学方程式：_。【典例典例3】(3)煅煅烧10 t上述黄上述黄铁矿，理，理论上上产生生SO2的体的体积(标准状况准状况)为_L，制得，制得98%的硫酸的硫酸质量量为_t，SO2全部全部转化化为H2SO4时放出的放出的热量是量是_kJ。
