化學(xué)與資源開發(fā)利用

化學(xué)與資源開發(fā)利用第1頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月

(教師備用)第2頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月考點2010年高考考查情況化學(xué)與資源開發(fā)利用江蘇·1題化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用全國新課標·35題，山東·31題，江蘇·4題，四川·29題化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上?！?題第3頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月本部分屬于選考內(nèi)容，隨著化學(xué)原理在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，尤其在資源開發(fā)利用、材料制造、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大顯身手，高考中本部分的題目加強對學(xué)以致用思想的考查。(1)從考查形式看，以填空題為主，選考內(nèi)容中的綜合題，大多以無機化工流程工藝圖形式出現(xiàn)。(2)從考查內(nèi)容看，近三年多是考查與化學(xué)有關(guān)的高科技成果、社會熱點、環(huán)境、材料等，試題多結(jié)合化工知識如鋼鐵工業(yè)電冶煉鋁、氨的合成、硫酸工業(yè)、純堿工業(yè)、海水資源的綜合應(yīng)用等。預(yù)計今年高考應(yīng)是將化學(xué)基礎(chǔ)知識與新材料、新能源及工業(yè)、高科技農(nóng)業(yè)、水、空氣污染與凈化等聯(lián)系起來考查。第4頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月本部分主要考查基本的化學(xué)知識與技能，難度不會太大，復(fù)習(xí)中應(yīng)注意：1．對比整理，強化記憶，對于重要的工業(yè)、化工生產(chǎn)以及生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)處理、副產(chǎn)品利用、從經(jīng)濟效益角度出發(fā)的能量轉(zhuǎn)化與利用等方面，都要進行必要的整理與對比記憶。2．加強與化學(xué)原理的聯(lián)系，如石油分餾利用熔、沸點差異；氨合成應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)速率及平衡知識相聯(lián)系；氯堿工業(yè)應(yīng)與電化學(xué)聯(lián)系等。3．答題時把握好相關(guān)的生產(chǎn)原理及流程，認真分析，搞清來龍去脈，確立清晰的思路來組織答案。第5頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章化學(xué)與資源開發(fā)利用第6頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(對應(yīng)學(xué)生用書第175頁)1．了解煤、石油、天然氣、石油液化氣等綜合利用的意義。2．了解我國無機化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。3．了解海水的綜合利用。了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用的作用。4．了解化學(xué)對廢舊物資再生與綜合利用的作用。第8頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(對應(yīng)學(xué)生用書第175頁)一、煤、石油、天然氣的綜合利用1．煤的綜合利用第10頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2.石油的綜合利用第11頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月二、海水的綜合應(yīng)用1．氯堿工業(yè)第13頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2．海水提鎂(1)工藝流程第14頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(對應(yīng)學(xué)生用書第176～179頁)第16頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月3．幾種常見混合氣成分的辨析第20頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1】煤和石油等化石燃料對促進經(jīng)濟、社會發(fā)展起到了重要的作用，這些燃料合理的綜合利用是當前節(jié)能減排的要求。請回答下列問題：(1)石油分餾是石油煉制的重要環(huán)節(jié)，這種操作是在________(填設(shè)備名稱)內(nèi)完成的。工業(yè)上通常用于分餾石油的方法有常壓分餾和________，分餾的目的是__________________________________。(2)石油不僅是重要的燃料，還是重要化工原料的來源，如利用石油生產(chǎn)乙烯。為了使石油分餾產(chǎn)物進一步生成更多的乙烯、丙烯等短鏈烴而采取________措施。(3)目前石油資源逐漸匱乏，人們把目光聚集到儲量相對豐富的煤上。煤綜合利用的主要方法是________、________和煤的氣化，煤氣化涉及的化學(xué)方程式有：第21頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：(1)石油分餾是在分餾塔中完成的，分餾的種類有常壓分餾和減壓分餾(注意：不是加壓分餾！)，這種分餾是物理變化。(2)為了獲得化工原料乙烯，往往對石油進行裂解，需要較高的溫度(700℃～1000℃)，這種反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)。(3)煤的干餾是化學(xué)變化，這是煤的綜合利用；而煤的氣化、液化也是近年來煤綜合利用的重要方法。第22頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月【針對訓(xùn)練1】(2010年南寧12月月考)某混合氣體通過溴水(使其退色)，再通過灼熱氧化銅(使其黑色變紅色)，再通過無水硫酸銅白色粉末(使其變藍色)，再通過澄清石灰水(石灰水由澄清變渾濁，再變澄清)，最后將剩余氣體在空氣中點燃，火焰呈藍色，該混合氣體可能是(

B

)A．水煤氣B．焦爐煤氣C．石油液化氣D．高爐煤氣解析：水煤氣、焦爐氣、石油液化氣、高爐煤氣的主要成分分別是CO和H2，H2、CH4、C2H4、CO，C3～C5的烷烴，CO、CO2和N2，符合題中實驗現(xiàn)象的氣體只可能是焦爐煤氣。第23頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月

(4)三設(shè)備：沸騰爐(或焚硫爐)、轉(zhuǎn)化器、吸收塔(5)三雜質(zhì)：礦塵；砷、硒化合物；水蒸氣(6)三凈化：除塵、洗滌、干燥(7)三原理：增大反應(yīng)速率原理(硫鐵礦粉碎，增大與空氣的接觸面積，并鼓入空氣使礦?！胺序v”)、熱交換原理(轉(zhuǎn)化器中裝熱交換器，使未反應(yīng)的二氧化硫和氧氣被加熱到所需溫度，同時冷卻反應(yīng)后的三氧化硫)、逆流吸收原理(吸收塔中濃硫酸自上方噴下，三氧化硫氣體從下方通入，提高吸收效率)。第25頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)尾氣處理的途徑①用純堿溶液吸收2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2②催化還原：H2＋NO2===NO＋H2O

2H2＋2NO===N2＋2H2OCH4＋4NO2===4NO＋CO2＋2H2OCH4＋4NO===2N2＋CO2＋2H2O第26頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月3．純堿的生產(chǎn)第27頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月【例2】(2010年海南化學(xué)節(jié)選)以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如圖：請回答下列問題：(1)在爐氣制造中，生成SO2的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣________、________及干燥，如果爐氣不經(jīng)過精制，對SO2催化氧化的影響是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；第29頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)精制爐氣(含SO2體積分數(shù)為7%、O2為11%、N2為82%)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關(guān)系如圖所示。在實際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450℃左右(對應(yīng)圖中A點)，而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是________________________________________________________________________________________________________________________________________________、________________________________________________________________________；(4)在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是________________、__________________，從而充分利用能源。第30頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：工業(yè)制硫酸過程中需把沸騰爐出來的氣體除塵、水洗、干燥，否則雜質(zhì)可使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響；沒有選擇B點是因為B點SO2轉(zhuǎn)化率雖然比A點高，從97%到99%左右，提高不多，但對設(shè)備強度要求大，動力設(shè)備要求大。沒有選擇C點是因為溫度低、反應(yīng)速率小、催化劑催化活性低。催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的一方面是為了預(yù)熱未反應(yīng)的原料氣，另一方面使生成的產(chǎn)物SO3氣體得到冷卻。第31頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月【針對訓(xùn)練2】(2009年海南化學(xué))工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，其過程包括氨的催化氧化(催化劑為鉑銠合金絲網(wǎng))、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題：(1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________；(2)原料氣中空氣必須過量，其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(4)水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng)，其化學(xué)方程式為__________________________，為了提高水對二氧化氮的吸收率，可采取的措施為__________________________(答兩項)。第33頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月海水的綜合應(yīng)用1．海水中鹽的開發(fā)和利用(1)海水制鹽由海水制鹽的方法以蒸發(fā)法為主。(2)食鹽資源的利用——氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)就是電解飽和食鹽水的方法得到工業(yè)上所需的NaOH、Cl2和H2。電解飽和食鹽水的總反應(yīng)可表示為：第35頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月【例3】(2009年天津理綜)海水是巨大的資源寶庫，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下：(1)請列舉海水淡化的兩種方法：________、________。(2)將NaCl溶液進行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、________、________或H2、________。(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br－，其目的為________________________________________________________________________。(4)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是________________________。第37頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月

(5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關(guān)資料：Br2的沸點為59℃，微溶于水，有毒性和強腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后，繪制了如下裝置簡圖：請你參與分析討論：①圖中儀器B的名稱：________；②整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因為________________________________________________________________________；③實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件：________________________________________________________________________；④C中液體產(chǎn)物顏色為________，為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反應(yīng)后，再進行的分離操作是________。第38頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月①圖中X、Y分別是________、________(填化學(xué)式)，分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)a%與b%的大小________________________________________________________________________；②分別寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應(yīng)，正極：____________________；負極：________________________________________________________________________；③這樣設(shè)計的主要節(jié)(電)能之處在于(寫出兩處)________、________。第41頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：(1)M(Cl2)/2M(NaOH)＝71/80＝1∶1.13或0.89(2)③①②(3)①Cl2

H2

a%小于b%

②O2＋4e－＋2H2O―→4OH－

2H2＋4OH－―→4H2O＋4e－

③燃料電池可以補充電解池消耗的電能；提高產(chǎn)出堿液的濃度；降低能耗(任寫兩處，其他合理答案也可)第43頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(對應(yīng)學(xué)生用書第179～180頁)測控導(dǎo)航表考點題號(難易度)海水綜合利用1(易)，3(易)，4(易)無機化工生產(chǎn)2(易)，6(易)，7(中)綜合運用5(易)，8(中)第45頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：由MgO和MgCl2的熔點可知，應(yīng)電解MgCl2。第46頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2．(2010年鎮(zhèn)江模擬)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，SO3的吸收過程是在吸收塔(如圖)中進行的，吸收塔里還裝入大量瓷環(huán)。下列有關(guān)SO3說法中，錯誤的是(

C

)A．從①處通入SO3，整個吸收操作采取逆流的形式B．從②處噴下濃硫酸，瓷環(huán)的作用是增大接觸面積C．從③處導(dǎo)出的氣體只含有少量O2，可直接排入大氣D．從④處流出的是可用水或稀硫酸稀釋的硫酸解析：因生成SO3的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，③處導(dǎo)出的氣體一定含有SO2，故不能直接排入大氣，C錯。第47頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：Na2CO3應(yīng)在BaCl2之后加入，以便將過量的Ba2＋除去，A錯；鐵為活潑電極，不能作陽極，B錯；在空氣中MgCl2·6H2O分解時水解，得不到純的MgCl2，C錯。第48頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月4．如圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。下列說法不正確的是(

D

)A．從E口逸出的氣體是H2B．從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強導(dǎo)電性C．標準狀況下每生成22.4LCl2，同時產(chǎn)生2molNaOHD．從F口逸出無色無味的氣體解析：由Na＋移動方向判斷D為陰極，產(chǎn)生NaOH和H2第49頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月5．(創(chuàng)新應(yīng)用)下列有關(guān)化工生產(chǎn)的敘述中正確的是(

A

)A．將煤液化、氣化，有利于提高燃料的燃燒效率，減少污染物的排放B．侯氏制堿法，向飽和NaCl溶液中先通入CO2再通入氨氣制取純堿C．電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量與陰極析出銅的質(zhì)量相等D．工業(yè)生產(chǎn)硫酸時，建立高煙囪可以降低地面SO2的濃度，減少空氣污染解析：侯氏制堿法，向飽和NaCl溶液中先通入氨氣再通入CO2，利于CO2的吸收和析出NaHCO3；電解精煉銅時，由于陽極還有雜質(zhì)金屬溶解(如鐵、鋅等)，陽極溶解銅的質(zhì)量小于陰極析出銅的質(zhì)量；工業(yè)生產(chǎn)硫酸時，建立高煙囪可以降低地面SO2的濃度，但產(chǎn)生的SO2總量不變，因此不能減少空氣污染。第50頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月6．(2010年上?；瘜W(xué))工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下：完成下列填空：(1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)(沉淀劑A來源于石灰窯廠)，寫出A、B的化學(xué)式。A．______________，B.________________。(2)實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、________、沉淀________、________、冷卻結(jié)晶、________、烘干。(3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第51頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月

(4)碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是________(填寫化學(xué)式)，檢驗這一成分的陰離子的具體方法是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。濾液D加石灰水前先要加熱，原因是________________________________________________________________________。(6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)可表示為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(注明你的表達式中所用的有關(guān)符號的含義)第52頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第53頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月7．工業(yè)上通常用接觸法制硫酸，主要原料是硫鐵礦和空氣。接觸法制硫酸的生產(chǎn)過程大致可分為三個階段：二氧化硫的制取和凈化；二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫；三氧化硫的吸收和硫酸的生成。(1)設(shè)空氣中N2、O2的含量分別為0.80和0.20(體積分數(shù))，則110L空氣和足量的FeS2完全反應(yīng)后，氣體體積(同溫同壓)變?yōu)開_______L。(2)已知在101kPa,25℃時1gSO2完全轉(zhuǎn)化為氣態(tài)SO3放出1.54kJ的熱量，請寫出第二階段反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)將經(jīng)過凈化、干燥的爐氣(其成分的體積分數(shù)分別約為：SO27%，O211%，N282%)，通入接觸室，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO3。SO2接觸氧化采用的適宜條件是________________。第55頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月硫酸生產(chǎn)中，根據(jù)化學(xué)平衡原理來確定的條件或措施有________