高考化學一輪專題復習 第十一章 第1講 化學與工農業(yè)生產課件 新人教版.ppt
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,,第1講 化學與工農業(yè)生產,,,,考點突破題型透析,,,學科素養(yǎng)技能提升,,考點二 工業(yè)合成氨 生產純堿,考綱要求,第十一章 化學與技術,,考點三 化肥工業(yè),,備選素材,,,考 綱 要 求,,1.了解化學在水處理中的應用。 2.了解合成氨的主要原理、原料、重要設備、流程和意義。了解催化劑的研制對促進化學工業(yè)發(fā)展的重大意義。 3.了解精細化工產品的生產特點、精細化工在社會發(fā)展中的作用。 4.了解化學肥料、農藥等在農業(yè)生產中的作用。,考點一 獲取潔凈的水,知識梳理 思維深化,1.水的凈化: (1)基本流程。,,知識梳理 思維深化,考點一 獲取潔凈的水,明礬,Al2(SO4)3,FeSO4,漂白粉,液氯,2.硬水的軟化: (1)硬水和軟水。 (2)硬水的類型: 暫時硬度——由鈣、鎂的___________引起的硬度 永久硬度——由鈣、鎂的_________________引起的硬度,知識梳理 思維深化,考點一 獲取潔凈的水,碳酸氫鹽,硫酸鹽或氯化物,知識梳理 思維深化,考點一 獲取潔凈的水,②藥劑法(石灰純堿法):,知識梳理 思維深化,考點一 獲取潔凈的水,,③離子交換法:利用了離子交換反應原理,軟化水的質量高。常用離子交換樹脂作離子交換劑,其軟化硬水和再生的過程如圖所示:,知識梳理 思維深化,考點一 獲取潔凈的水,,知識梳理 思維深化,考點一 獲取潔凈的水,3.污水處理的常用方法,考點一 獲取潔凈的水,(1)用藥劑法軟化硬水時一定要注意加入試劑的先后順序,即Na2CO3應在Ca(OH)2之后加入。 (2)用陽離子交換樹脂HR除去硬水中的Ca2+、Mg2+時,溶液中的酸性會增強,應再用堿性溶液中和H+。 (3)污水處理中的酸性廢水常用熟石灰中和而不用NaOH溶液中和,堿性廢水常用CO2中和。,,知識梳理 思維深化,1.(2015沈陽模擬)自來水加工處理流程如下,下列有關說法不正確的是( ),題組設計 思維建模,題組一 水的凈化、硬水軟化,解析,答案,,A,,2.我國規(guī)定飲用水質量標準必須符合下列要求: 以下是原水處理成自來水的工藝流程示意圖:,題組一 水的凈化、硬水軟化,題組設計 思維建模,,,題組一 水的凈化、硬水軟化,題組設計 思維建模,,解析,答案,題組一 水的凈化、硬水軟化,題組設計 思維建模,(1)碳酸氫鈣與堿反應能夠生成碳酸鈣沉淀,由于氫氧化鎂的溶解度小,故堿會將鎂離子沉淀下來而不轉化為碳酸鎂沉淀。 (2)二氧化碳溶解于水顯酸性,故可以調節(jié)溶液的pH。 (3)明礬常用于凈水。 (4)NH2Cl中氮元素為-3價,氯元素為+1價,NH2Cl與水作用,化合價不變。 (5)可先凈水再殺菌消毒。,(1)Mg(OH)2、CaCO3 (2)調節(jié)酸度 (3)鋁鹽 Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+ (4)B (5)先用明礬通過混凝沉淀,然后過濾,再用漂白粉殺菌消毒,可使被污染的水變成飲用水,,解析,題組一 水的凈化、硬水軟化,題組設計 思維建模,,,解析,答案,題組一 水的凈化、硬水軟化,(1)O2 CO2(或氮氣) (2)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵(任填兩種) 鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應氫氧化物膠體,它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體,使其聚沉,達到凈化目的 (3)水的凈化是用混凝劑(如明礬等)將水中膠體及懸浮物沉淀下來,而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子 (4)10 (5)740 1 484,題組設計 思維建模,4.工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法類別都正確的是( ),解析,答案,題組二 污水的處理,C,題組設計 思維建模,,5.(2015河南開封二模)水處理主要包括水的凈化、污水處理、硬水軟化和海水淡化等。 (1)水處理技術的核心是減少或除去水中的各種雜質離子。目前,________和________是主要的去離子方法。 (2)根據(jù)廢水中所含有害物質的不同,工業(yè)上有多種廢水的處理方法。,題組二 污水的處理,題組設計 思維建模,,,題組二 污水的處理,題組設計 思維建模,④廢水Ⅳ常用Cl2氧化CN-成CO2和N2。若參加反應的Cl2與CN-的物質的量之比為5∶2,則該反應的離子方程式為_________________________________。 (3)地下水往往含有鈣、鎂的碳酸鹽,自來水廠需要對地下水進行________處理。把進行過離子交換的CaR2(或MgR2)型樹脂置于________中浸泡一段時間后便可再生。,,解析,題組二 污水的處理,題組設計 思維建模,,解析,答案,題組二 污水的處理,題組設計 思維建模,,1.(2012高考海南卷)(雙選)污水經過一級、二級處理后,還含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子,可加入沉淀劑使其沉淀。下列物質不能作為沉淀劑的是( ) A.氨水 B.硫化氫氣體 C.硫酸鈉溶液 D.純堿溶液,氨水、Na2SO4溶液均不能使Cu2+轉化為沉淀,其中氨水與Cu2+形成配離子。,解析,答案,題組二 污水的處理,AC,高考真題 明確考向,2.(2011高考山東卷)水處理技術在生產、生活中應用廣泛。 (1)含有較多________離子的水稱為硬水。硬水加熱后產生碳酸鹽沉淀的離子方程式為______________________________(寫出一個即可)。 (2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水,應先使硬水通過________(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹脂,原因是____________________________________。 (3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留,從而獲得純凈水的方法稱為________。電滲析法凈化水時,使離子通過半透膜的推動力是________。 (4)檢驗蒸餾水的純度時,最簡單易行的方法是測定水的________。,,解析,答案,題組二 污水的處理,高考真題 明確考向,,考點二 工業(yè)合成氨 生產純堿,知識梳理 思維深化,,,,知識梳理 思維深化,考點二 工業(yè)合成氨 生產純堿,知識梳理 思維深化,考點二 工業(yè)合成氨 生產純堿,知識梳理 思維深化,考點二 工業(yè)合成氨 生產純堿,③合成:,,知識梳理 思維深化,考點二 工業(yè)合成氨 生產純堿,考點二 工業(yè)合成氨 生產純堿,(1)使用催化劑不影響氨氣的產率,但能提高單位時間內氨氣的產量。 (2)催化劑對反應有選擇性,容易誤認為一定的催化劑對所有反應都有催化作用;催化劑對可逆反應的正、逆反應的影響是同等的。 (3)溫度的選擇,兼顧三個方面:反應速率、氨氣的產率、催化劑活性。容易漏答。 (4)易誤認為壓強不能過大的原因是考慮反應速率或氨的產率,實際上是從生產成本上考慮的。,,知識梳理 思維深化,1.合成氨是生產氮肥的重要環(huán)節(jié)。合成氨生產簡易流程示意圖如下: 從示意圖可知其存在循環(huán)操作。簡要說明為什么在化工生產中經常采用循環(huán)操作?____________________________________。,題組設計 思維建模,題組一 合成氨工業(yè),解析,答案,,從原因來講,許多化學反應是可逆反應,轉化率低;從結果來說,循環(huán)操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本;從工藝設計來說,循環(huán)操作有利于連續(xù)化生產、減少工序;從環(huán)保角度來說,實現(xiàn)全封閉生產,控制廢棄物排放,可從生產成本(原料的利用率)、生產原理、生產工藝以及環(huán)保等角度綜合分析化工生產過程中設計循環(huán)操作的目的、作用。,2.工業(yè)合成氨是在一定條件下進行的,進行如下可逆反應: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。其部分工藝流程如下: 請回答下列問題: (1)第②步除需要催化劑這個條件外,還需要的條件是_________。 (2)第①步操作中的原料氣體的“凈化”目的是__________, 第③步操作的目的是______________________________。,題組一 合成氨工業(yè),題組設計 思維建模,,(3)工業(yè)合成氨反應后可以通過降低混合氣體的溫度而使氨氣分離出來。這種分離物質方法的原理類似于下列哪種方法?________(填編號)。 a.過濾 B.蒸餾 c.分液 D.萃取 你做出這個判斷的理由是________________________________。 (4)可以用氯氣來檢驗輸送氨氣的管道是否漏氣,如果漏氣則會有白煙生成。該反應的化學方程式為: _______________________。,(1)根據(jù)化學反應速率、轉化率和催化劑的適宜溫度進行綜合分析,工業(yè)合成氨的條件是高溫、高壓、催化劑。 (2)原料氣中的有些雜質會使催化劑中毒,失去活性,另外雜質較多時會影響原料的利用率。③是使N2、H2循環(huán)利用,提高原料利用率。 (3)通過溫度的改變而改變物質的狀態(tài),達到使物質分離的目的,是蒸餾的原理。 (4)NH3可被Cl2氧化,生成N2,而Cl2被還原為HCl,HCl與NH3化合生成NH4Cl。 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,解析,答案,題組一 合成氨工業(yè),題組設計 思維建模,(1)高溫、高壓 (2)防止催化劑中毒,失去活性,提高原料的利用率 使N2、H2循環(huán)利用,提高原料利用率。 (3)b 通過溫度的改變來改變物質的狀態(tài),達到使物質分離的目的,是蒸餾的原理 (4)8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,3.(2015山東青島一模)化工廠的設計是將實驗室的研究成果轉化為工業(yè)化生產的重要的基礎工作。 (1)以硫鐵礦為原料生產硫酸需經過________、________和________三個主要生產階段。 (2) 侯氏制堿法是在索爾維制堿法的基礎上創(chuàng)造出的一種新的制造純堿的方法。具體工藝流程圖如下:,題組二 純堿的生產,題組設計 思維建模,,①索爾維制堿法的原理是________(用化學方程式表示)。 ②侯氏制堿法可以循環(huán)使用的物質有________。 (3)食鹽也是一種重要的化工原料,氯堿工業(yè)就是通過電解飽和食鹽水來制備NaOH、H2和Cl2。海水中得到的粗鹽中往往含有一些雜質,必須加入一些化學試劑,使雜質沉淀,處理后的鹽水還需進入陽離子交換塔,其原因是______________________。電解食鹽水在離子交換膜電解槽中進行,離子交換膜的作用是_____。,,解析,答案,題組二 純堿的生產,題組設計 思維建模,,1.(2013高考上海卷)與索爾維制堿法相比,侯德榜制堿法最突出的優(yōu)點是 ( ) A.原料利用率高 B.設備少 C.循環(huán)利用的物質多 D.原料易得,聯(lián)合制堿法,生產了副產品NH4Cl,所以提高了原料的利用率。,高考真題 明確考向,題組二 純堿的生產,解析,答案,A,2.(2012高考海南卷)合成氨的流程示意圖如下: 回答下列問題: (1)工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的,通常使用的兩種分離方法是________、________;氫氣的來源是水和碳氫化合物,寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學反應方程式_________,____________________;,題組二 純堿的生產,高考真題 明確考向,,(2)設備A中含有電加熱器、觸媒和熱交換器,設備A的名稱是________,其中發(fā)生的化學反應方程式為_____________; (3)設備B的名稱是_____________,其中m和n是兩個通水口,入水口是________(填“m”或“n”)。不宜從相反方向通水的原因是_____________; (4)設備C的作用是______________________; (5)在原料氣制備過程中混有的CO對催化劑有毒害作用,欲除去原料氣中的CO,可通過如下反應來實現(xiàn): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 已知1 000 K時該反應的平衡常數(shù)K=0.627,若要使CO的轉化率超過90%,則起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于___________。,,解析,答案,題組二 純堿的生產,高考真題 明確考向,,考點三 化肥工業(yè),知識梳理 思維深化,常見化肥的種類、作用和施用注意事項。,CO(NH2)2,草木灰,知識梳理 思維深化,考點三 化肥工業(yè),1.(2015福州質檢)下列使用化肥、農藥的描述中正確的是( ) A.高溫多雨時比較適合施用鉀肥 B.長期施用硫銨會造成土壤板結 C.石硫合劑必須與硫酸混合后才能施用 D.過磷酸鈣必須經硫酸處理后才能施用,高溫多雨時施用化肥易使肥粒分解損失或隨雨流失,A錯誤;石硫合劑中加硫酸會因石灰、硫酸間發(fā)生化學反應而失去相應的功效,C錯誤;過磷酸鈣用硫酸處理后可能會得到酸性較強的磷酸,這對農作物、土壤有害,D錯誤。,題組設計 思維建模,考點三 化肥工業(yè),解析,答案,B,2.(2015湖州模擬)隨著世界糧食需求量的增加,農業(yè)對化學肥料的需求越來越大。氮肥是需求最大的一種化肥。氮肥的生產和合理施用在農業(yè)生產中起著重大作用。 合成氨及化肥生產流程示意圖如下:,考點三 化肥工業(yè),題組設計 思維建模,,(1)目前,工業(yè)上用鐵觸媒作催化劑,在20~50 MPa、450 ℃左右用氮、氫混合氣體在________中進行合成氨。則沿X方向回去的物質是____________________________。 (2)目前生產尿素是以氨氣與CO2為原料,發(fā)生反應的化學方程式是_______。 尿素適用于各種土壤,在土壤中尿素發(fā)生水解,其水解的化學方程式是______________________________。 (3)沉淀池中發(fā)生反應的化學方程式是_______________________。 (4)上述生產中的副產品氯化銨長期使用會造成土壤酸化,變硬甚至板結。對土壤的酸堿性進行測定與改良是保護________、提高土壤肥力的有效途徑。測定土壤的pH的方法是_____________。,,解析,答案,考點三 化肥工業(yè),題組設計 思維建模,,(2014課標全國卷)磷礦石主要以磷酸鈣[Ca3(PO4)2H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況,其中濕法磷酸是指磷礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產過程中由磷灰石制單質磷的流程。,考點三 化肥工業(yè),題組設計 思維建模,,部分物質的相關性質如下: 回答下列問題: (1)世界上磷礦石最主要的用途是生產含磷肥料,約占磷礦石使用量的________%。 (2)以磷灰石為原料,濕法磷酸過程中Ca5F(PO4)3反應的化學方程式為________________________________。 現(xiàn)有1 t折合含有P2O5約30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸_____t。,考點三 化肥工業(yè),題組設計 思維建模,(3)如圖(b)所示,熱法磷酸生產過程的第一步是將SiO2、過量焦炭與磷灰石混合,高溫反應生成白磷。爐渣的主要成分是__________(填化學式),冷凝塔1的主要沉積物是________,冷凝塔2的主要沉積物是________。 (4)尾氣中主要含有________,還含有少量的PH3、H2S和HF等。將尾氣先通入純堿溶液,可除去________;再通入次氯酸鈉溶液,可除去________。(均填化學式) (5)相比于濕法磷酸,熱法磷酸工藝復雜,能耗高,但優(yōu)點是_________________________________。,,解析,答案,考點三 化肥工業(yè),題組設計 思維建模,(1)69 (2)Ca5F(PO4)3+5H2SO4===3H2PO4+5CaSO4+HF↑ 0.49 (3)CaSiO3 液態(tài)白磷 固態(tài)白磷 (4)SiF4、CO SiF4、HF、H2S PH3 (5)產品純度高(濃度大),- 配套講稿:
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