2017-2018學年高中化學 第一單元 走進化學工業(yè)課件人教版選修2(共26張PPT）

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1、單 元 歸 納 整 合 專題一 | 以硫酸工業(yè)為例分析廠址選擇和綜合效益1整體思路 由于硫酸是腐蝕性液體，不便貯存和運輸，因此要求把硫酸廠建在靠近硫酸消費中心的地區(qū)。工廠規(guī)模的大小，主要由硫酸用量的多少來決定。硫酸廠選址應避開人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護要求高的地區(qū)。2概括整合 磷肥、曬鹽、脫硫等行業(yè)生產過程中會產生大量的石膏，不僅污染水源，還占用了大量土地，利用它可以生產硫酸。在高溫條件下，用碳作還原劑，將硫酸鈣中的硫還原，再利用其還原產物制硫酸，由于這一過程需要消耗大量的能量，因而一般是聯(lián)產水泥，用石膏代替石灰石，在回轉窯中與焦炭、輔料一起煅燒，CaSO4被還原得到CaO和SO2，CaO與輔

2、料反應制得水泥熟料，SO2隨窯氣排出，經除塵、凈化、干燥、轉化、吸收等過程即可制得硫酸。(1)寫出在回轉窯中得到SO 2的化學方程式_ _，寫出CaO在回轉窯中與SiO2發(fā)生反應的化學方程式_。 【典例1】 (2)下圖是硫酸工業(yè)中用到的設備之一，其名稱是_。在生產過程中，沒有采用加壓措施的原因是_。它有A、B、C、D四個氣體的進出口，已知經除塵、凈化、干燥的氣體主要成分為N2、O2、SO2，填寫下表： 解析根據(jù)題給信息知，在焦炭的作用下，CaSO4被還原得到CaO和SO2，碳是還原劑，硫的化合價降低了，硫酸鈣是氧化劑，由此可得到回轉窯中發(fā)生的化學反應。結合硫酸工業(yè)的相關知識，這一過程實際上相當

3、于硫酸工業(yè)的第一步：造氣。接下來氣體進入接觸室，進行接觸轉化，再進一步被吸收。 (2)接觸室常壓下SO2的轉化率已經很高了，加壓會增加生產成本 (3)80% 專題二 | 純堿的生產 工業(yè)制純堿時，第一步是通過飽和食鹽水、氨和二氧化碳反應，獲得碳酸氫鈉結晶，它的反應原理可以用下面的化學方程式表示：NH 3CO2H 2O=NH 4H CO3NH 4H CO3NaCl(飽和)=NaH CO3NH 4Cl以上反應的總結果是放熱反應。請設計一個實驗，用最簡單的實驗裝置模擬實現(xiàn)這一過程，獲得NaH CO3結晶?？晒┻x擇的實驗用品有6 molL1鹽酸、6 molL1硫酸、濃氨水、氫氧化鈉、石灰石、氯化銨、食

4、鹽、蒸餾水、冰，以及中學化學常用儀器?！镜淅?】 (1)畫出實驗裝置示意圖(包括反應時容器中的物質)，并在圖中玻璃容器旁自左至右分別用A、B、C符號說明。(說明：本題裝置示意圖中的儀器可以用下面的方法表示。 鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、玻璃導管之間的連接膠管等，在示意圖中不必畫出。如需加熱，在加熱的儀器下方用“”表示。)(2)請寫出圖中A、B、C各玻璃容器中盛放物質的化學式或名稱。A_；B._；C._；D._。(3)如何利用本題所提供的實驗用品，判斷所得到的產品是碳酸氫鈉的結晶，而不是碳酸氫銨或食鹽結晶？ 解析（2）分析反應原理，制NaH CO3需濃氨水、飽和NaCl溶液和CO2，由已知反應物首先

5、應制備CO2并凈化。制NaH CO3是利用NaH CO3溶解度不大的原理，但整個反應過程是放熱的，根據(jù)影響固體溶解度的因素應降溫。由于濃氨水揮發(fā)出NH 3，所以應作尾氣處理。 答案(1)示意圖見下圖。(2)CaCO3，并由漏斗加入6 molL1鹽酸蒸餾水冰水(或冷水)飽和氯化鈉的濃氨水溶液30%硫酸(3)取少量產品放在試管中，在酒精燈下加熱至不再有氣體放出時，停止加熱。試管中如有白色剩余物質，則得到的產品不是碳酸氫銨。試管冷卻后，向其中加入適量鹽酸，產生大量氣泡，最后剩余物全部溶解，說明得到的結晶是 碳酸氫鈉。如果加入鹽酸后，晶體全部溶解，但沒有氣泡產生，則得到的結晶是食鹽。 接觸法制硫酸時涉

6、及三個連續(xù)反應，所以在關于工業(yè)制硫酸的計算性題目中往往涉及這幾步連續(xù)反應的計算。而對于連續(xù)多步反應的計算通常使用關系式法，這樣就避免了對中間產物的繁瑣計算，節(jié)約了時間，提高了計算結果的準確性。關系式法解題需要找準關系式，找關系式的一般方法是根據(jù)涉及的多步反應的化學方程式，依照原子質量守恒或電子轉移數(shù)目守恒的原則找出連續(xù)多步反應中原子的轉化關系，如在用硫鐵礦制硫酸時，根據(jù)轉化過程中硫原子守恒的原則可以找到這樣的關系式：專題三 | 硫酸工業(yè)中連續(xù)多步反應的計算 FeS22SO22SO32H 2SO4；或SSO2SO3H 2SO4在硫酸工業(yè)制硫酸的有關計算中通常就利用以上兩關系式解題。另外，在有關計

7、算中往往還涉及物質的轉化率和損失率的問題，這在連續(xù)多步反應的有關計算中也是一個難點問題。對于這一類的問題，需要我們掌握這樣幾個原則：(1)一種化合物中，一種元素的轉化率等于該化合物的轉化率， 例如在FeS 2向SO2轉化的過程中，若硫元素的轉化率為99%，則FeS2的轉化率也為99%。 (2)在同一個化學反應或多個相關聯(lián)的化學反應中，具有個別元素質量守恒關系的反應物和生成物，反應物的轉化率等于生成物的產率，例如在FeS2向SO2轉化的過程中，F(xiàn)eS2的轉化率必等于SO2的產率，在FeS2向H 2SO4轉化的過程中，F(xiàn)eS2的轉化率等于H 2SO4的產率。 黃鐵礦主要成分是FeS2。某硫酸廠在進

8、行黃鐵礦成分測定時，取0.100 0 g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應后，用濃度為0.020 00 molL1的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7標準溶液25.00 mL。已知：SO22Fe32H 2O=SO422Fe24HCr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H 2O(1)樣品中FeS 2的質量分數(shù)是(假設雜質不參加反應) _。(2)若灼燒6 g FeS2產生的SO2全部轉化為SO3氣體時放出9.83 kJ熱量，產生的SO3與水全部化合生成H 2SO4，放出13.03 kJ熱量，寫出SO3氣體轉化為H 2SO4的熱化學方程式：_。 【典例3】 (3)煅燒10 t上述黃鐵礦，理論上產生SO2的體積(標準狀況)為_L，制得98%的硫酸質量為_t，SO2全部轉化為H 2SO4時放出的熱量是_kJ。