高三化学复习-化学工业.ppt

化学工业一、氯碱工业一、氯碱工业n原理：原理：n电极方程式：电极方程式：阳极：阳极：2Cl- -2e →Cl2↑ 产物：氯气产物：氯气阴极：阴极：2H+ +2e →H2↑ 产物：氢气、氢氧化钠产物：氢气、氢氧化钠n设备：设备：立式隔膜电解槽立式隔膜电解槽2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+Cl2 ↑例例1：氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取：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：的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空：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）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，溶液的与电源负极相连的电极附近，溶液的pH__________________选填不变、升高或选填不变、升高或降低）2）工业食盐含）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等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为____________3）如果粗盐中）如果粗盐中SO42- 含量较高，必须添加钡试剂除去含量较高，必须添加钡试剂除去SO42- ，该钡试剂可以是，该钡试剂可以是____________。

A．．Ba(OH)2 B．．Ba(NO3)2 C．．BaCl2（（4）为了有效地除去）为了有效地除去Ca2+、、Mg2+、、SO42- ，加入试剂的合理顺序为，加入试剂的合理顺序为________________，， A．先加入．先加入NaOH，后加入，后加入Na2CO3，再加入钡试剂，再加入钡试剂B．先加入．先加入NaOH，后加入钡试剂，再加入，后加入钡试剂，再加入Na2CO3C．先加入钡试剂，后加入．先加入钡试剂，后加入NaOH，再加入，再加入Na2CO3（（5）脱盐工序中利用）脱盐工序中利用NaOH和和NaCl在溶解度上的差异，通过在溶解度上的差异，通过_________________、冷却、、冷却、_______________________（填写操作名称）除去（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）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和和NaOH反应；采反应；采用无隔膜电解冷的食盐水，用无隔膜电解冷的食盐水，Cl2和和NaOH充分接触，产物仅是充分接触，产物仅是NaClO和和H2，相应的化学，相应的化学方程式为方程式为____________________________。

n原理：原理：n条件的选择：条件的选择：（１）温度：（１）温度：500℃℃（２）压强：（２）压强：20~50MPa（３）催化剂：铁触媒（３）催化剂：铁触媒n设备：合成塔设备：合成塔二、合成氨二、合成氨N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) + Q例２：有关合成氨工业说法中正确的是例２：有关合成氨工业说法中正确的是A．从合成塔出来的混合气体，其中．从合成塔出来的混合气体，其中NH3%只占只占15%，所以生产氨的工，所以生产氨的工厂的效率都很低厂的效率都很低B．由于氨易液化，．由于氨易液化，N2、、H2是循环使用的，总体来说氨的产率很高是循环使用的，总体来说氨的产率很高C．合成氨反应温度控制在．合成氨反应温度控制在500℃℃左右，目的是使化学平衡向正反应方左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动向移动D．合成氨采用的压强是．合成氨采用的压强是2×107 Pa～～5×107 Pa，因为该压强下铁触媒的，因为该压强下铁触媒的活性最大活性最大例３：合成氨工业中，原料气（例３：合成氨工业中，原料气（N2、、H2及少量及少量CO、、NH3的混合气）在的混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的进入合成塔前常用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的CO，必须除，必须除去原料气中去原料气中CO的原因是的原因是______________________________。

例例4．在．在NH3、、HNO3、、H2SO4的工业生产中，具有的共的工业生产中，具有的共同点是同点是A．使用吸收塔设备．使用吸收塔设备 B．使用尾气吸收装置．使用尾气吸收装置C．使用．使用H2作原料作原料 D．使用催化剂．使用催化剂例例5．合成氨所用的．合成氨所用的H2可由煤与水反应制得，其中有一可由煤与水反应制得，其中有一步反应为步反应为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)+Q，欲，欲提高提高CO转化率可采用的方法有：转化率可采用的方法有：①①降低温度；降低温度；②②增增加压强；加压强；③③使用催化剂；使用催化剂；④④增大增大CO的浓度；的浓度；⑤⑤增大增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是水蒸气的浓度，其中正确的组合是A．．①②③④⑤①②③④⑤ B．．①⑤①⑤C．．①④⑤①④⑤ D．只有．只有⑤⑤三、硫酸工业（接触法）三、硫酸工业（接触法）n原理：原理：n条件的选择：条件的选择：（１）温度：（１）温度：（２）压强：（２）压强：（３）催化剂：（３）催化剂：n设备：设备：沸腾炉、接触室、吸收塔沸腾炉、接触室、吸收塔催化剂△4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO22SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)SO3 + H2O → H2SO4例例6：在硫酸工业中，通过下列反应使：在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为转化为SO3：：2SO2+O2 2SO3+Q (Q>0)，，已知常压下平衡混合气体中已知常压下平衡混合气体中SO3体积分数为体积分数为91%。

试回试回答：答：（（1）在生产中常用过量的空气是为了）在生产中常用过量的空气是为了____________________________________2）加热到）加热到400℃℃～～500℃℃是由于是由于_____________________________________3）压强采用）压强采用______________，原因是，原因是__________________________________4）常用浓）常用浓H2SO4来吸收来吸收SO3而不用水，因为而不用水，因为____________________________例例7．工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉中导出的炉．工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉中导出的炉气，要经过净化的理由是气，要经过净化的理由是A．为了减少对大气的污染．为了减少对大气的污染B．防止催化剂中毒．防止催化剂中毒C．炉气中含有一些其他有用成分，以便综合利用．炉气中含有一些其他有用成分，以便综合利用D．为了制得更纯的硫酸．为了制得更纯的硫酸例例8．在硫酸工业生产过程中，为了有利于．在硫酸工业生产过程中，为了有利于SO2的转化，的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室，按此密闭体系中气体的流向，则在按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体主处流出的气体主要为要为A．．SO2B．．SO3、、O2C．．SO2、、O2D．．SO2、、SO3四、硝酸工业（氨氧化法）四、硝酸工业（氨氧化法）n原理：原理：n设备：设备：氧化炉、吸收塔氧化炉、吸收塔4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O2NO + O2 → 2NO23NO2 + H2O → 2HNO3 + NO例例9：制取硝酸铵的流程图如下：：制取硝酸铵的流程图如下：请回答下列问题：请回答下列问题：（（1）合成氨的原料通常各来自何处？）合成氨的原料通常各来自何处？（（2）已知）已知N2（（g））+3H2（（g）） 2NH3 （（g）） +Q。

请解释：为有效提高氨的产率，请解释：为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取哪些措施？实际生产中宜采取哪些措施？（（3）写出氨催化氧化的化学方程式铂）写出氨催化氧化的化学方程式铂—铑合金网有何作用？为什么铂铑合金网未铑合金网有何作用？为什么铂铑合金网未预热也会发热？预热也会发热？（（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除它们对大气的污染？写）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除它们对大气的污染？写出反应式出反应式5）举出硝酸铵的两种主要用途举出硝酸铵的两种主要用途6）在一定温度和压强的密闭容器中，将平均式量为的）在一定温度和压强的密闭容器中，将平均式量为的H2和和N2混合，当该反应达到混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均式量为平衡时，测出平衡混合气的平均式量为10，此时，此时N2的转化率为的转化率为_________，平衡，平衡混合气体中混合气体中NH3的体积分数为的体积分数为_____________五、侯氏（联合）制碱法五、侯氏（联合）制碱法n原理：原理：n索氏制碱法（氨碱法）索氏制碱法（氨碱法）n原料：原料：食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料生石灰和二氧化碳）、氨气为原料缺点：缺点：NaCl利用率低，生成了无用的产物利用率低，生成了无用的产物CaCl2CO2 + NH3 + NaCl + H2O → NaHCO3↓ + NH4ClNaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O侯氏（联合）制碱法侯氏（联合）制碱法n原理：原理：n原料：原料：食盐、氨和二氧化碳食盐、氨和二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）缺点：缺点：NaCl利用率高，制取了氮肥氯化铵利用率高，制取了氮肥氯化铵CO2 + NH3 + NaCl + H2O → NaHCO3↓ + NH4ClNaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O例例10：我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示：我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：如下：（（1）上述生产纯碱的方法称为）上述生产纯碱的方法称为___________，副产品的一种用途为，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）沉淀池中发生的化学反应方程式是 3）写出上述流程中）写出上述流程中X物质的分子式物质的分子式 4）使原料氯化钠的利用率从）使原料氯化钠的利用率从70%提高到提高到90%以上，主要是设计了以上，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（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）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）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）） 增大增大NH4＋＋的浓度，使的浓度，使NH4Cl更多地析出更多地析出（（b）） 使使NaHCO3更多地析出更多地析出（（c）） 使使NaHCO3转化为转化为Na2CO3，提高析出的，提高析出的NH4Cl纯度纯度六、工业制盐酸六、工业制盐酸n原理：原理：n设备：设备：合成塔、吸收塔合成塔、吸收塔H2 + Cl2 2HCl七、金属的冶炼七、金属的冶炼n原理：原理：n方法：方法：________、、________、、________n电解铝电解铝n冰晶石(Na3AlF6)的作用：____________八、炼铁八、炼铁n原料：原料：n原理：原理：n主要反应：主要反应：n设备：设备：九、炼钢九、炼钢n原理：原理：n氧化剂：氧化剂：例例11．下列关于炼钢、炼铁的说法中错误的是（　　）．下列关于炼钢、炼铁的说法中错误的是（　　）A．炼铁是铁矿石被还原的过程　　　　　　　．炼铁是铁矿石被还原的过程　　　　　　　B．炼钢的生铁被氧化的过程．炼钢的生铁被氧化的过程C．炼铁高炉中加入石灰石的目的是除去脉石　．炼铁高炉中加入石灰石的目的是除去脉石　D．炼钢转炉中加入的生石灰是造渣剂．炼钢转炉中加入的生石灰是造渣剂十、化工生产的一些原理十、化工生产的一些原理n充分利用原料：使原料尽可能的转化为产品充分利用原料：使原料尽可能的转化为产品（（1）原料循环使用）原料循环使用（（2）用廉价的原料提高其他原料的利用率）用廉价的原料提高其他原料的利用率n充分利用能量，提高能源的利用率充分利用能量，提高能源的利用率热交换器：逆流原理热交换器：逆流原理n环保环保三废的处理三废的处理n绿色化学：工业生产的过程中没有（或极少有）绿色化学：工业生产的过程中没有（或极少有）有毒、有害物质排出，原子利用率尽量达到百有毒、有害物质排出，原子利用率尽量达到百分之百分之百。