高考化学 考前三个月 专题复习6 化学与技术（含解析）

化学与技术

最新考纲展示1.化学与资源的开发、利用：（1）了解煤、石油和天然气等综合利用的意义；

（2）了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类；（3）了解海水的淙合利用，了解化学发

展对自然资源利用的作用；（4）了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。2.化学与材料的

制造、应用：（1）了解社会发展和科技进步对材料的要求，了解化学对材料科学发展的促进作

用；（2）了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，

了解有关的生产原理；（3）了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理：（4）了解我国现代

材料研究和材料工业的发展情况，了解新材料的发展方向。3.化学与工农业生产：（1）了解化

学在水处理中的应用；（2）了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化

剂的研制对促进化学工业发展的重大意义；（3）了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社

会发展中的作用：（4）了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。

基础回扣

1.常见的化工生产原理

（1）硫酸工业中采取的加快反应速率的措施有：,用

氨水法吸收尾气涉及的反应有、

（2）合成氨工业的原理是,用焦炭与水可制取原料气发生的反应

为O

⑶侯德榜制碱法制取纯碱发生的反应为,

答案(1)①升高温度；②使用催化剂；③粉碎原料，增大与空气的接触面积

SO2+2NH3+H2O=(NH)2SO3

(NHJ2s6+H2so,=(NH4)2SOI+S02t+H20

(2)总+3比高微滤压2NHs

C+H2O(g)^^CO+H2

(3)NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHC031

2NaHCO3^=Na2cO3+CO21+H20

2.材料的制造和应用

(1)传统的硅酸盐材料包括、________和________,硅、光导纤维属于材

料。

(2)金属的冶炼方法与金属的_______有关，铝的冶炼方法为__________,原料为_________,

辅料为__________O

(3)玻璃钢、陶瓷塑料属于材料。

答案(1)水泥玻璃陶瓷新型无机非金属

(2)活动性电解法氧化铝冰晶石

(3)复合

3.资源的开发利用

⑴含有较多离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为

一。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是

—等，水的净化与软化的区别是o

(2)从海水中得到NaCl采用,把BL转化为Bn的反应为,

把Mg?+转化为Mg(0H)2加入的物质是。

(3)石油炼制中的物理方法是,石油裂化的目的是,裂解的目

的是；煤的加工方法有,属于变化。

答案(1)钙、镁

2+

Ca+2HC0r^=CaC031+C02t+H20

2+

Mg4-2HC0；=^=MgC031+C02t+H20

明碘、硫酸铝，硫酸铁，硫酸亚铁

水的净化是用混凝剂将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离

子

(2)蒸发法(或盐田法)

-

Cl2+2Br=Br2+2Cr石灰乳

(3)分镭提高轻质燃料油尤其是汽油的产量获得有机化工基本原料干镭、气化和液化

化学

4.正误判断，正确的打“J”，错误的打“X”

(D加入明矶、硫酸铁等物质能净亿水质，可使海水变为淡水(X)

(2)阳离子交换膜法电解饱和食盐水往阴极室加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性(J)

(3)接触法制H2sol时应采用高压条件提高S02的转化率(X)

(4)工业合成氨时可通过大幅度提高原料气中氮气的比例来提高氢气转化率(X)

(5)复合材料是由基体和增强体两部分组成的，合金是复合材料的一种(X)

(6)炼铁与炼钢都利用了氧化还原反应的原理，炼铁时含铁物质发生氧化反应，炼钢时杂质物

质发生还原反应(X)

(7)钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时要尽可能完全

除去生铁中的碳(X)

(8)线型结构的高分子，可带支链，也可不带支链(J)

(9)通过石油蒸储可获得纯净物汽油(X)

(10)生产、生活中努力实现资源的循环利用，符合节能降耗的宗旨(J)

(11)合成氨的“造气”阶段会产生废气(J)

(12)电解制铝的过程中，作为阳极材料的烟煤不会消耗(X)题型1化工生产流程的综合分析

、真题回顾

1.(2014・新课标全国卷I,36)磷矿石主要以磷酸钙［Ci(P0J2•-0］和磷灰石［Ca5F(P0］)3、

CaKOHMPO，］等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况。其中湿法磷酸是指磷

矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。

平也磷肥

^^终湿法磷酸

|~20%.

磷酸

磷矿石上净化

I-4%~80%

-15%磷酸

单质磷-Up%]

磷矿粉肥热法

其他磷化合物

图(a)

部分物质的相关性质如下:

熔点/C沸点/℃备注

白磷44280.5

-133.8-87.8难溶于水，有还原性

PH3

SiR-90-86易水解

回答下列问题：

(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的_______%。

⑵以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca5F(P0.)3反应的化学方程式为

现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸________to

(3)如图(b)所示，热法磷酸生产过程的第一步是将Si02、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应

生成白磷。炉渣的主要成分是(填化学式)。冷凝塔1的主要沉积

物是,冷凝塔2的主要沉积物是。

(4)尾气中主要含有,还含有少量的PL、H2s和HF等。将尾气先通入

纯碱溶液，可除去;再通入次氯酸钠溶液，可除去。

(均填化学式)

(5)相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是

答案⑴69(2)CaF(P0。3+5H2S0.=5CaS0.+HFt+3H3Pol0.49(3)CaSi03液态白磷

固态白磷(4)C0、SiF,SiFs、H2S、HFPH3(5)产品纯度高

解析(1)4%+96%X85%X80%=69机

⑵Ca5F(P(h)：.+5H2so〃=5CaS(h+HFt+3HRh,依据P元素守恒:生成磷酸的量为1X30%+142

X2X98+85—0.49t„

(3)炉渣主要成分是CaSiOa,冷凝塔1的主要沉积物是液态白磷，冷凝塔2的主要沉积物是固

态白磷。

(4)尾气主要含有CO、SiF4,还含有少量PH3、H2s和HF等。通过碱液可以除去SiR、HF、H2S,

再通入NaClO溶液可以除去PH」。

(5)热法磷酸工艺的优点是产品纯度高。

、得分技巧

1.常见的工业生产流程的主线和核心

原料循环利用

规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。

核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利

用等。

2.解题思路

明确整个流程及每一部分的目的一仔细分析每步发生的反应及得到的产物一综合基础理论与

实际问题思考f注意答题模式与要点。

3.化工生产中的简单计算

(1)元素守恒法：根据某种关键元素的质量守恒，找出关系式，可简化计算过程，方便快捷。

(2)常见量的计算公式：

纯矿物的质量

①矿物的纯度=微微fxi。%

—消耗原料的质量」00%

②原料利用率

原料的总质量

③原料转化率=原料利用率=1一原料损失率；

④产率奇嚣屠义100%；

⑤多步反应的总转化率=各步反应转化率的乘积。

4.化工生产中的绿色化学

中学化学中涉及的化工生产知识渗透绿色化学的观点，具体体现在以下几个方面：

(1)节省资源，提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联

合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省能源的基本原理。

(2)尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如：氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、

炼钢、炼铁等均要有尾气处理或吸收装置。

(3)设计新的化学反应条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。例如

无氟电镀，由乙烘制乙醛，工业生产中使用非汞催化剂。

、对点模拟

1.硫酸是无机“三大强酸”之一，其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志。工

业制硫酸的工艺流程如下图：

画丹」篝—黑反斗豉龄［更卦画§

*

据图回答下列问题:

(D写出用黄铁矿(主要含FeS。造气的化学反应方程式。

(2)写出A、B物质的名称：A,Bo

(3)催化氧化之前对SO2和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是,选用B进入吸

收塔吸收S03的优点是o

(4)S02的催化氧化是一个可逆反应，采取适宜的反应条件有利于生产的进行。实际生产中，下

列哪些生产条件或措施考虑到了平衡移动原理(填字母)。

A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎

B.使用VQ作催化剂

C.催化反应室中温度选择400〜5Q0℃

D.净化后的炉气中要有过量的空气

E.催化氧化在常压下进行

F.将尾气中的SO2循环利用

(5)某硫酸工厂每天消耗黄铁矿石(含FeSz质量分数60%)20吨，生产中三阶段的转化率依次为

98%,95%、98%,则该工厂一天能生产B的质量为吨。

答案(l)4FeS2+110^^2Fe203+8S02

(2)发烟硫酸98%的浓硫酸(3)除去混合气体中的有害杂质，防止催化剂中毒及防止形成酸

雾腐蚀管道及设备避免形成酸雾并提高吸收率(4)CD(5)18.25

解析(1)煨烧硫铁矿生成氧化铁和二氧化硫。(2)吸收塔中得到的是发烟硫酸(A)；工业上用

98%的浓硫酸(B)吸收S03。(3)混合气体如果不进行净化就进入催化反应室，会使催化剂中毒；

用水吸收三氧化硫会形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收，所以工业上用98%的浓硫酸吸收。(4)

矿石加入沸腾炉之前先粉碎、使用V2O5作催化剂都是为了加快反应速率，与平衡移动无关，A、

B错误；催化反应室中温度选择400〜500C而不能过高，是因为合成三氧化硫的反应是放热

反应，温度过高不利于二氧化硫的转化，C正确；净化后的炉气中空气过量有利于平衡：2s02

+O2催方剂2sOs正向移动，提高二氧化硫的转化率，I)正确；催化氧化在常压下进行，是因

为在常压下二氧化硫的转化率已经相当高，如果增大压强会加大生产成本，与平衡移动无关,

E错误；将尾气中的S6循环利用是为了节省原料，F错误。(5)根据S元素守恒，得：FeSz〜

2H2S0O设可制得98%的硫酸A■吨，则有：

FeS2〜2H2S0I

1202X98

20X60%X98%X95%X98%xX98%

则可得*=18.25o

2.某工厂用软钵矿(含MnO?约70%及ALO。和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO?和Zn(干

电池原料)。

稀硫酸、闪锌,粉、软铭矿粉

------»|加热、W取(葡一过滤，I可收S

小___________1

MnCOi、Zn2(OH)2COj-

由|加热(n升一过滤、灼烧，回收FC2O„AI2O4

Na2CO3

B(m)p---------------------------------------------------

--------1电解(N)|~►Wl收MnO?、Zn

|Na2sO,

己知：①A是MnSO,、ZnSOi.Fe2(S04)3^Ab(SO。3的混合液。

②IV中电解方程式为MnSOi+ZnSOi+2H20^^Mn02+Zn+2H2S0.o

(DA中属于还原产物的是o

(2)加入MnCOa、Zn2(0H)£0a的作用是。II需要加热的原因是。C的化学式是

(3)该生产中除得到Mn()2和Zn以外，还可得到的副产品是。

(4)如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是o

⑸要从Na2soi溶液中得到芒硝(N&SO,・10也0),需进行的操作有蒸发浓缩、、过漉、

洗涤、干燥等。

(6)从生产MnOz和Zn的角度计算，软钵矿和闪锌矿的质量比大约是。

答案(DMnSO.(2)增大溶液的pH,使Fe"和A-+生成沉淀使形成的氢氧化铝和氢氧化铁

胶体也生成沉淀H2SO,(3)FeA>ALO-S(4)纯碱、H2sol(5)降温(冷却)结晶

(6)1.03(或1)

解析(DMnO?中Mn元素化合价为+4价，MnSOi中化合价+2价，化合价降低，所以MnSOi为

还原产物。

⑵加入MnCO3>Zn2(0H)2C03,可与H+反应，降低酎浓度，促进A/、Fe计的水解,生成Fe(0H)3>

A1(OH)3沉淀,加热可促进Fe"、A严的水解。

⑶电解得到所加、Zno在I中回收S,在n中回收Fe2(kAI2O3。

(4)在该生产过程中，H2S0,>Na2cO3均需购买。

(5)因含有结晶水，所以应采取降温(冷却)结晶的方法。

100

一87X而

(6)根据Mn、Zn兀素计算----而=1.03。

97X^

3.辉铜矿主要成分为CwS,此外还含有少量SiOi、Fe2(h等杂质，软锌矿主要含有MnO〃另外

含少量Sid、Fe2()3等杂质。研究人员综合利用这两种资源，开发出同槽酸浸湿法冶炼工艺,

制备硫酸铳和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下:

4.8mol-L-1调节NH,HCOj和a1

氨水的混合物氨了

硫酸pll=4

辉铜矿1(―kn加热

-T一出液1滤液上一Cu(OHhCO

软钵矿一浸赶氨一25

滤液

S.SiO2沉淀物

叵瓯-MnSO,HO品体

已知：①MnQ有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫

②[Cu(NH3]SO,常温稳定，在热水溶液中会分解生成N%

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)：

Fe3+：1.5~3.2Mn2+：8.3〜9.8Cu2+：4.4〜6.4

(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_______(任写一点)。

⑵酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSOi、MnSOi等。写出该反应的化学方程式:

(3)调节浸出液pH=4的作用是。

(4)该工艺流程中可循环使用的物质是(写化学式)o

(5)获得的MnSO.•晶体常用酒精洗涤，主要目的是o

(6)用标准的BaCL溶液测定样品中MnSOi-H20的质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过

程中产生的误差可忽略)，其可能的原因有(任写一种)。

答案(1)粉碎矿石、适当升高温度或搅拌(任写一种，其他合理答案也可)

(2)Cu2s+2Mn02+4H2S0,=2CuS0』+2MnS()4+S\+4HQ

(3)使Fe计沉淀完全

(4)NH3

(5)减少MnSO；•H2O晶体的损失

（6）样品中混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水

解析（1）酸浸时，提高浸取率有多种方法，如将矿石粉碎、适当升高温度、搅拌等。（2）酸

浸时，得到的浸出液中主要含有as。,、MnSO„结合图示中出现的“S”即可写出化学方程式。

（3）Fe3+完全沉淀时pH为3.2,调节浸出液pH=4,可使Fek沉淀完全。（4）从图示可知，该工

艺流程中可循环使用的物质是NH”（5）MnS0「H20晶体不溶于酒精，用酒精洗涤时可减少其溶

解损失。（6）当样品中混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水时，用标准的BaCL溶液测定样

品中MnSOi♦H20的质量分数，样品纯度大于100机

题型2化学与资源的开发利用

、真题回顾

1.（2014•新课标全国卷0,36）将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要

途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其

他产品。回答下列问题：

（1）下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是（填序号）。

①用混凝法获取淡水②提高部分产品的质量

③优化提取产品的品种④改进钾、澳、镁等的提取工艺

（2）采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2,并用纯碱吸收，碱吸收溟的主要反应是Bn+Na2cOB

+H20—►NaBr+NaBr03+NaHC03,吸收1molBn时，转移的电子数为moU

（3）海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水T脱硫I澄清I~。产林i

澄清液

函・—石灰乳

I工

产品2T干燥卜~I过滤卜~^^

浓海水的主要成分如下：

离子Na+Mg2+crSO?"

浓度/（g・「

63.728.8144.646.4

1）

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为,产品2的化学式

为,1L浓海水最多可得到产品2的质量为go

（4）采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为

:电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的

化学方程式O

答案(1)②©④(2)?

2+

(3)Ca+S0r=CaS0tIMg(0H)269.6

(4)MgC12^^Mg+Cl21

Mg+2H2()S^Mg(OH)2+H2t

解析(1)将海水经过处理得到淡水和浓海水，这是综合利用海水的重要途径之一，从而可以

提高部分产品的质量，优化提取产品的品种，改进钾、漠、镁等的提取工艺。

(2)根据反应原理，将方程式配平：3Br2+6Na2C03+3H，0=5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3,,每3mol

Bn被吸收时转移5mol电子，则吸收1molBn转移？mol电子。

(3)工艺流程中，脱硫加入的是得到产品2过程中过滤时的滤液，而此滤液中所含的能够脱硫

的离子来源于合成步骤中的石灰乳，故脱硫阶段的主要离子方程式为Ca2++S(T=CaS0N；

而产品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得来的，即Mg2++Ca(OH)271g(0H)2+Ca2+,故产品

OOOg

2为Mg(0H)2；1L浓海水中+为28.8g,故可得到产品2即Mg(01小的质量为可不言X

58g,mol~,=69.6go

(4)电解熔融MgCh会得到Mg和CL,故化学方程式为MgCl2=Mg+Chto因为Mg会与ILO

发生反应生成Mg(0H)2和1L故水存在会造成产品Mg的消耗，有关反应的化学方程式为Mg+

2H20^^Mg(0H)2+H2fo

2.(2014•山东理综，32)工业上用重铭酸钠(NaEnO?)结晶后的母液(含少量杂质Fe")生产重

格酸钾(/Cr2()7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：

(

o

x

g

0

080-

一060-

/40-

20-

赵

茨

粒

IIIIIIIa

020406080100

温度/t

(1)由NazCcO?生产LCnO；的化学方程式为.通

过冷却结晶析出大量LCnO?的原因是______________________________________

(2)向NazCnO?母液中加碱液调pH的目的是

(3)固体A主要为(填化学式)。固体B主要为(填化学式)。

(4)用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液______(填“I”“11”或“III")中，既能提

高产率又可使能耗最低。

答案(DNa2Cr207+2KCl=K2Cr207+2NaCl低温下LCnCh溶解度远小于其他组分，随温度的

降低，IGCnO?溶解度明显减小(答案合理即可)

⑵除去Fe"

(3)NaClK2Cr207

(4)II

解析(D(2)Na£r2()7结晶后的母液中含有Fe",加碱液调节pH=4,目的就是要以Fe(OH).

的形式除去Fe",则过滤后得到纯的NazCcO^母液I)；加入KC1并加热至沸腾，冷却结晶得

到K2Cr2O7,反应方程式为Na2Cr2()7+2KCl=K2Cr207+2NaCl；通过冷却结晶析出大量LCrB的

原因是低温下Lee。?溶解度远小于其他组分，随着温度的降低，KEnQi溶解度明显减小。

(3)母液H中含有LCnO?和NaCl,蒸发浓缩得到的固体A是NaCl,因为高温下LCrB的溶解

度大；母液III中的主要成分是K2CHO7,冷却结晶得到的固体B是K£r207。

(4)固体A表面附着K2cm07,应将洗涤液转移到母液II中，这样,既能提高产率(回收了K2Cr2O7),

又可使能耗降低。

、方法归纳

化学与资源开发利用的答题注意事项

(1)正确区分以下“三组概念”

①分储和干馆的本质区别

分储是对石油固有的成分的分离，是物理变化：干储是对煤隔绝空气加强热分解得到新产物,

是化学变化。

②煤和木炭、焦炭组成成分不同

煤是以碳元素为主的复杂有机物和无机物组成的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质。

③天然气和焦炉气不同

a.天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其含有CH」、C2H6、

G&等小分子烷烧，主要成分是CH.,它既是一种重要的能源，又是一种重要的工业资源。

b.焦炉气是煤干储所得产物之一，其主要成分是上、CH,、CO、C孙等，它也是重要的气体燃

料和化工原料。

（2）掌握海水利用的方法

电解

NaCl(氯碱工业：2NaCl+2H

2NaOH+H2t+Cl2t)

海水

KC1

晒盐

■L3过滤,八、+HCI

+石灰乳一＞

溶提卜Mg(OH)2----------

之”Mg（海水提镁）

MgCl2

苦空气§。2

->+Cl—>BrMl澳蒸气一►

卤22吹出

HBrfW淡产品（海水提澳）

—►+AgNO3溶液--->Agl悬浊液

+Fe+C"

-->­：~（海水提碘）

搅拌萃取2"」火皿

、对点模拟

（一）海水资源的综合利用

1.海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来，既能解决淡水资源缺

乏的问题，又能充分利用海洋资源。

（D天然海水的pH约为8,原因是海水中的水解。

（2）就目前技术而言，结合能源节约等问题，下列适用于“海水淡化”的技术是（填

字母）。

A.蒸福法B.电渗析法

C.冷结法D.离子交换法

E.反渗透法

（3）海水晒盐利用的原理是；分离出食盐晶体后的母液中含有,

经过分离、提纯后，可用于O

(4)海水提镁过程中，与石灰窑和盐酸厂有着紧密的联系，试说明海水提镁与盐酸厂之间的必

然联系O

(5)利用氯碱工业产生的氢气和氯气可以将粗硅制成高纯硅，写出发生反应的化学方程式：

答案(l)C(T、HCO；(2)CDE

(3)蒸发结晶KChMgCh工业上冶炼金属钾和镁

(4)盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸；电解氯化镁制镁的过程中得到氯气，为盐酸厂提供原料

(5)Si+2CL^S：SiCl.iSiCl.,+2H：^^Si+4HCl

解析(1)天然海水中COtsHCO；发生水解反应使海水呈碱性。(2)蒸懦法、电渗析法消耗能

量，不适用于海水淡化。(3)海水晒盐的原理是蒸发结晶，分离食盐晶体后的母液中含有KC1、

MgCl2o(4)盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸；电解氯化镁制镁的过程中得到氯气，为盐酸厂提

供原料。(5)由粗硅制取纯硅的反应为Si+2cL直遢SiCl」、SiCl,+2H2=Si+4HCl0

2.海水中蕴藏的元素高达80多种，是人类财富的重要集散地。如图是从海水中提取溟、镁

的工艺流程图：

请回答下列问题：

(1)写出海水淡化的一种方法：O

(2)地球上99%以上的溟元素存在于海洋中，资料显示海水中溟的含量均为66mg-L-1o上图

中制备澳涉及步骤I、II、IIL分别写出步骤I和步骤III中反应的离子方程式：

(3)制备镁的工艺中，从卤水到MgCk(aq)经历了\馆2+—\依(0切2—\1/+的过程，生成MgSH”

的过程看似多余，其实该过程的作用是;步骤皿实际上电解的物质是

_(要求注明物质状态)，阳极反应式为o

答案(1)离子交换法(答案合理即可)

-

(2)2Br+C12=2Cr+Br25Br-+BrO；+6H+=3Be+3H2

(3)富集Mg”熔融MgCh2Cr-2e-=Cl21

解析(1)海水淡化最古老的方法是蒸镭法，新的方法有电渗析法、离子交换法等。(2)步骤

I是卤水中的Br被CL氧化，生成单质溟；步骤II是单质溟在碳酸钠溶液中发生氧化还原反

应，生成Br一和BrO；；步骤HI是Br一与BrG在酸性条件下发生氧化还原反应生成Be。(3)海

水中、依+浓度极稀，而且杂质离子较多，故采用加入廉价的熟石灰的方法，使其富集，然后

酸化即得到较高浓度的MgCL溶液；步骤VII实际上电解的是熔融的MgCk,阴极得到Mg,阳极

得到氯气。

(二)化石燃料的综合利用

3.煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。

(D煤是工业上获得烧的重要来源。

(2)煤的干储得到的气态产品为,其主要成分为o

(3)煤的氢化可以将煤转化为燃油，氢化的本质是o

(4)烟气净化技术土要是指对煤燃烧的废气进行、和处理，从而减少

、和的排放。

答案(1)芳香

(2)焦炉气CH.、乩、C2HKCO(或CH,、H2)

(3)增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值

(4)除尘脱硫去氮烟尘二氧化硫氮氧化物

解析(D煤的干储可以得到苯、甲苯等芳香烧。(2)煤的干储产品中固体为焦炭，液体为煤

焦油，气体为焦炉气，焦炉气的主要成分为Oh、H?、CzH,、COo(3)煤的氢化的本质是增加煤

中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值。(4)烟气净化技术主要是指对煤燃烧的废气

进行除尘、脱硫和去氮处理，从而减少烟尘，二氧化硫和氮氧化物的排放。

4.煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。

(1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是。

(2)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的流程示意图：

①废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为、;

②在煤中直接添加一种物质，可有效减少煤燃烧产生的S&,该物质是（写出一种

即可）；

③石膏在工业生产中的用途是（写出一种用途即可）。

⑶煤经过（填加工方法）可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭。煤焦油经过

（填加工方法）可得到芳香族化合物。煤也可以用氢化法转化成燃油，氢化法的

本质是O

答案（1）酸雨、粉尘污染（答出一项即可）（2）①Sd+CaOh.CaSOs+CQ2CaS03+

O2=2CaSOt②CaC03、CaO或Ca（CH）2（填一种即可）

③作医用材料、建筑材料等（填一种即可）

（3）干饱分储增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值

解析（1）煤燃烧产生大量的烟尘和S02,其中烟尘会造成粉尘污染，SO?会形成酸雨。（2）①脱

硫过程中主要发生两个反应：SO2转化为CaSO3,CaSO：,转化为CaSO”亿学方程式分别为SO2+

CaC（h通遢CaSOj+Cd、2CaS03+02=2CaS0l；②向煤中加入CaC（h、CaO或Ca（OH）2,可吸收煤

燃烧产生的SO2,使其最终转化为CaSOi；③石膏广泛应用于医疗、建筑等行业。（3）煤经干锵

可得到焦炭、煤焦油和焦炉气，煤焦油经分储后可得苯、二甲苯等芳香族化合物。

（三）工业“三废”的综合利用

5.（2013•山东理综，31）废旧硬质合金刀具中含碳化鸨（WC）、金属钻（Co）及少量杂质铁，利

用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：

废旧刀具H2OJ例出）2c2（）4溶液

［电『液|NHj

电解I应H过滤1骷）T焙烧

\T丁工

WC（R）洗溢滤饼卜—H2O溶液I%—黑

I

洗涤液（回收）Co粉

（D电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，HC1溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为

（2）净化步骤所得滤饼的主要成分是o回收的洗涤液代替水配制电解液，目的

是回收利用其中的-

（3）溶液I的主要成分是。洗涤C0C2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧

时会造成环境污染，原因是。

(4)将CO203还原成Co粉的化学反应方程式为。

+-

答案(l)2H+2e=H2t(2)FC(0H)3面+(或CO)⑶NH©焙烧时NH£1分解产生NL

和HC1(4)Co203+3H2^=2Co+3H20

+

解析(1)电解时，阴极：2H+2e-=H21,

阳极：Fe—2ei=Fe"(很少)、Co—2e-=Co2+,当Co、Fe被充分电解后,剩余的为WC。

2++s+

(2)由于2Fe+2H4-H202=2Fe4-2H20,通入NH3,控制pH值,使Fe计生成Fe(0H"沉淀，

所以滤饼为FeSH”。由于Fe(OH),表面会附着Co”，所以通过回收洗涤液，可以回收利用Co?

(3)根据后续流程中的CoC204,力口入(NHMCzOi后，发生的反应为CoCk+(NH，2c20,=2NH£l+

C0C2O4I，所以溶液【的主要成分为NH4cL过滤得到的C0C2O4中会含有NH£1,加热焙烧时NH£1

分解，生成加3、HC1逸出，所以对产品纯度不会造成影响，但NH3、HC1会污染环境。

(4)比还原C02O3的方程式:CO2034-3H2=^=2CO4-3H20.

6.最近，我国利用生产磷钺排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具

体生产流程如图所示：

热交换器

、一—so

S0催化氧化2

硫酸固体I一系列匈卜水泥

磷灰石T粉碎汴集H萃良梢附词NH3

出104书画T操作bH操作a

磷钱

请回答下列问题:

⑴操作a的名称是,实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有

;在实验室中操作b的名称是.

(2)在装置a中还生成两种酸式盐，它们的化学式分别是。

(3)依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是(结晶水部分不

写)。

(4)“热交换器”是利用“废热”预热,除此之外还可利用硫酸工业的“废

热”。

(5)S0B在(填设备名称)中用吸收转化为发烟硫酸。

答案(1)过滤铁架台(含铁圈)、滤纸蒸发浓缩、冷却结晶

⑵NH耐2Po八(NH,)2HPO1

(3)CaS0,(4)参与反应的SO2和02发电(其他合理答案均可)

(5)吸收塔98席的浓硫酸

题型3化学与材料的制造和优化

、真题回顾

1.(2014•海南，20—II)锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼

锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如

图所示：

含尘净化

冷气「备取.废电积液।

皆知班卜焙砂饵可一滤液福解沉积卜锌

将中洛一回收池酒一同收

次出渣利用滤渣利►用

回答下列问题：

⑴硫化锌精矿的焙•烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为

(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的操作。

(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为__________,其作用是o

(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金情性电极，阳极逸出的气体是

(5)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧

过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为

(6)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭

铝”的记载：“炉甘石I斤，装载入泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发

火煨红，……，冷淀，毁罐取出，……，即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式

为o(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，

倭铅是指金属锌)

+2+

答案(DZnO(2)浸出(3)锌粉置换出Fe等(4)0?(5)2ZnS+4H+02=2Zn+2S+

2H2O

(6)ZnCOs+2C^^Zn+3C0t

解析(D硫化锌精矿的主要成分为ZnS,在沸腾炉中与氧气发生反应的化学方程式为2ZnS+

30.^2200+250.,故产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO。(2)从流程图可以看出，“浸出”

环节需要加入酸，所以焙烧过程中产生的含尘烟气制取的酸，可用于后续的浸出操作。（3）为

了保证“浸出”环节焙砂能够全部溶解，所以加入的酸是过量的，此时杂质Fe"也存在于“浸

出液”中，所以加入锌粉的目的就培置换出Fe。（4）根据题目中的信息“阴极采用铝板，阳极

采用Pb—Ag等合金惰性电极”，则阳极为惰性电极，此时阳极参加反应的微粒是0『，电极反

应式40K—4e—=2H20+0U,故阳极逸出的气体是O2。（5）根据信息“氧压酸浸”，可知参加

反应的物质是ZnS、O2和酸提供的生成物“有工业价值的非金属单质”即为S,所以离子

+2+

方程式为2ZnS+4H+02=2Zn+2S4-2H20o（6）该炼锌工艺参加反应的物质是煤炭饼和炉甘

石（碳酸锌），得到的物质是倭铅（金属锌）和CO：ZnCO3+2C=Zn+3COto

2.（2013•海南，20—II）硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生

活中有广泛应用。回答下列问题：

（1）1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金

属”可能是________o

（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有________o

（3）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路

线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

HClH2

石英砂-----粗硅-------SiHCb----高纯硅

焦炭

电孤炉流化床反应器还原炉

发生的主要反应

1

电弧炉S10.+2C600-1800rs.+2C0t

流化床反应器Si+3HC125O_3OO_CS，HC1

1

还原炉siHCi3+H2LQgzJ_2Q0.：Csi+3HC]

①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为

；碳化硅又称,其晶体结构与相似。

②在流化床反应的产物中，SiHCh大约占85%,还有SiCL、SiH2cb、SiH3cl等,有关物质的

沸点数据如下表，提纯SiHCh的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。

物质SiSiCl.,SiHCl3SiH2Cl2SiH3clHClSiH,

沸点/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9

③SiHCk极易水解，其完全水解的产物为

（4）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是o

答案（1）含有硅、碳的铁合金（或硅铁）

（2）石英砂、纯碱和石灰石

⑶①SiO2+3C直暹SiC+2C0t金刚砂金刚石（或单晶硅）②精储（或蒸㈱③H&O,（或

HzSiCh）、比、HC1

⑷限HC1

解析（3）比较SiHCh、SiC"、SiH2ck、SiH3cl的沸点，可得常温下SiHCk、SiCL为液体、

SiH2c12、SiH3cl为气体，沉降除去产物中的固体后，冷凝得到SiHCh、SiCL的混合液体,用

蒸储法可分离二者。

、规律方法

1.炼铁、炼铝比较

炼铁炼铝

电解熔融的氧化铝

在高温下用还原剂将铁从其

2--

原理阳极：60-12e=3021

氧化物中还原出来

阴极：4Al3++12e-=4Al

原料铁矿石、焦炭、石灰石和空气冰晶石（NasAlFe）、氧化铝

设备炼铁高炉电解槽

〜。7n℃

主要化2Al通电FA1R4A1+302

Fe2（）3+3C0^吧2Fe+3c6

学反应

f

2.无机非金属材料

(陶瓷：以黏土为原料

(原料:石灰石、黏土

水泥］主要成分:硅酸三钙、硅酸二钙、

传统

I铝酸三钙、铁铝酸钙

(硅酸盐，

材料(成分:。2引。3、CaSiO355

原料:石英砂、石灰石、纯碱

高温

I玻璃.主要反应:Na2cO3+SiO2

无机Na2SiO3+CO2t

非金用混

CaCO+SiD