第一单元 氨的合成
考查点一 合成氨条件的选择
1．合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是
( )。
①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤及时从平衡混合气中分离出NH3 ⑥补充N2或H2 ⑦加催化剂 ⑧减小N2或H2的量
A．③④⑤⑦ B．②④⑥
C．仅②⑥ D．②③⑥⑦
解析 合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的特点为：正反应放热且气体分子数减小。要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，应选C。
答案 C
2．合成氨的反应采用400～500 ℃温度的原因是 ( )。
A．温度太低反应速率太小
B．该温度时催化剂活性较高
C．该温度时反应速率最大
D．该温度时N2的转化率最高
解析 在400～500 ℃时催化剂的活性较高。
答案 B
3．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，下列说法中正确的是 ( )。
A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，H2的浓度比原平衡也大
B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应的速率，又提高了NH3的产率
C．达到平衡后，缩小容器的体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率
D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，逆反应速率减小
解析 达到平衡后，加入N2平衡向正反应方向移动，NH3的浓度增大了，而H2的浓度会减小；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，不利于NH3的生成；达到平衡后，缩小体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有利于提高H2的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。
答案 C
4．在合成氨的过程中，加入催化剂的作用是 ( )。
A．能加快反应速率，促进平衡向合成氨方向移动
B．能提高氮气、氢气的转化率，使原料得到充分利用
C．能提高氨的平衡浓度
D．加快正逆反应速率，缩短达到平衡所需时间
解析 催化剂只能改变化学反应速率，而且对正、逆反应速率是同等程度的影响，所以它不能改变平衡，只能缩短可逆反应达到平衡的时间。
答案 D
考查点二 合成氨工艺
5．在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是 ( )。
A．使用吸收塔设备 B．使用加压条件
C．使用氢气做原料 D．使用催化剂
解析 A项：NH3的生产没有吸收塔，只有合成塔；B项：H2SO4合成用的是常压；C项：硫酸工业不需H2作原料。
答案 D
6．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置：氮气________、氢气________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有________、________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是：
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：________________，锥形瓶中还可观察到的现象是：
_______________________________________________________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、________、________等离子。
解析 本题是考查氨的合成和氨催化氧化的实验题。制取氮气用氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液加热反应生成，故选a装置，制取氢气用锌与稀硫酸反应不用加热，选b装置。甲装置的作用是混合氮气和氢气、干燥气体、控制氮气和氢气的流速。从氨合成器中出来的气体主要是氮气和氢气，通入水中吸收氨气，因为氮气、氢气难溶于水，不会倒吸。氨的催化氧化是一个放热反应，铂丝保持红热，锥形瓶中发生下列反应：
4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，有红棕色气体产生，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3＋NH3===NH4NO3
答案 (1)a b (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速(3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体 (4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生 (5)4NH3＋5O24NO＋6H2O (6)NH NO
考查点三 有关计算
7．工业上合成氨的主要生产过程有：
(1)原料气的制备、净气和压缩。氮气来源于________，氢气来源于________，净化原料气的原因是
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)氨的合成。在________中进行，反应的最佳条件是
_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)氨的分离。如将N2、H2按体积比1∶3进入合成塔，从合成塔出来的混合气中通常含体积分数为15%左右的氨气，则出来的混合气体中含H2的体积分数为________，N2的体积分数为________。
解析 (3)设起始N2、H2的体积分别为1、3，反应中转化的N2的体积为x，则
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始体积 1 3 0
平衡体积 1－x 3－3x 2x
依题意：
×100%＝15%
解得：x＝
故φ(H2)＝×100%＝63.75%
φ(N2)＝1－φ(H2)－φ(NH3)＝21.25%
答案 (1)空气 水和碳氢化合物 防止催化剂中毒 (2)合成塔 压强20～50 MPa，温度400～500 ℃，铁触媒作催化剂 (3)63.75% 21.25%
课件44张PPT。第一单元 氨的合成1．N2与H2生成NH3的反应特点？
提示 可逆反应，即N2、H2与NH3是一个共存体系。2．影响化学反应速率和化学平衡移动的因素？
提示 (1)影响化学反应速率的因素
①浓度 ②温度 ③压强 ④催化剂
(2)影响化学平衡移动的因素
①浓度 ②压强 ③温度
3．从合成氨的经济效益考虑如何选择恰当的条件？
提示 要提高合成氨经济效益，一要考虑反应快慢
二要考虑N2与H2的转化率，所以合适的条件为温度为500～700 ℃，选择中压、适宜的催化剂，N2与H2的投料比为1∶2.8时，生成的NH3及时分离移出。
1．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，知道催化剂的研制对促进化工发展的重大意义，认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强技术意识。
2．从合成氨工业流程与技术出发了解化学在工农业生产中的具体应用，认识化学学科发展对化工生产技术进步的促进作用，认识化学工业在国民经济发展中的地位。 哈伯 高压 适宜温度 催化剂 减小 放热 2．合成氨反应条件的选择
在合成氨生产中要综合考虑 、 、
、 与 来确定反应的条件。
目前，工业上用 作催化剂，在 MPa、450 ℃左右用氮、氢混合气体进行氨的合成，得到的平衡混合物中，氨的含量约为20%。反应速率催化剂工作温度反应物转化率反应装置材料生产技术水平铁触媒20～50
1.合成氨的工业流程
(1)制备原料气：合成氨的生产首先需要合成 。原料气由体积比约为1∶3的 和 组成。
(2)反应前原料气的处理：把原料气 、 后送到合成塔。
(3)合成反应：在一定条件下发生合成反应，就可以得到含有一定质量分数 的平衡混合气。
(4)反应后平衡混合气体的处理：从合成塔里排出的平衡混合气体中分离出氨气后，把未反应的 送回合成塔循环利用。原料气氮气氢气加压预热氨气氮、氢原料气2．合成塔的构造特点
原料气从 进入，向上流经 的环隙，至顶端后再进入 。折流向下的气体穿过 的管间，被加热到400 ℃左右进入第一层催化剂，经反应后温度上升到 左右。在第一、二层间，反应气与冷的
混合后进入第二层催化剂，以此类推，最后的气体从
排出，折流向上穿过中心管，再经 的管内换热后自塔顶排出塔外。外筒热交换器热交换器500 ℃原料气第四层催化剂底部热交换器塔底 为什么氮气氢气的混合气体送入合成塔前要压缩？
提示 提高反应物的浓度，能加快化学反应速率，有利于氨的合成。
合成氨是一个可逆反应，从原料的利用率角度考虑，未反应N2和H2如何处理？
提示 循环使用【慎思1】【慎思2】 什么是固氮？常见的固氮方式有哪些？
提示 将空气中的游离态的N2转化为化合态的过程称“固氮”，固氮方式有：生物固氮、自然固氮、化学固氮、人工模拟生物固氮。
为什么N2与H2的投料之比为1∶2.8而不是1∶3?
提示 尽管N2与H2按1∶3反应但是为了提高价格较高的H2的转化率，可适当增加N2的投量，故选择1∶2.8。
原料N2和H2在进合成塔前为什么净化？
提示 防止催化剂中毒。 【慎思3】【慎思4】【慎思5】常温下，合成氨反应能自发进行，所以合成氨的反应特点：①所有的反应物和生成物都是气态，且该反应为可逆反应；②气体的物质的量减少的熵减反应；③该反应的正反应是放热反应。 2．合成氨反应原理的实验研究
实验方法
在一干燥的硬质试管中放入适量铁丝绒，按照右图连接好实验装置。加热试管中的铁丝绒至红热后，用注射器抽取20 mL干燥氮气和60 mL干燥氢气，将混合气体通入试管，并将湿润的pH试纸置于导管口处，观察试纸的变化。合成氨的实验装置实验现象
导管口处的湿润的pH试纸变为蓝色。
实验结论
在铁丝绒和加热的条件下，氮气与氢气反应生成了氨。3．合成氨最佳条件续表
影响化学平衡和反应速率的因素在合成氨中的综合应用。 在合成氨工业中，采用下列哪些措施可以提高原料气的转化率 ( )。 ①使用催化剂 ②采用500 ℃左右的高温 ③采用1×107～3×107 Pa的压强 ④不断将氨分离出来
A．①③ B．②③
C．③④ D．①④
解析 根据合成氨反应的特点，要提高原料的利用率，应尽量使化学平衡向生成NH3的方向移动，应为高压、降低温度并减少NH3的浓度，故③④合理。
答案 C【体验1】2．原料气的净化
(1)对原料气净化的原因：在制取原料气的过程中，常混有一些杂质，其中的某些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”，所以必须除去，这一过程称为原料气的净化。
(2)吸收H2S：用稀氨水吸收H2S杂质：NH3·H2O＋H2S===NH4HS＋H2O 3．氨的合成与分离
净化后的原料气经过压缩机压缩至高压，进入氨合成塔，氮气与氢气在高温、高压和催化剂作用下合成氨。从合成塔出来的混合气体，通常约含20%(体积分数)的氨。为了使氨从没有起反应的氮气和氢气里分离出来，要把混合气体通过冷凝器使氨液化，然后在气体分离器里把液态氨分离出来导入液氨贮罐。由气体分离器出来的气体，经过循环压缩机，再送到合成塔中进行反应。 氨在国民经济中占有重要的地位。现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料。例如，农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料，都是以氨为原料制成的；氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法。
(1)对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是 ( )。【例2】A．都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响
B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时
间
C．都能缩短达到平衡状态所用时间，只有压强对化学平衡状态
有影响
D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用时间，而压强无此作用
(2)综合考虑各种因素，在实际生产中，合成氨一般选择以________为主的催化剂，压强在________之间，温度________。
(3)要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题。氢气的制取可有以下几条途径：①电解水制取氢气，②由煤或焦炭来制取氢气，③由天然气或重油制取氢气。你认为哪种方法是最佳选择？________(填序号)，其反应的化学方程式为______________________________________________。(4)下面是合成氨的简要流程示意图：
沿X路线回去的物质是 ( )。
A．N2和H2 B．催化剂
C．NH3 D．H2(5)硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物，为了防止污染大气可以用烧碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O
2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O
但在实际生产中常用纯碱代替烧碱，也能发生类似的反应，且放出CO2，试写出用纯碱溶液吸收NO和NO2的两个反应的化学方程式：①___________________________________；
②____________________________________________。解析 (1)对合成氨的反应，催化剂只能提高反应速率，不能使化学平衡发生移动；高压能提高化学反应速率，也能使化学平衡向生成氨的方向移动。(3)电解水制氢气，电能消耗大，成本高；煤作原料，能源消耗大，污染大。天然气作为洁净燃料，便于管道运输，有投资省、能耗低的优点。(4)合成氨的反应是一可逆反应，所以从合成塔出口出来的含氨混合气中有相当一部分是未反应的氮气和氢气的混合气。采用循环法，先通过冷凝把氨从合成塔出来的混合气中分离出来，余下未反应的氮气和氢气的混合气体用循环压缩机重新送入合成塔进行反应。
化工生产中采用循环操作的原因：①很多化学反应并不能将反应进行到底；②循环操作能充分利用原料，降低成本；③有利于实现全封闭、连续化生产，有利于减少工序、控制废弃物的排放。 为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中具有开发价值的是 ( )。
A．研制高温下活性较大的催化剂
B．寻求NH3的新来源
C．研制低温下活性较大的催化剂
D．研制耐高温、高压的新型材料建造合成塔
解析 合成氨的反应特点是放热反应，降低温度有利于提高合成氨的生产效率。
答案 C【体验2】
自1913年世界上第一座合成氨厂投产以来，合成氨工业不断发展。目前，合成氨工业的主要研究领域有：
1．原料及原料气的净化
由于氮气来自空气，取之不尽用之不竭。制氢气的工艺和技术成为研究的主要课题。早期的合成氨工业，主要以焦炭与水为原料生产水煤气以得到氢气。现在已经可以使用各种不同的固态(煤和焦炭等)、液态(石油中提炼的石脑油和重油等)和气态(天然气、焦炉气等)可燃物作为制氢气的原料，由于原料不同，原料气的净化工艺和技术也不断改进。表 世界合成氨原料的用量变化2. 催化剂的改进
氮气跟氢气合成氨的反应需要催化剂。催化反应的工艺条件常常决定于催化剂的性能，由于催化剂的突破而彻底改变工艺过程及条件的事例屡见不鲜。合成氨时，使用磁铁矿催化剂已经80多年，期间各国一直在进行研究和改进。例如，有采用钌为基础活性物质的新型催化剂，整个工艺流程也以此为核心设计。3．环境保护
随着环境保护意识的增强以及相关法律、法规的严格实施，合成氨生产中产生的固体、液体和气体废弃物的处理越来越成为技术改造的重要问题。
废渣 主要来自造气阶段，特别是以煤为原料而产生的煤渣，以重油为原料产生的炭黑等，现在大都将它们用作建材和肥料的原料。
废气 主要是H2S和CO2等气体。对H2S的处理，先后采用了直接氧化法(选择性催化氧化)、循环法(使用溶剂将其吸收浓缩)等回收技术。CO2虽然是无毒无害的物质，但随着人们对其可能产生温室效应的关注，减少CO2的排放逐渐受到重视，所以在不断研究和改进将其作为尿素和碳铵生产原料的途径。废液 主要是含氰化物和含氨的污水。目前，处理含氰化物污水主要有生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法；处理含氨废水多以蒸馏的方法回收氨达到综合利用的目的，对浓度过低的含氨废水，可用离子交换法治理。
依据上述流程，完成下列填空：
(1)天然气脱硫时的化学方程式是____________________。
(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol、产生H2________mol(用含n的代数式表示)。
(3)K2CO3(aq)和CO2的反应在加压下进行，加压的理论依据是________。
a．相似相溶原理 b．勒夏特列原理 c．酸碱中和原理
(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于________(写出CO2的一种重要用途)。(5)整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环。请在上述流程图中再标出第三处循环(循环方向、循环物质)。(4)CO2的用途较多，也是中学生应当熟悉的。
(5)合成氨反应中，N2和H2的转化率较低，为了提高它们的转化率，在分离出NH3后再将N2和H2循环使用。
答案 (1)3H2S＋2Fe(OH)3===Fe2S3＋6H2O
(2)2.7n (3)b (4)作制冷剂
(5)合成氨发展方向 ：高效、环保、节能。 四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：
( )。
请填写下列空白：
(1)已知0.5 mol 甲烷与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是：_________________________________。【体验3】(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：_________________。
(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60 ×107 L甲烷为原料能够合成________________L氨气。(体积均在标准状况下测定)
(4)已知尿素的结构简式为 ，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：
①_____________________________________；
②_____________________________________。 (1)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH(t ℃，p kPa)＝2a kJ·mol－1
(2)增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气浓度，也有利于平衡向正反应方向进行
(3)1.12×108 (4)①
② 答案第二单元 氯碱生产
(时间：30分钟)
考查点一 氯气的性质
1．家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物，通电时，发生器电解槽的极板上产生大量气泡，切断电源后，生成液具有强烈的杀菌消毒能力。与该反应器工作原理直接有关的化学方程式是 ( )。
A．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
B．H2＋Cl22HCl
C．2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
D．2HClO===2HCl＋O2↑
解析 根据发生器的反应物和反应条件，可以推测在发生器中电解食盐水，C中反应会发生。再根据生成液具有强烈的杀菌消毒能力，结合电解食盐水后的产物可以推断Cl2和NaOH发生反应生成NaClO，A中反应也会发生。
答案 AC
2．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是 ( )。
解析 由电解原理可知，电解饱和NaCl溶液时阳极(电子流出的一端)发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，可用淀粉KI溶液来检验产生的Cl2，阴极(电子流入的一端)发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，同时由于该极因H＋放电，而使溶液中c(OH－)增大，酚酞试液变红。放出的H2用向下排空气法收集后可做爆鸣实验。结合所给图示，电子流动方向与题要求一致的有B、D两个选项，但因B选项不能检出是否产生Cl2，而不符合题意。
答案 D
3．电解饱和食盐水两电极上产生气体的体积比应是1∶1，但实际测量时却发现V(H2)＞V(Cl2)(常温常压)，其原因可能是 ( )。
A．H2的摩尔质量比Cl2的小
B．Cl2有刺激性气味
C．H2的熔、沸点比Cl2的低
D．H2的溶解度比Cl2的小
解析 由于H2难溶于水而Cl2能溶于水故V(H2)＞V(Cl2)。
答案 D
考查点二 氯碱工业电解原理
4．下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是 ( )。
A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的pH逐渐变小
D．CuSO4溶液的pH不变
解析 b极变红说明b极区呈碱性，故H＋放电得H2，所以b为阴极，a为阳极，X为正极，Y为负极，Pt为阳极，Cu为阴极，电解CuSO4溶液放出O2，故pH变小。
答案 AC
5．下列关于离子交换膜电解槽的叙述，错误的是 ( )。
A．精制的饱和食盐水进入阳极室
B．纯水(加少量NaOH)进入阴极室
C．阴极产物为NaOH和氢气
D．电解槽的阳极用金属铁网制成
解析 离子交换膜电解槽阳极产物为Cl2，阴极为NaOH和H2，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，若是铁做阳极，则Fe原子失去电子，阳极不会得到Cl2；阴极发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，需补充H2O，Na＋自阳极室进入阴极室后，与OH－形成NaOH。故选D。
答案 D
考查点三 粗盐提纯
6．“粗盐提纯”实验中，蒸发时，正确的操作是 ( )。
A．把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B．开始析出晶体后用玻璃棒搅拌
C．待水分完全蒸干后停止加热
D．蒸发皿中出现较多量固体时即停止加热
解析 “粗盐的提纯”实验涉及溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作内容，四项操作从始至终均要使用玻璃棒(加速溶解、引流、防迸溅)。为达到提纯目的，过滤后要用澄清滤液进行蒸发，加热至蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干(最后用玻璃棒把固体转移到纸上，称量后回收)。
答案 D
考查点四 电解原理的应用
7．海水是取之不尽的化工原料资源库，从海水中可提取各种化工原料。下列是工业上对海水的几项综合利用的示意图：
试回答下列问题：
(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制时所用试剂为：A.盐酸；B.BaCl2溶液；C.NaOH溶液；D.Na2CO3溶液。加入试剂的顺序是______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的反应为________。与电源负极相连的电极附近溶液pH________(填“变大”“不变”或“变小”)。若1 mol电子的电量为96 500 C，则用电流强度为100 A的稳恒电流持续电解3分13秒，则在两极上共可收集到气体________mL(STP)。若保证电解后饱和食盐水的浓度不变，则可采取的方法是
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时，MgCl2·6H2O晶体在________气氛中加热脱水，该气体的作用是
________________________________________________________________。
(4)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列________气体中冷却。
A．H2 B．N2 C．CO2 D．O2
解析 (1)该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2＋、Mg2＋、SO时，不能带入杂质离子。所以，解此题的关键是把握好加入离子的顺序：①Ba2＋必须在CO之前加入；②CO、OH－必须在H＋之前加入，所以B、C不分先后，而D、A本身既分前后，又必须放在B、C之后才能满足条件。
(2)电解饱和食盐水时，与正极相连的阳极发生的反应是：2Cl－－2e－===Cl2↑，与负极相连的阴极发生的反应是：2H＋＋2e－===H2↑。H＋不断消耗，使得溶液中c(OH－)增大，pH变大。电解中外逸的是Cl2、H2，所以要确保原溶液浓度不变，只能向体系中通入一定量的HCl气体以补足损失的氢、氯。易错处是加入盐酸，使溶液浓度变小。
(3)抑制水解平衡MgCl2＋H2O??Mg(OH)Cl＋HCl正向移动。
(4)镁蒸气可以与氮气、氧气和二氧化碳反应，所以只能用氢气来冷却。
答案 (1)BCDA或CBDA (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 变大 4 480 向电解液中通入一定量的HCl气体
(3)HCl 抑制Mg2＋水解 (4)A
课件33张PPT。第二单元 氯碱生产1．电解饱和食盐水的方程式？阴极与阳极产物是什么？2．电解饱和食盐水，若使电解质溶液恢复到原来的状态，需加一定量的盐酸溶液，请问阳极产物是什么物质？
提示 由于加盐酸溶液电解质溶液才复原，说明电解分两个阶段，第一阶段电解饱和NaCl，第二阶段电解水，阳极产物为Cl2和O2。
1．了解氯碱生产的主要原理、重要设备、流程和意义，认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强技术意识。
2．从氯碱工业流程与技术了解化学在工农业生产中的具体应用，认识化学学科发展对化工生产技术进步的促进作用，认识化学工业在国民经济发展中的地位。1. 氯碱工业
氯碱工业是利用电解饱和食盐水生产 、 和 为基础的工业体系。电解饱和食盐水的原料比较丰富：在 和
中，食盐含量很高；在有些地区，地下也蕴藏着丰富的 。氯气烧碱氢气海水大陆盐湖食盐矿2．电解饱和食盐水
(1)装置
在大烧杯和蛋壳里装入 ，用导线把 、
和 连接好， 作阳极，与电源正极相连， 作阴极，与电源 极相连，接通直流电源。饱和食盐水碳棒电池螺旋状铁丝碳棒铁丝负(2)现象及产物的检验
看到气泡产生后，用 分别检验蛋壳内碳棒周围、烧杯溶液上方的气体，观察实现现象。蛋壳内碳棒周围的气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明阳极生成的气体为 。而烧杯溶液上方的气体遇到湿润的淀粉碘化钾试纸 。
用导管收集烧杯内产生的气体点燃，燃烧并产生 ，说明阴极生成了 。分别在蛋壳和烧杯的溶液中滴入 ，只有烧杯内的溶液变红色，说明阴极生成了 。湿润的淀粉碘化钾试纸氯气不变蓝淡蓝色火焰氢气酚酞溶液氢氧化钠氧化 还原 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ 提纯 BaCl2、NaOH、Na2CO3，过滤，盐酸 BaCl2、Na2CO3、NaOH，过滤，盐酸 NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸 2．食盐水的电解工艺
(1)隔膜法电解工艺——石棉隔膜电解槽。
电解槽用石棉隔膜隔成 和 ，用 作阳极， 作阴极。石棉隔膜能阻止 通过，但不能阻止 通过。从阳极室向电解槽中注入经净化的 ，保持食盐水的液面高于阴极室液面，使电解液从阳极室流向阴极室。在阳极上， 被氧化生成 溶解在电解液中直至饱和，其余从阳极室放出；在阴极上，H＋放电产生的 从阴极室放出。在阴极室形成的
有少量渗透到阳极室，跟溶解在里面的氯气发生反应生成 。阴极室阳极室石墨铁丝网气体水分子和离子饱和食盐水Cl－氯气氢气NaOH次氯酸盐及氯酸盐(2)离子膜电解技术——离子交换膜电解槽。
本方法采用阳离子交换膜代替前面介绍的石棉隔膜，电解时，经过净化精制的纯盐水不断送入 ，向阴极室不断加入 。阳离子交换膜具有很好的 ，它只允许阳极室的 透过交换膜进入阴极室。在阴极室放电产生 。OH－ 透过交换膜进入阳极室。在阳极室，Cl－失去电子形成 ，交换膜阻止 从阳极室迁移到阴极室。OH－与从阳极室渗入的Na＋形成 ，产生的NaOH比较纯。阳极室稀NaOH溶液选择性Na＋、H＋氢气不能Cl2Cl2NaOH 以石墨为电极电解饱和NaCl溶液，阴、阳两极的电极反应？两极区pH如何变化？【慎思1】 隔膜与离子交换膜有何区别？【慎思2】 溶液中的离子在阴阳极上放电能力如何？
提示 阳极：活性电极＞Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋
阴极：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根＞F－
电解质溶液恢复到原来状态，加入物质的原则是什么？
提示 少什么加什么，少多少加多少【慎思3】 【慎思4】 这样处理后的盐水仍含有一些Ca2＋、Mg2＋等金属离子，由于这些阳离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜，因此该盐水还需送入阳离子交换塔，进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2＋、Mg2＋等。这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了。(1)判断BaCl2已过量的方法是________________。
(2)第④步中，相关的离子方程式是___________。
(3)若先用盐酸调pH再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是_______________________________。
(4)为检验精盐纯度，需配制100 mL 0.2 mol·L－1NaCl(精盐)溶液，上图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是______。
解析 加入BaCl2、NaOH、Na2CO3等沉淀剂后，产生BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀，还有过量Na2CO3，需加入盐酸使Na2CO3转变成NaCl。但如果先加盐酸再过滤，Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3都可能溶解，造成产品纯度不高。
离子除杂要注意以下几点：①试剂的选择 ②试剂的添加顺序 ③恰当的操作(过滤、渗析、萃取、蒸馏等)
解析 由于每步所加试剂过量，故前边的过量部分试剂要用后面的试剂除去，D项中BaCl2过量时Ba2＋无法除去，故D错误。
答案 D②作用：既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用而影响烧碱的质量。
(2)图示。 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )。
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液移到烧杯中，充分搅拌
后溶液呈中性【例2】答案 B
NaCl溶液中，阳离子放电顺序为H＋＞Na＋，阴离子放电顺序为Cl－＞OH－，电解NaCl溶液属放氢生碱型故pH＞7。 下列有关工业生产的叙述正确的是 ( )。
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速
率，提高N2、H2的转化率
B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转
化为H2SO4时放出的热量
C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴
极室产生的Cl2进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极
析出铜的质量小【体验2】解析 本题的C、D两个选项涉及了电解池的应用，其实都是考查电解原理，电解饱和食盐水阴极室产生的是H2，Cl2在阳极上生成，所以C错；电解精炼铜时要注意粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等，阳极开始放电的是Zn、Fe、Ni，而阴极上始终是Cu2＋得电子生成Cu，所以同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小，D对。
答案 D答案 C
氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。对于一个串联电路，每个电极上电子转移数是相等的，即得失电子守恒。 将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为 ( )。
A．4×10－3 mol·L－1 B．2×10－3 mol·L－1
C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1【体验3】答案 A 第三单元 硫酸工业
(时间：30分钟)
考查点一 制备H2SO4的反应原理所需的条件
1．在接触法生产硫酸中，对于SO2的催化氧化反应有下面4个图，其中正确的是 ( )。
解析 SO2氧化成SO3的反应是放热反应，升温则平衡左移，SO3的含量降低；升温反应速率加快，到达平衡所需的时间缩短。
答案 A
考查点二 H2SO4生产工艺
2．有关接触法制硫酸的叙述不正确的是 ( )。
A．硫磺和硫铁矿均可作为生产原料
B．将矿石粉碎，是为了提高矿石的利用率
C．反应中通入过量的空气是为了提高FeS2和SO2的转化率
D．从吸收塔出来的硫酸经浓缩后可以变成发烟硫酸
解析 A项，理论上，可转化为SO2的含硫物质均可作为硫酸的生产原料(如S、FeS2、H2S等)，但在生产实践中，应选取那些储量大、矿质品位高、资源丰富、便于开采和加工的矿物作为化工原料。综合分析，A正确。
答案 D
3．关于接触法制硫酸的叙述中，不正确的是 ( )。
A．从沸腾炉出来的炉气必须净化，主要目的是防止催化剂中毒
B．之所以叫“接触法”是因SO2被氧化成SO3时反应是在催化剂表面进行的
C．黄铁矿粉碎成细小矿粒，在沸腾炉中燃烧快、反应完全，提高了原料的利用率
D．SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收，可防止形成酸雾并使SO3吸收完全
解析 SO3的吸收所用的试剂是98.3%的浓H2SO4。
答案 D
考查点三 绿色化学与环境保护
4．国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的 ( )。
A．对废气、废水、废渣进行严格处理
B．在化工生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质
C．在化工生产中，不使用任何化学物质
D．在化工厂种草种树，使其成为花园式工厂
解析 “绿色化学”总的来说，就是从化学的角度从源头上根本性地解决发展所带来的环境污染问题。
答案 B
5．读某城市的城市布局示意图，回答有关问题：
①煤炭基地 ②大型硫酸厂 ③自来水厂 ④疗养院 ⑤大型商场 ⑥食品厂 ⑦化工厂 ⑧造纸厂 ⑨污水处理厂 ⑩高等院校
(1)该城市布局是否合理？请分析原因。
(2)图中②处分布大型硫铁矿(主要成分是FeS2)。写出制取二氧化硫、三氧化硫的化学方程式。
(3)接触法制硫酸的尾气中还含有少量的二氧化硫，如果排入大气，就会造成环境污染。你认为该企业应该采用什么方法回收、利用尾气中的二氧化硫，写出有关反应的化学方程式。
(4)该市经济发达，每天有大量的汽车排放氮氧化合物、碳氢化合物，以及企业、家庭炉灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等，该市应采取哪些措施防治大气污染？
解析 (1)煤炭基地、大型硫酸厂、化工厂布局合理，理由是它们都接近原料基地，且在垂直风向的郊外。自来水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合理，自来水厂在河流上游，不受或少受污染。造纸厂不合理，理由是它位于夏季风的上风地带，且离居民区、高等院校较近，大气污染严重。铁路穿过市区不合理，因为噪声污染、大气污染严重。污水处理厂在河流下游，合理。
(2)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2、
2SO2＋O22SO3
(3)氨吸收法：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3、(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O，这样得到的SO2含量较高，可返回用作原料。
(4)该市应采取的措施是：①大力植树造林；②限制大量汽车将碳氢化合物、氮氧化合物排入大气；③采用科学技术对硫酸厂、化工厂、造纸厂、煤炭基地的废气进行回收处理；④创造条件，将造纸厂迁移到远离市区的郊外等等。
答案 略(合理即可)。
6．(江苏化学改编)下面是一种燃煤烟气脱硫方法的原理：用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。
其中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为：
2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3
(NH4)2SO3＋SO2＋H2O===2NH4HSO3
能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有________(填字母)。
①增大氨水浓度
②升高反应温度
③使燃煤烟气与氨水充分接触
④通入空气使HSO转化为SO
A．①② B．①②③④
C．①③ D．②③④
解析 ①③均可以提高燃煤烟气中二氧化硫的去除率，②升高温度，气体溶解度降低，反而会降低二氧化硫的去除率；④通入空气不仅能氧化HSO，还能氧化第一步反应生成的SO，导致第二步反应不能发生，二氧化硫的去除率降低。答案为C。
答案 C
7．(重庆理综改编)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。V2O5是接触法制硫酸的催化剂。
(1)一定条件下，SO2与空气反应t min后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol·L－1和b mol·L－1，则SO2起始物质的量浓度为________ mol·L－1；生成SO3的化学反应速率为________ mol·L－1·min－1。
(2)工业制硫酸，尾气SO2用________吸收。
解析 (1)2SO2＋O22SO3
t min后： a mol·L－1 b mol·L－1
生成b mol SO3需要反应物SO2 b mol，故起始时SO2浓度为(a＋b)mol·L－1。
v(SO3)＝b mol·L－1÷t min＝ mol·L－1·min－1。
(2)二氧化硫尾气用碱液(氨水)吸收。
答案 (1)(a＋b) (2)氨水
课件24张PPT。第三单元 硫酸工业 1．氧化还原反应的本质和特征是什么？
提示 电子转移，元素化合价升降。
2．SO2中硫元素的价态为多少？据此判断SO2的氧化性和还
原性？
提示 ＋4价，居中间价态，故SO2既具有氧化性又具有
还原性。
3．导致酸雨的气体主要有哪些？“工业三废”是指什么？
提示 SO2、NOx；废气、废水、废渣
1．了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和
发展概况。
2．掌握工业制硫酸的工艺流程。
3．认识化学平衡原理在化工生产中的实际应用。
4．初步了解生产中三废的处理和利用。
从硫铁矿制造二氧化硫，是先将矿物 ，放入 中，从该炉下部通入空气，在高温下鼓入炉中的 把矿石小颗粒扬起，呈沸腾状燃烧氧化。
硫铁矿沸腾焙烧得到的炉气中除了含有二氧化硫外，还含有多种杂质。这些杂质有的使催化剂 、 ，有的对反应设备有 作用，有的使制得的硫酸 。所以，从沸腾焙烧炉出来的高温炉气需要经过 、 和 。焙烧工序产生的矿渣和粉尘，经冷却增湿后，被送到钢铁厂作为
原料。粉碎沸腾焙烧炉空气中毒失效腐蚀带色冷却除尘酸洗1.硫磺或硫铁矿的燃烧炼铁2．二氧化硫的催化氧化
精制得到的炉气补充空气后送入装有 的接触室，氧化生成三氧化硫。二氧化硫的催化氧化是一个
热的 反应。反应在450 ℃左右进行，有利于 。
3．三氧化硫的吸收
三氧化硫进入吸收塔后用 吸收，得到浓硫酸或发烟硫酸。不用水来吸收三氧化硫是为了
。钒催化剂可逆钒催化剂发挥催化作用98.3%的硫酸避免产生酸雾而降低吸收效率放
1. 废渣：硫铁矿沸腾焙烧产生的炉渣中含铁量大于45%，可以 用于 等产品。
2．废液：用水洗涤、净化沸腾焙烧炉的炉气，产生废水。废水中主要含有 、 、 、 等，一般用 ，形成 可以吸附重金属离子使污水净化。
3．废气：由吸收塔排出的尾气中二氧化硫的含量如果超过500 μL·L－1，就要加以处理后才能排出。处理的方法之一是
。 炼铁及制造硫酸铁、氧化铁红颜料微量硫酸氟化物铁离子铅离子石灰中和硫酸氢氧化铁絮状沉淀用氨水洗涤烟气脱硫
在实际硫酸工业中，吸收SO3的试剂是什么？为什么采用逆流吸收方式？
提示 并不是用H2O直接吸收而是用98.3%的浓H2SO4，这样可避免因SO3与H2O反应放热而形成酸雾，同时采取逆流方式吸收可提高SO3的吸收率。【慎思1】 硫酸生产尾气中的少量SO2是如何吸收利用的？
提示 SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O
从化学反应速率与化学平衡角度，如何提高SO3的产量从而提高H2SO4的产量？
【慎思2】【慎思3】 SO2进行催化氧化之前为什么对沸腾焙烧炉出来的炉气净化？
提示 防止气体中的杂质引起催化剂中毒。
浓H2SO4怎样存放和运输？
提示 在常温下，浓H2SO4存放在铁质槽车进行运输。【慎思4】【慎思5】 接触法制硫酸时，反应的重要条件是 ( )。
A．二氧化硫必须提纯 B．必须用纯氧不可用空气
C．催化剂需要加热 D．三氧化硫需用稀硫酸吸收
解析 接触法制硫酸时制得的SO2必须先除去其中所含的杂质，因为炉气中含有的水蒸气会腐蚀设备，对设备带来不良影响，砷、硒化合物和矿尘等能使催化剂中毒，因而进行催化氧化反应前必须先进行除杂等操作；制H2SO4时使用的是空气而不是纯氧；进行SO2的催化氧化时使用的温度是400～500 ℃；对三氧化硫进行吸收时只能使用浓H2SO4，因为使用水或稀硫酸容易形成酸雾，妨碍吸收的进行。
答案 AC【例1】
催化剂必须在适宜的温度下才能发挥其催化作用，同时催化剂遇到杂质易引起催化剂中毒而降低催化活性。以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：【体验1】(2)接触室中发生反应的化学方程式是__________________。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母)________。
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁解析 (1)黄铁矿的主要成分为FeS2，同时根据质量守恒也可推出。
(2)接触室实现了SO2氧化为SO3的目的。
(3)a相当于增大接触面积，正确；b中增加O2的量可使平衡向生成SO3的方向移动，提高SO2的转化率，正确；c中催化剂只对反应速率有影响，对平衡无影响，错误；d中矿渣含大量Fe2O3可用于炼铁，正确。生产硫酸主要化学过程可分为二氧化硫的生成和二氧化硫转化为三氧化硫两个阶段。
1．生产阶段：(1)硫磺或硫铁矿的燃烧氧化；(2)二氧化硫的催
化氧化；(3)三氧化硫的吸收。
(1)设备：沸腾焙烧炉
(2)温度：炉膛温度775～825 ℃，炉顶温度：900～950 ℃
(3)含硫矿石在炉内燃烧，要先粉碎，并采用沸腾焙烧的好处：粉碎增大了固体表面积，与氧气接触氧化(燃烧)充分；沸腾焙烧，使粉末均匀接触氧气，矿石氧化更全面。
(4)炉气处理：冷却、除尘、酸洗，得到精制炉气进入接触室。
矿渣和粉尘处理：冷却增湿后，送钢铁厂作炼铁原料。
2．含硫矿石的燃烧
(1)设备：接触室(钒催化剂)。
(2)温度：450 ℃左右。
(3)热交换器：充分利用SO2催化氧化过程中的反应放热。
方式：净化后的炉气(冷气)在交换器管外上升被预热，再进入接触室顶部，催化反应后，再从交换器管内流过，释放热量。
吸收剂：98.3%浓硫酸。
流向：逆流方式(气体从塔底通入，浓H2SO4从塔顶喷淋下
来)。3．二氧化硫的催化氧化4．三氧化硫的吸收 在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的原因二者都正确的是 ( )。
A．硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎，这样易于向沸腾炉中投料
B．炉气进入接触室之前需要净化、干燥，因为炉气中的杂质易
与SO2反应
C．SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可提高SO2的转化率
D．接触室的反应温度控制在400～500 ℃，因为在这个温度范
围内，反应速率和SO2的转化率都比较理想，且催化剂的活
性也较高【例2】解析 题中所提到的对硫酸工业采取措施的叙述都是正确的。但硫铁矿进入沸腾炉之前粉碎的原因是为了增大矿粒与空气的接触面积，使其燃烧得更快、更充分，从而提高硫铁矿的利用率；从沸腾炉出来的炉气必须净化干燥的目的是因为炉气中的一些杂质气体会使接触室中的催化剂中毒，使催化剂丧失活性，同时防止炉气中的水蒸气和SO2生成酸而腐蚀管道；SO2转化为SO3时使用催化剂是为了缩短到达平衡的时间，但它并不能影响化学平衡的移动，并不影响SO2转化率的大小；接触室控制反应的温度在400～500 ℃，这是综合考虑了催化剂活性、反应速率及SO2的转化率等因素而确定的，故D项正确。
答案 D
根据制备H2SO4的原理和条件设计合理的流程和生产设备。 在硫酸工业生产中，为了有利于SO2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(见如图)。按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体为( )。
A．SO2
B．SO3，O2
C．SO2，O2
D．SO2，SO3【体验2】解析 干燥的SO2与O2发生化学反应的有利条件是催化剂和约450 ℃的温度，在通常状况下不发生反应，在加热的条件下，也基本上不发生反应。从热交换器(或接触室)左侧进入热交换器的SO2与O2的混合气体，在热交换器内只是被加热升高温度，没有与催化剂接触，基本上没有SO3生成。从热交换器内出来的热的SO2与O2的混合气体，进入接触室内的催化剂区域后，发生可逆反应生成SO3。
答案 C 第四单元 镁和铝的冶炼
(时间：30分钟)
考查点一 镁的提取
1．海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：
①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；④电解得到产物。
下列关于提取镁的说法中，不正确的是 ( )。
A．此法的优点之一是原料取自大海
B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2
C．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁
D．电解法冶炼金属要消耗大量的电能
解析 有关反应方程式：CaCO3CaO＋CO2↑，
CaO＋H2O===Ca(OH)2，MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2Mg＋Cl2↑。
答案 C
2．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是 ( )。
A．②④⑤③① B．③②④①⑤
C．③④②⑤① D．②④③⑤①
解析 本题是由海水制备无水氯化镁，主要步骤是先将海水中的氯化镁成分转变为氢氧化镁即②步为第一步骤，④过滤，得到氢氧化镁，再用③加盐酸的方法，将其变为氯化镁溶液，⑤浓缩结晶，①在一定条件下脱水干燥即可得到无水氯化镁。
答案 D
考查点二 镁、铝的性质
3．铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是
( )。
A．不易生锈 B．导电性好
C．密度小 D．强度高
解析 建筑装潢材料属于长期使用的材料，其不易生锈、强度高、密度小等性能都有利于建筑物的长久、安全使用。但建筑装潢材料没有必要要求导电性好，相反，建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用，因为它会导致建筑物遭雷击。
答案 B
4．某化学兴趣小组用回收的镁铝合金制取氢气。现有10.8 g镁铝合金，下列说法正确的是 ( )。
A．常温下与足量18 mol·L－1H2SO4溶液反应，最多可放出0.6 mol H2
B．常温下与足量2 mol·L－1 HNO3溶液反应，最少可放出0.45 mol H2
C．常温下与足量2 mol·L－1 H2SO4溶液反应，放出H2的物质的量在0.45～0.6 mol之间
D．常温下与足量2 mol·L－1 NaOH溶液反应，放出H2的物质的量在0.45～0.6 mol之间
解析 利用极限法，把10.8 g金属都看成Mg，n(Mg)＝0.45 mol，生成H2也为0.45 mol，若全部为Al，n(Al)＝0.4 mol，可生成H2 0.6 mol，所以选C。金属与浓硫酸、硝酸反应不生成H2。Mg与NaOH不反应。
答案 C
考查点三 金属冶炼
5．下列关于化工生产原理的叙述错误的是 ( )。
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠 ②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 ③可电解冶炼铝，原料是氯化铝 ④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
A．①② B．②③
C．①②③ D．②③④
解析 金属的冶炼方法较多，K—Al用电解法，Zn—Cu热还原法，Hg—Ag热分解法，Pt、Au富集法，AlCl3是共价分子构成的，熔融状态不能电解得到Al。
答案 D
6．冶炼金属一般有以下四种方法：①焦炭法；②水煤气法(或氢气一氧化碳法)；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜[Cu2(OH)2CO3]；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)中炼镁。下列对应关系不正确的是
( )。
A．Ⅰ① B．Ⅱ②
C．Ⅲ③ D．Ⅳ④
解析 本题难点是涉及一些化学史的知识。
(1)火烧孔雀石炼铜是用树木煅烧孔雀石，孔雀石分解后产生CuO，树木变成焦炭后还原CuO得到Cu。
Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋C2Cu＋CO2↑符合①。
(2)湿法炼铜是我国西汉时期用铁从铜的化合物溶液中置换出铜。
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 符合③
(3)铝热法炼铬：2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3 符合③。
(4)从光卤石中炼镁是先从光卤石中得到MgCl2，再电解熔融MgCl2，得到Mg。
MgCl2Mg＋Cl2↑ 符合④
答案 B
考查点四 化学生产工艺
7．铝是地壳中含量最多的金属元素，1854年法国化学家德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的复盐，获得了铝单质。1886年，美国人豪尔和法国人海郎特，分别独立地电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物，制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。
工业生产金属铝的原料是铝土矿(主要成分为Al2O3，另含有Fe2O3和SiO2)，工业中得到较纯氧化铝的过程如下图所示：
试回答下列问题：
(1)操作Ⅰ是一种重要的混合物分离方法，实验室进行该项操作用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。
(2)经分析不溶物A的主要成分为________。
(3)工业上电解冶炼铝的化学方程式为________________，若电路中通过1 mol电子，可以得到铝________g。
(4)为了提高综合经济效益，实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用。其部分转化关系如下图所示：
①上述转化中未涉及四种基本反应类型中的________反应；
②写出过程③的化学方程式：____________。
(5)科学研究表明，人体过量吸入铝元素会严重危害身体健康。请你结合实际提出两条杜绝铝元素过量吸入的措施：____________。
解析 本题考查工业提取铝的流程实验。铝土矿加碱溶解后，溶液A为NaAlO2，不溶物为Fe2O3和SiO2，在NaAlO2溶液中通入CO2可生成Al(OH)3和NaHCO3，Al(OH)3受热分解生成Al2O3，Al2O3电解产生金属铝，方程式为2Al2O34Al＋3O2↑，该反应中产生4 mol铝需要转移电子为12 mol，则转移1 mol电子可以得到铝 mol，即为9 g；(4)B为NaHCO3，根据题意可知，物质X为CaCO3，高温分解产生CaO和CO2，CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与NaHCO3反应生成NaOH和CaCO3，反应①为分解反应，反应②为化合反应，反应③为复分解反应。
答案 (1)漏斗 玻璃棒
(2)Fe2O3和SiO2(提示：Fe2O3不溶于水，且不与NaOH溶液反应；SiO2属于原子晶体，常温下与NaOH反应的速率很慢)
(3)2Al2O34Al＋3O2↑ 9
(4)①置换 ②NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
(5)不用铝制品作炊具；不用铝箔包装食品(其他合理答案也可)
课件30张PPT。第四单元 镁和铝的冶炼 1．为什么不用电解AlCl3(熔融)制备Al?
提示 AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，无法电解得到
Al。
2．Al3＋、Mg2＋均易发生水解，其离子方程式？
1．了解如何根据元素在自然界的存在状态和性质来开发、利用自然资源。
2．了解从海水中提取氯化镁、从铝土矿中提取氧化铝的方法，以及获得金属镁、铝的基本原理。
3．通过学习活动提高学习能力、交流合作能力和分析、解决实际问题的能力。石灰 石灰乳 氢氧化镁
1. 制备纯度较高的氧化铝
(1)铝元素的含量占地壳中元素总量的7.45%，是地壳中含量最 的金属元素。铝在地壳中主要以 的形式存在。要从铝土矿中提取铝，首先必须制备纯度较高的 。多铝土矿氧化铝(2)原料： 。
(3)制备过程：先要除去铝土矿中的 、 等杂质。在工业上可以使用 来处理铝土矿得到偏铝酸钠溶液，在得到的偏铝酸钠溶液中通入 ，析出 ，加热分解 ，就得到纯度较高的 。主要方程式有：
氧化铁二氧化硅二氧化碳氢氧化铝沉淀氢氧化铝氧化铝浓氢氧化钠溶液铝土矿较强 电解熔融氧化铝 熔点 冰晶石 将MgCl2·6H2O中的结晶水失去，在加热时需注意什么？
提示 由于Mg2＋水解得到Mg(OH)2故加热MgCl2·6H2O时需在HCl(g)气氛中防止Mg2＋水解。
电解熔融态的Al2O3制备Al时，将Al2O3熔化需较高能量，为了使Al2O3在相对较低的温度下熔化需加什么物质？作用是什么？
提示 冰晶石(Na3AlF6)、降低Al2O3的熔化温度。
电解MgCl2和Al2O3时，阳极材料能否为活泼电极？为什么？
提示 需用惰性电极，否则阳极本身发生氧化反应。【慎思1】【慎思2】【慎思3】 海水是一种丰富的资源，工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。【例1】回答下列问题：
(1)流程图中操作a的名称为________。
(2)工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①气体A、B是CO2或NH3，则气体A应是________(填化学式)。
②滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质，工业上是向滤液D中通入NH3，并加入细小食盐颗粒，冷却析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体，则通入NH3的作用是________。(3)镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是_________________________________________________。
②操作b是在________氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl，写出有关反应的化学方程式：___________。答案 C
阴极(和电源负极相连)：4Al3＋＋12e－===4Al
阳极(和电源正极相连)：6O2－－12e－===3O2↑
在高温下，阳极产生的氧气会跟碳电极发生反应，生成二氧化碳，所以在电解中要定时补充碳块。铝的熔点是660 ℃，电冶铝反应的温度是1 000 ℃左右。所以电解生成的铝呈液态，从电解装置的底部流出。2．电解过程： 铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业上冶炼铝的化学方程式是________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是___________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。【例2】①该电解槽的阳极反应式是_______________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
________________________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
解析 (1)金属铝的冶炼是电解熔融Al2O3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成偏铝酸盐。(3)结合题中给出的信息提示进行解题。①溶液中存在阴离子为OH－和含氧酸根，应是OH－先放电。②溶液中存在的阳离子为K＋和H＋，应是H＋先放电。在阴极由于H＋放电，H＋不断减少，水的电离平衡向正反应方向移动，OH－浓度增大，pH增大。③K＋可通过阳离子交换膜流向B口，B口的OH－不断增多，但无法通过阳离子交换膜，故氢氧化钾溶液从B口导出。 从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：
请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________。
_________。
【体验2】(3)验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶质的一种用途_______________________。
(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶液平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝________。
解析 本题考查的基本原理：利用氧化铝的两性进行氧化铝的分离与提纯。(4)由于CO2过量与碱反应时均产生碳酸氢盐；(5)根据溶度积Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，又根据pH＝13.00，即c(OH－)＝0.1 mol·L－1代入易得。
