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中学化学

 
 
 

日志

 
 

2010年高考新课标化学复习指导 无机化学知识的综合应2  

2009-09-28 20:14:29|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、工业制硫酸
(1)增大硫铁矿与氧气之间的接触面,加快反应速率,使硫铁矿充分氧化。
(2)焙烧硫铁矿得到的SO2气体中还含有O2、N2、水蒸气及其它杂质,这些杂质有的会影响下一步的氧化反应(影响催化剂活性),有的对反应设备有腐蚀作用。
(3)Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O,Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 ↓
(4)2SO2(g) + O2(g)   2SO3(g)是可逆反应,增大氧气的浓度,可以提高二氧化硫的转化率。
(5)SO2、O2、SO3、N2
(6)用氨水或石灰水吸收。
SO2 + NH3?H2O = (NH4)2SO3,(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + SO2↑+H2O
   SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O,CaSO3 + H2SO4 = CaSO4 +SO2↑+ H2O
(7) 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)  是一个气体体积减小的放热反应。
从化学反应速率的角度来看:高温、高压并有催化剂,有利于加快化学反应速率。
从化学平衡的角度来看:增大压强、降低温度有利于平衡向正反应方向移动。
   从生产实际的角度来看:加压对设备的要求高以及常压时SO2的转化率已经很大,且催化剂在450℃Z左右的活性最强。
工业生产上应该采取常压,适宜温度(450℃左右)以及合适的催化剂氧化二氧化硫。
(8)因为浓硫酸在常温时可使铁钝化而生成致密的氧化膜,阻止浓硫酸进一步与铁反应。
 冲洗铁质槽车时浓硫酸被稀释成为稀硫酸,稀硫酸与铁反应生成氢气,点燃氢气与空气的混合气容易发生爆炸,所以要严禁烟火。
(9)可以避免形成酸雾并提高吸收率。

二、合成氨
(1)一种是将空气液化后蒸馏分离出氧气获得氮气。
另一种是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得到氮气。
(2)C + H2O   CO +H2      CO + H2O   CO2 + H2
CH4 + H2O   3H2 +CO    CH4 +2H2O   4H2 + CO2
(3)制得的原料气中常混有CO、CO2、H2S等杂质。
  NH3•H2O + H2S = NH4HS +H2O        CO + H2O   CO2 + H2
K2CO3 + CO2 + H2O =2KHCO3         2Cu + O2   2CuO
(4)从化学反应速率的角度来看:高温、高压并使用催化剂有利于加快反应速率。
从化学平衡的角度来看:加大压强、降低温度有利于平衡向正反应方向移动。
   从生产实际的角度来看:高压对设备、材质、制造的要求,温度对催化剂的活性的影响
综合上述三个方面的因素考虑,应该采取高压(10~30MPa),适宜温度(500℃左右)、铁触媒做催化剂合成氨气,并不断分离出生成的氨以降低平衡混合物中氨的含量。
(5)NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 ,NH3 + HNO3 = NH4NO3 , NH3 + CO2 + H2O =NH4HCO3
(6)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,剩余的氮气和氢气的混合气用循环压缩机重新送入合成塔进行反应。
(7)①N2 和O2在高温或放电的条件下生成NO ,最终转化为硝酸或硝酸盐。
②豆科植物的根瘤,把氮气转化为氨或铵盐。
(8)①是合成氨的催化剂,加快反应速率。
②检验是否有氨气生成。
③铁丝绒在整个实验过程中保持红热(即使不继续加热),湿润的pH试纸变成蓝色。
④方法一:还可把湿润的红色的石蕊试纸放在导管口。
方法二:用玻璃棒蘸取浓盐酸,靠近导管口。
 方法三:把生成的气体通入滴有酚酞的水中。

三、氨氧化法制硝酸
(1)4NH3 + 5O2   4NO + 6H2O
(2)增大压强并不断补充空气,适当冷却防止反应装置过热。
(3)6NO+4NH3 5N2+6H2O;6NO2+8NH37N2+12H2O;NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。
(4)①应该是先加热催化剂,后鼓入空气。如果先鼓入空气,后加热催化剂,先进入装置中的氨气和氧气没有适宜的条件,反应的速率很慢,转化率很低,甚至几乎不反应,氨气会被无水氯化钙吸收。②待催化剂开始红热后,撤走酒精灯,通过控制鼓入空气的速度使进入装置的气体以催化剂始终保持红热为佳。③用氯化铵与消石灰反应制取氨气无法控制氨气的流速,而用氨水制取氨气有利于通过观察产生的气泡来控制氨气的进气速率。④因为如果不除去,会在后面的D装置中与生成的少量硝酸发生反应产生白烟,而影响NO氧化为NO2。甚至有可能进入装置E溶于水使溶液显碱性,而影响硝酸的检验。⑤吸收NO中的氨气以及水蒸气。⑥检验是否有硝酸生成。⑦NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。⑧装置B中的催化剂在反应过程中始终保持红热,在硬质玻璃管的右端有少量水珠及红棕色气体;装置D中有红棕色的气体产生;装置E中的液面有气泡冒出,溶液变成红色,液体的上部空间变成红棕色;装置F中可能有气泡冒出。
(5)B方案比A方案有改进,增加了一个观察NO氧化成NO2的装置,在NO2与水反应的装置中增加了充入氧气的装置,提高了HNO3的生成量,有利于观察实验现象。

四、铝的冶炼
(1)Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 +H2O,   NaAlO2 + CO2 + H2O =Al(OH)3↓+ NaHCO3

2Al(OH)3   Al2O3 +3H2O,     2Al2O3                 4Al + 3O2↑

(2)向过滤器中注入蒸馏水,直至没过沉淀,等水流完后,再次注入蒸馏水,如此重复2~3次。取最后一次洗涤液少量,滴加适量盐酸,若没有气泡产生,说明杂质已经除尽;反之,则未除尽。
(3)不能,因为电解时需要很高的温度,铜电极会熔化,而且阳极必须是惰性材料。
(4)AlCl3易升华,不是离子化合物,熔融状态下不电离不导电,无法被电解生成铝。
(5)氧化铝的熔点高达2050℃,在这么高的温度下进行电解,不仅对设备、材料的要求很高,且能耗也很高。冰晶石可以降低氧化铝的熔点,使氧化铝在1000℃熔化进行电解。

五、钢铁的冶炼
(1)①与氧气反应产生热量,②与氧气反应生成还原剂CO。
C+ O2   CO2,C +CO2   2CO,Fe2O3 +3CO   2Fe + 3CO2
氧化剂是氧化铁,还原剂是CO。
(2)废气:CO、CO2、N2以及Fe2O3矿尘,处理后用作气体燃料;废渣是CaSiO3,可用于制水泥。
(3)把过多的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去。
2C + O2  2CO   2Fe +O2   2FeO  FeO +C   CO +Fe   
(4)把FeO还原为Fe,并进一步调节Si、Mn的含量到规定的范围之内。
(5)形成炉渣;CaO +SiO2    CaSiO3;因为炼钢炉常常是利用铁水的温度来发生反应,如果用石灰石,石灰石分解要消耗热量,不利于杂质的氧化以及FeO的脱氧。
(6)炼铁是用还原剂把铁矿石中的铁还原出来;炼钢是用氧化剂把铁水或废钢中的杂质氧化而除去。

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