高中化学-常见物质的工业制备(学生版)修改

1、专业引领共成长知识梳理常见物质的工业制备、盐酸的制备1 .原理：氯气在氢气中燃烧，HCl气体溶于水，得到盐酸。2.设备3.生产过程：如上图，先通入 ，点燃，再通入 ,让氯气在氢气的包裹中燃烧，生成氯 化氢气体。这样操作的目的是：工业浓盐酸略带黄色，是因为 的缘故。、硫酸的制备.接触法：二氧化硫跟氧气在催化剂表面上接触时发生反应生成三氧化硫，所以这种生产硫酸 的方法，称为接触法。.原料：黄铁矿（或硫磺）、空气.设备：沸腭炉接触室喙收塔接触法制硫酸简单流程图4.生产过程：（三个阶段、三个反应、三套设备）SO2的制取（炉）原理：（黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，矿石粉碎是为了扩

2、大反应物的接触面，通入持续大量的空气流可以加快反应，提高原料利用率。）净化：除尘（防止堵塞反应管道） 一洗涤（除去杂质，防止） 一干燥（防止腐蚀设备）。SO2的催化氧化制取 SO3 （室） 原理：2sO2 O2 降普 2sO2 + Q利用化学反应速率、化学平衡原理，选择适宜的反应条件如下：温度：400 C 500 C （选择原因： 。）压强：常压（选择原因：。）催化剂： （采用多段催化氧化）接触室里有热交换器，充分利用了能源。（一种气体在管道内流动，另一种气体在管道外流动。两种气体通过管壁进行热交换，热的气体得到冷却，冷的气体得到加热）（3）硫酸的生成（塔）原理：SO3+H2OH2SO4用98

3、.3%的浓硫酸吸收 SO3。（原因是： 。）采用 逆流”吸收。98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收 更完全。5.环保三废处理(1)尾气吸收硫酸工业的尾气中含 SO2等气体，直接排放会污染大气，工业上常用氨水吸收有毒气体：2NH 3gH2O+SO2(NH4)2SO3 H2O ，反 应后再 向其中 加入稀 硫酸：(NH4)2SO3H2SO4(NH4)2SO4SO2H2O,这样制得纯度较高的SO2,返回车间制硫酸或作他用，另一产物(NH4)2SO4可用作氮肥。氨水 SO2(含N2, O2等)NH42s。3或NH4HSO3 H2SO4NH42sO4 SO2(2)污水处理

4、硫酸生成过程中生成的污水中含有H2SO4等杂质，可用石灰乳中和处理：Ca(OH) 2 H2SO4CaSO4 2H 2O,从而可制得 石膏。(3)废渣的利用沸腾炉中出来的炉渣可作为制水泥或砖的原料或炼铁。思考：硫酸工业生产中为了提高经济效益，多处利用化工生产的科学原理提高产率，具体采取 了哪些措施？【答案】1 .增加反应物浓度。在燃烧黄铁矿时通入过量廉价的空气使较贵的黄铁矿充分燃烧。.增大反应物之间的接触面积。经粉碎的黄铁矿在燃烧时与氧气充分接触；吸收塔中填充瓷环，增大SO3跟98.3%的浓硫酸的接触面积。.采用逆流方法。热交换中用逆流的方法进行；用98.3%的浓硫酸吸收SO3,采用逆流吸收。.

5、使用催化剂。接触氧化中利用V2O5作催化剂，加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。.反应物的循环操作。吸收塔上部导出的气体经转化后再次通入接触室，进行第二次氧化，然 后再一次进行吸收。既清除了 SO2的污染，又使原料得以充分利用。.充分利用反应热。生产硫酸的三个反应均是放热反应，接触氧化时，用放出的热量来加热未 反应的SO2和空气，节约能源，提高转化率。.综合利用原料，变 废为宝，保护环境。用氨水吸收SO2；用石灰乳处理污水；废渣用作水泥或制砖原料。六、煤和石油的炼制.煤化工：（1）煤的组成煤是工业上获得芳香煌的一种重要来源。煤中含少量的硫、磷、氢、氧、氮等元素以及无机矿物质（主要含 Si.

6、Al. Ca. Fe）。因此，煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混和物。（煤不是炭）煤的含碳量不同，发热 量也不同，一般含碳量高的，发热量也高。（2）煤的干储：化学变化定义：把 的过程，叫做煤的干储。（与石油的分储比较）煤高温干储后的产物:焦炉氧气，甲娩、乙蛹.一双化磁 气体融粗，化工瓯料粗氨水=一气和住法%肥笨、甲笨、二甲莘莘.甲翠，二甲革酚类，第一-柒料,农药、医药、合成材料沥*筑路材料.电接焦概 冶鱼.电石,合成遗，、燃料峥分储煤焦油：在170度以下蒸储产物中主要含 苯、甲苯、二甲苯 等有机物；在石油化工中是使直链 烷燃环化、脱氢后大量生产苯、甲苯、二甲苯等。（3）煤的气化和液化-化学变

7、化煤的气化：煤的气化原理是什么？其主要反应是什么？答：。煤气化的主要反应是碳和水蒸气的反应：C（s）+H2O（g）高温 CO（g）+H2（g）煤的液化：把煤转化成液体燃料的过程，叫做煤的液化。直接液化：把煤与适当的溶剂混合后，在高温、高压下（有时还使用催化剂），使煤与氢气作用生成燃料。间接液化：先把煤气化成一氧化碳和氢气，然后再经催化合成，得到液体燃料（如甲醇等）。.石油化工(1)石油组成石油组成：碳、氢、硫、氧、氮等。石油成分：各种 组成的混和物，一般石油不含烯燃。(2)石油的炼制：开采出来的石油叫做原油。 要经过一系列的加工处理后才能得到适合不同需要的各种成品, 如汽油、柴油等。原油含水盐

8、类。含水多，在炼制时要浪费燃料，含盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经 脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制。石油的炼制分为：石油的分储、裂化、裂解三种方法。石油的分储与石油的蒸储原理相同，如图：注意点：仪器：蒸储烧瓶.冷凝管温度计水银球的位置：蒸储烧瓶支管口齐平冷凝水的进出口方向：下进上出。石油的分储-物理变化a.随着烧分子里碳原子数增加，烧的沸点也相应升高，如何能把石油组成里的低沸点燃和 高沸点胫分离开？答： b.原油开始沸腾后温度仍逐渐升高，这说明原油是 c.工业上如何实现分储过程呢？主要设备是加热炉和分储塔。d.总结石油常压分储产物：液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油、渣油。e.石油各储分的

9、比较：名称主要成分沸点或凝固点范围石油气烷煌ClC4常温常压卜为气体汽油（也称直储汽油）烷烧.环烷煌.芳香煌 C5C1140 200 c煤油烷珞 Cl5Cl6200 270 c柴油（重、轻）的烷嫌C15Cl8270340 c重油（润滑油、石蜡）烷煌与环烷烧 C16C20烷烧 C20C30凝固点在50 c以上渣油（低蜡、沥青）Wj 级烷珞 C30C40固体石油的裂化：（包含热裂化和催化裂化两种）-化学变化a.裂化原理：在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烧断裂为相对分子质 量较小、沸点较低的燃。b.目的：。c.原料和主要产品：原料是常压分储的产品重油主要产品是抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷

10、、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等。d.直储汽油和裂化汽油的比较：比较项目直储汽油裂化汽油来源石油经常压分储制得重油经裂化制得主要成分含C5Cn的烷煌.环烷煌.芳香煌等含C5 C11的烷煌.烯煌.二烯胫等性质差异主要具有饱和烧的性质、不能使滨水因反应而褪色主要具后/、饱和烧的性质.能使澳水、KMnO 4酸性溶液褪色石油裂解（也叫深度裂化）-化学变化a.原理：在高于裂化温度（700800C,有时甚至高达 1000c以上）下，使石油产 品中具有长链分子的烧断裂为各种短链的不饱和的气态或液态烧。主要发生化学变化。b.目的：c.原料和产品：主要原料是含有直链烷烧的石油分储产品（包括石油气）。而所得的产品主要是

11、乙烯、丙烯、异丙烯等，另外还有甲烷、乙烷、丁烷.快烧、硫化氢和碳的氧化物等。【练一练】1 .下列有关石油的炼制和煤的综合利用的说法正确的是（）A .石油的催化裂化是为了提高汽油等轻质油的产量和质量B.石油裂解可得到汽油C.煤的气化和液化均为物理变化D.石油在分储过程中最先得到的福分是柴油2.下列物质不能通过煤的干储得到的是（）A.焦炭B.粗苯C.粗氨水D.硝酸3.下列说法不正确的是（）石油 分储产品 乙烯A.石油主要是由煌组成的混合物C.包括裂化，裂解等过程CH2BrCH2BrB.主要发生物理变化D.中产物名称是二澳已烷课堂小憩侯氏制碱法碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳

12、酸钠，但仍 不能满足工业生产的需要。1862年，比利时人索尔维 （Ernest Solvay 1838 1922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以 外的国家实行技术封锁。第一次世界大战期间， 欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司 ，决心打破洋人的垄断， 生产出中国的纯碱。 他聘请正在美国留学的侯德 榜先生出任总工程师。1920年，侯德榜先生毅然

13、回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了 索尔维法的各项生产技术。1924年8月，塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸钱厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新 建一个永利川西化工厂。制碱的主要原料是食盐， 也就是氯化钠，而四川的盐都是井盐， 要用竹筒 从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料， 这样食盐成本就高了。 另外，索尔维制碱法的致命

14、缺点是食盐利用率不高，也例题解析就是说有30%勺食盐要白白地浪费掉， 这样成本就更高了， 所以侯德榜决定不 用索尔维制碱法，而另辟新路。知识点1：工业制备硫酸【例1】以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:海粉炉接触室 吸收塔98,3%供稀暮 用械眼(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：4+11O2高温2Fe2O3+8SO2(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制造水泥或制砖，含铁品位高的矿渣可炼铁

15、(4)每160g SO3气体与液态H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和钱盐.SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制澳过程中吸收潮湿空气中的Br2. SO2吸收Br2的离子方程式是 .知识点5:煤和石油的炼制【例5】如图是实验室模拟煤的干储的实验装置，下列叙述错误的是A.上图实验中发生了化学变化B .液体Y是一种纯净物C.气体Z易燃，可还原CuOD.水溶液X的pH7,液体Y是黑色黏稠状的煤焦油变式1:将图中所列仪器组装为一套蒸储石油的实验装置，并进行蒸储，得到汽油和煤油。(1)图中A、

16、B、C三种仪器的名称分别是 、.(2)将以上仪器按(I) - 一(V!)顺序，用字母 a, b, c,表示连接顺序：e接; 接; 接; 接(3) A仪器中c 口用于, d 口用于.(4)蒸储时，温度计水银球应在 位置.(5)在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是 .课后作业知识点1:硫酸的制备. 接触法制硫酸的炉气组成是SO2占7%, O2占11%, N2占82%,现有100L混合气体进入接触室反应后，总体积变为 97.2L。则该变化过程中 SO2转化率是：()A . 50%B. 60%C. 70%D. 80%.印尼火山喷发不仅带来壮观的美景，还给附近的居民带来物质财富，有许多居民冒着生命危险

17、 在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入.硫磺可用于生产化工原料硫酸.某工厂用如图 所示的工艺流程生产硫酸：请回答下列问题：(1)为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装 (填设备名称).吸收塔中填 充有许多瓷管，其作用是 .(2)为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量 50%,为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计 1和流量计2的空气体积比应为 .假设接触室中SO2的转化率为95%, b管排出的尾 气中二氧化硫的体积分数为 (空气中氧气的体积分数按 0.2计)，该尾气的处理方法(3)与以硫铁矿为原料的生产工艺

18、相比，该工艺的特点是 (可多选).A.耗氧量减少B.二氧化硫的转化率提高C.产生的废渣减少D.不需要使用催化剂(4)矿物燃料的燃烧是产生大气中 SO2的主要原因之一.在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式 知识点2:煤和石油的炼制开采潜力较大的地方，有第二个波1.中国南海海域是全球范围内石油储量与可开采储量较丰富、斯湾”之称.下列关于石油的说法正确的是(A.石油属于可再生矿物能源B.石油只含有碳、氢、氧三种元素C .石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量D.石油分储的各储分均是纯净物.下列关于煤的干储的叙述中，正确的是 ()A .煤加强热而分解的过程叫做煤的干储B .煤干储的目的是得到冶金用的优质焦炭C.煤的干储和石油的分储的本质差别是：干储是物理变化，而分储是化学变化D.工业上苯等芳香烧原料可由煤干储得到，其存在于干储所得的焦炉气中.煤被誉为工业的粮食”，是生产许多化工产品的主要原料，在下图转化关系中，已知 A是一种重要的化工原料，A的产量可以用来衡量一个国