《《礦石資源化石燃料》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《礦石資源化石燃料》（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

點(diǎn)擊高考 《“設(shè)計(jì)”一座硫酸廠》從硫酸的原料、合成、廠址的選擇的角度來介紹相關(guān)知識，在這些方面聯(lián)系著很多高考的熱點(diǎn)： 硫及硫的化合物的性質(zhì)、硫及硫的化合物相關(guān)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)問題等等。我查閱了2001年以來的高考題，發(fā)覺本節(jié)知識在歷年高考中占有重要的地位—平均每年都有10分左右題目在這里出現(xiàn)，并且更多的是以實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn)。 通過仔細(xì)分析研究，我選出這幾年高考中相關(guān)的幾個代表性題目，供大家參考學(xué)習(xí)，以便大家明白學(xué)習(xí)本節(jié)的目標(biāo)和重要性。 例1．（2001年）長期存放的亞硫酸鈉可能會被部分氧化，現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)來測定某無水亞硫酸鈉試劑的純度。實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①稱量a g樣品，置于燒杯中。 ②加入適量蒸餾水，使樣品溶解。 ③加入稀鹽酸，使溶液呈強(qiáng)酸性，再加過量的BaCl2溶液。 ④過濾，用蒸餾水洗滌沉淀。 ⑤加熱干燥沉淀物。 ⑥將沉淀物冷卻至室溫后，稱量。 ⑦重復(fù)⑤、⑥操作直到合格，最后得到b g固體。 回答下面問題： （1）本實(shí)驗(yàn)中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2？其理由是：______________________。 （2）步驟③中加鹽酸使溶液呈強(qiáng)酸性的目的是：__________________________。 （7）步驟⑦的“合格”標(biāo)準(zhǔn)是：______________________________________________。 （8）實(shí)驗(yàn)測得樣品中無水亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：____________________________。 （列出算式，不需化簡） 答案：（1）不能；在酸性溶液中，NO3－能將SO32－氧化成SO42－，造成結(jié)果錯誤（2）保證得到的沉淀都是BaSO4，沒有BaSO3（3）連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量不變（4） 例2．（2003年）擬用下圖裝置制取表中的四種干燥、純凈的氣體（圖中鐵架臺、鐵夾、加熱及氣體收集裝置均已略去；必要時可以加熱；a、b、c、d表示相應(yīng)儀器中加入的試劑）。 氣體 a b c d C2H4 乙醇 濃H2SO4 NaOH溶液 濃H2SO4 Cl2 濃鹽酸 MnO2 NaOH溶液 濃H2SO4 NH3 飽和NH4Cl溶液 消石灰 H2O 固體NaOH NO 稀HNO3 銅屑 H2O P2O5 （1）上述方法中可以得到干燥、純凈的氣體是 。 （2）指出不能用上述方法制取的氣體，并說明理由（可以不填滿） ①氣體 ，理由是 。 ②氣體 ，理由是 。 ③氣體 ，理由是 。 ④氣體 ，理由是 。 答案：（1）NO2）①C2H4；裝置中沒有溫度計(jì)，無法控制反應(yīng)溫度②Cl2；反應(yīng)生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了③NH3；反應(yīng)生成的NH3被c中的H2O吸收了 例3．（2004年）強(qiáng)熱硫酸亞鐵固體可發(fā)生如下反應(yīng)，2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑，若將此反應(yīng)生成的氣體通入BaCl2溶液中，則（ ） A、析出BaSO3沉淀 B、析出BaSO4沉淀 C、逸出SO3氣體 D、逸出SO2氣體 答案：BD 例4：（2003年）對某酸性溶液（可能含有Br－，SO42－，H2SO3，NH4＋）分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①加熱時放出的氣體可以使品紅溶液褪色 ②加堿調(diào)至堿性后，加熱時放出的氣體可以使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)； ③加入氯水時，溶液略顯黃色，再加入BaCl2溶液時，產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀硝酸 對于下列物質(zhì)不能確認(rèn)其在溶液中是否存在的是（） A Br－ B SO42－ C H2SO3 D NH4＋ 答案：B 對比中尋求解題策略 解題策略對于考生來說重要性不言自明，解題策略也就是考試戰(zhàn)略，大到一次全面的考試具體方略，小到一個題目的解題技巧。每個小題的解題方法和技巧加和起來組成一次考試的策略，但是不同試題，需要不同的方法和技巧，不能一塵不變，要因題而異，在變化中尋求最適合這種題的策略。下面我選擇兩個有關(guān)硫及硫的化合物的高考試題，來談一下解題策略。 首先看2002年廣東高考化學(xué)試卷的17題：根據(jù)下圖回答問題： （1）上述裝置中，在反應(yīng)前用手掌緊貼燒瓶外壁檢查裝置的氣密性，如觀察不到明顯的現(xiàn)象，還可以用什么簡單的方法證明該裝置不漏氣。答 （2）寫出濃硫酸和木炭粉在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： （3）如果用圖中的裝置檢驗(yàn)上述反應(yīng)的全部產(chǎn)物，寫出下面標(biāo)號所表示的儀器中應(yīng)加入的試劑的名稱及其作用： A中加入的試劑是 ，作用是 。 B中加入的試劑是 ，作用是 。 C中加入的試劑是 ，作用是除盡 氣體。 D中加入的試劑是 ，作用是 。 （4）實(shí)驗(yàn)時，C中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 。 此題出看上去比較難，如果認(rèn)真考慮（但是要按一定的順序），我們從上向下看實(shí)驗(yàn)裝置，研究反應(yīng)裝置，可以看出：從濃硫酸長頸漏斗加入圓底燒瓶內(nèi)和碳粉混合，在加熱條件下，發(fā)生反應(yīng)：2H2SO4(濃)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O，因此我們需要檢驗(yàn)的物質(zhì)有三種：CO2、SO2、H2O，然后從左到右看，結(jié)合要檢驗(yàn)的物質(zhì)的性質(zhì)的異同，首先要檢驗(yàn)水，由于CO2和SO2有相同之處 ，會對檢驗(yàn)造成影響，所以在檢驗(yàn)完SO2后必須要除去它才能繼續(xù)檢驗(yàn)CO2。這樣，題目就一目了然了。 答案：（1）反應(yīng)前點(diǎn)燃酒精燈，加熱燒瓶一小會兒。在瓶B、C、D中出現(xiàn)氣泡，熄滅酒精燈，瓶B、C、D中導(dǎo)管液面上升，證明該裝置不漏氣。（2）2H2SO4(濃)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O（3）無水硫酸銅；檢驗(yàn) H2O；品紅溶液；檢驗(yàn) SO2；足量酸性 KMnO4 溶液；SO2；澄清石灰水；檢驗(yàn) CO2（4） 導(dǎo)管有氣泡冒出；溶液紫色逐漸變淺；瓶底有少量黑色固體生成。 與上一題相比，2005年廣東高考化學(xué)卷的20就更加難一點(diǎn)：研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。（1）根據(jù)反應(yīng)Na2SO3（固）+H2SO4（濃）＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O，制備SO2氣體。①用下列簡圖，在答題卡的方框中畫出制備并收集SO2的實(shí)驗(yàn)裝置（含試劑）示意圖。 帶孔橡膠塞 錐形瓶 集氣瓶 分液漏斗 導(dǎo)管 液體 固體 ②實(shí)驗(yàn)過程中，使用分液漏斗滴加濃硫酸的操作是_____________________________。 （2）將SO2氣體分別通入下列溶液中： ①品紅溶液，現(xiàn)象是_______________________________________________________； ②溴水溶液，現(xiàn)象是_______________________________________________________； ③硫化鈉溶液，現(xiàn)象是_____________________________________________________。 （3）有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，SO2氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很不明顯，但又不存在氣密性問題。請你推測可能的原因并說明相應(yīng)的驗(yàn)證方法（可以不填滿）。 ①原因_____________________；驗(yàn)證方法__________________________。 ②原因_____________________；驗(yàn)證方法__________________________。 ③原因_____________________；驗(yàn)證方法__________________________。 此題不但要會看圖還要會組裝儀器，難度就加大了，但是萬變不離其中，題目的內(nèi)容總是和它要考擦的內(nèi)容一致。根據(jù)反應(yīng)原理，我組裝儀器應(yīng)該按照：反應(yīng)裝置→干燥或除雜質(zhì)裝置→檢驗(yàn)裝置→尾氣吸收裝置，在同一組裝置內(nèi)按照從上向下的原則組裝。組裝好后，再結(jié)合題目認(rèn)真考慮，與上題對比找出共性。 答案：.(1) ①如右圖配置②打開分液漏斗上口的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加。(2)①溶液褪色②溶液褪色③有淺黃色沉淀(或溶液變渾濁) (3)①NaSO3 變質(zhì)；取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2 ，溶液有白色沉淀生成，則證明該NaSO3 固體變質(zhì)②不是濃硫酸；用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸 由此可以看出，只要是有關(guān)帶有裝置的實(shí)驗(yàn)題關(guān)鍵在于結(jié)合題目有關(guān)條件來研究裝置，研究試驗(yàn)裝置是有一定策略的，一般是按照：從上到下、從左到右的策略，這樣就不會漏掉相關(guān)內(nèi)容，當(dāng)把題目裝置看完后，組裝儀器和題目解答都出來了！ 金屬冶煉解析及典型例題 廣東 楊關(guān)敬 金屬的冶煉方法和金屬活動性有著很大的關(guān)系，金屬的活潑程度不同，對應(yīng)的冶煉方法也截然不同，根據(jù)不同金屬的活動性，冶煉方法大致如下： (1)K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬：一般采用的是電解熔融鹽或氧化物的方法冶煉。 (2)Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金屬，一般采用還原劑(如CO、H2、 C)等高溫還原的方法冶煉，必要時再進(jìn)一步精煉。 (3)Hg、Ag等較不活潑的金屬，一般采用高溫分解相應(yīng)的化合物的方法冶煉。 但是人們根據(jù)生產(chǎn)條件的變化，同一種金屬也可能采用多種冶煉方法，因此在試題的表達(dá)中，就會出現(xiàn)不同類型，現(xiàn)舉例如下： 【例1】不能用熱分解法制得的金屬是（ ） A．Fe B．Ag C．Mg D．Hg 【解析】熱分解法一般用于很不活潑銀、汞等金屬的冶煉，它們的化合物大多不穩(wěn)定，比如氯化銀受熱時能夠分解為相應(yīng)的單質(zhì)金屬，而活潑金屬的化合物一般相當(dāng)穩(wěn)定，加熱是很難分解。因此，比較活潑的鐵和鎂不能夠通過熱分解法制的。 答案：AC 【例2】將n mol木炭粉和1 mol氧化亞鐵在反應(yīng)器中混合，隔絕空氣加強(qiáng)熱． (1)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有： ④_____________________ (2)若n <，充分反應(yīng)后，反應(yīng)器中的固體物質(zhì)是____，氣體產(chǎn)物是___________ (3)若n >4，充分反應(yīng)后，反應(yīng)器中的固體物質(zhì)是____，氣體產(chǎn)物是___ (4)若反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是混合物。n的取值范圍是：_________． (5)若反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是混合物，且混合物中CO和CO2的物質(zhì)的量相等，則n的值為_________． 【解析】 (1)由反應(yīng)①、②、③可知，可能發(fā)生的反應(yīng)④為 (2)、(3)、(4)和(5)問為多步反應(yīng)的計(jì)算問題，凡多步反應(yīng)的計(jì)算問題首先要 通過過程反應(yīng)找出總反應(yīng)．此題中①、③為過程反應(yīng)，總反應(yīng)為 然后通過總反應(yīng)(有時要結(jié)合過程反應(yīng))來求解． (2)由反應(yīng)② 當(dāng)n <時FeO過量，故充分反應(yīng)后，反應(yīng)器中的固體物質(zhì)是FeO和Fe；氣體產(chǎn)物是CO2． (3)當(dāng)n>4時，由②知碳過量，發(fā)生反應(yīng)④： ②和④兩反應(yīng)共消耗碳 mol十 mol=1 mol <4 mol，在④反應(yīng)中碳亦過量，故反應(yīng)器中固體物質(zhì)是C和Fe；氣體產(chǎn)物是CO． (4)若反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是混合物，則對于②反應(yīng)，C過量，即n>，對于④反應(yīng)C不足量，即n<+=1，綜合即得7，溶液Y是黑色粘稠的煤焦油，上層X是粗苯等 C.氣體Z中有些成分易燃，且可以還原氧化銅 D.液體Y是一種純凈物 解析思路：本題以一個模擬實(shí)驗(yàn)裝置切題，對煤的干餾產(chǎn)物進(jìn)行考查。將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解，可得到多種物質(zhì)，屬于化學(xué)變化，A正確。所得的產(chǎn)物有焦?fàn)t氣(含有甲烷、氫氣、乙烯、一氧化碳等)、煤焦油(不溶于水的一種多成分混合物)、粗氨水(溶于水)、焦炭等，焦?fàn)t氣中的氫氣等可以還原氧化銅，且易燃，C正確。氨水的pH>7，煤焦油層居于水層以下，苯及二甲苯等居于水層以上，故B正確。由于煤焦油中含多種物質(zhì)成分，屬于混合物，D錯誤。 錯因分析：在解析過程中，往往由于對煤的干餾沒有一個理性認(rèn)識，而認(rèn)為煤的干餾只是一個簡單的分離過程，而容易錯選A。 答案：D 例2.已知將煤進(jìn)行干餾，可以得到粗苯等物質(zhì)，將苯與溴水混合，充分振蕩后靜置，用分液漏斗分出上層液體放置于一試管中，若向其中加入一種試劑，可發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生白霧．這種試劑是 A．濃H2SO4 B．HN03 C．鋅粉 D．鐵粉 解析思路：本題以煤的干餾為背景，對苯的性質(zhì)進(jìn)行考查。分液漏斗上層液體是苯和Br2的混合物。苯和純Br2在鐵粉作催化劑的條件下會發(fā)生取代反應(yīng)，生成溴苯，同時還有HBr，HBr與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成小液滴，所以形成白霧。 錯因分析：在解析過程中往往因?qū)忣}不細(xì)，只注意到“將苯與溴水混合”，忽視了“充分振蕩后靜置，用分液漏斗分出上層液體放置于一試管中”，從而認(rèn)定不發(fā)生反應(yīng)，最終造成空答，也有一些同學(xué)對HBr的性質(zhì)掌握不扎實(shí)，不清楚白霧是什么，而錯答B(yǎng)。 答案：D 例3.近年來，礦難時常發(fā)生，2005年冬，由于人為因素造成的大礦難，令人心悸，148條性命，因工作人員的疏忽而離開了這個世界。在煤礦的煤井里，除了采取必要的安全措施，如“通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等”外，還要隨時監(jiān)測瓦斯的含量。當(dāng)瓦斯的在空氣中提及分?jǐn)?shù)含量為5%~~15%，點(diǎn)燃就會爆炸，那么假如要想瓦斯爆炸最強(qiáng)烈，請問甲烷所占的體積分?jǐn)?shù)為 A.15% B.10.05% C.9.5% D.5% 分析思路：本題從煤礦礦難入手，對瓦斯爆炸這一社會熱點(diǎn)展開考查，沒有考查常規(guī)的甲烷的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等，而是對瓦斯發(fā)生最大爆炸時候的極限進(jìn)行考查。本題要想使瓦斯爆炸最強(qiáng)烈，則要使甲烷和空氣中的氧氣充分反應(yīng)， 錯因分析：而很多同學(xué)因?yàn)檎J(rèn)識不到“本題要想使瓦斯爆炸最強(qiáng)烈，則要使甲烷和空氣中的氧氣充分反應(yīng)，”，而錯答。 答案：C 例4. 已知煤經(jīng)過干餾后可以制得多種芳香族化合物，下列來自煤的芳香烴的一氯取代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目最多的是　 解析思路：本題考查了同學(xué)們的空間思維能力，要求能夠正確判定這幾類芳香烴的一氯代物的種類。解析本題的關(guān)鍵是對幾種芳香烴的空間結(jié)構(gòu)有一個明確地認(rèn)識，從而正確書寫出一氯代物的結(jié)構(gòu)。它們的一氯代物結(jié)構(gòu)：A中物質(zhì)有兩種一氯代物；B有三種一氯代物；C中有三處同分異構(gòu)體；D物質(zhì)有五種一氯代物同分異構(gòu)體。 錯因分析：由于對這些芳香烴的空間構(gòu)型認(rèn)識模糊，導(dǎo)致容易漏答，或者是重復(fù)計(jì)算，不能正確而造成錯誤。 答案：D 例5.已知將煤高溫干餾可除了可以得到苯、二甲苯外，還可以得到三甲苯和甲乙苯，它們的分子式都是C9H12，其同分異構(gòu)體共有6種。其中有n種同分異構(gòu)體將它們分別進(jìn)行一硝化（即：向分子中苯環(huán)上導(dǎo)入一個硝基），都分別只能得到兩種異構(gòu)體產(chǎn)物（C9H12NO2）。則n等于 A.0 B.1 C.2 D.3 解析思路：本題通過對硝化產(chǎn)物數(shù)目的考查，展開對三甲苯和甲乙苯可能出現(xiàn)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)的考查。在解析過程中首先要分析分子式為C9H12的三甲苯和甲乙苯可能出現(xiàn)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)，然后對它們的同分異構(gòu)體進(jìn)行一硝化，得到一硝化產(chǎn)物，從而得出答案。 錯因分析：在解析過程中，往往由于對三甲苯和甲乙苯的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出現(xiàn)錯誤，而最終錯答本題。 答案：C 例6. 已知將煤處理后可以得到二甲苯，二甲苯苯環(huán)上的一溴代物共有3種?？梢杂眠€原的方法得到3種二甲苯，它們的熔點(diǎn)分別列于下表 6種溴二甲苯的熔點(diǎn) 234℃ 206℃ 213.8℃ 204℃ 214.5℃ 205℃ 對應(yīng)還原的二甲苯 13℃ -54℃ -27℃ -54℃ -27℃ -54℃ 由此推斷熔點(diǎn)為234℃的分子的結(jié)構(gòu)簡式為_________________，熔點(diǎn)為54℃的分子結(jié)構(gòu)簡式____________________。 解析思路：本題看似無從下后，因此很多學(xué)生都出現(xiàn)了錯誤，其實(shí)解析本題是考查了二甲苯以及溴二甲苯的結(jié)構(gòu)，我們可以從題給信息得知，溴二甲苯六種各自不同的熔點(diǎn)，告訴我們這是六種一溴代物，而二甲苯只有3種沸點(diǎn)。根據(jù)沸點(diǎn)的不同，推論得到三種物質(zhì)從而得出答案。 錯因分析：不能正確地領(lǐng)會信息，不能將熔點(diǎn)和知識連接起來，而造成了空答。 答案： 煤干餾產(chǎn)物——芳香族化合物高考試題欣賞 廣東 李曉風(fēng) 煤干餾產(chǎn)物——芳香族化合物是重要的工業(yè)原料，也是高中化學(xué)的重要內(nèi)容，在歷年的高考中都占有一席之地，下面選擇兩高考題，供大家參考。 HO HO HO─—COOH 例1．（2005年廣東卷）300多年前，著名化學(xué)家波義耳發(fā)現(xiàn)了鐵鹽與沒食子酸的顯色反應(yīng)，并由此發(fā)明了藍(lán)黑墨水。沒食子酸的結(jié)構(gòu)式為： （1）用沒食子酸制造墨水主要利用了___________________類化合物的性質(zhì)（填代號）。 A、醇 B、酚 C、油脂 D、羧酸 （2）沒食子酸丙酯且有抗氧化作用，是目前廣泛應(yīng)用的食品添加劑，其結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________。 （3）尼泊金酯是對羥基苯甲酸與醇形成的酯類化合物，是國家允許使用的食品防腐劑。尼泊金丁酯的分子式為_________________________，其苯環(huán)只與-OH和-COOR兩類取代基直接相連的同分異構(gòu)體有___________種。 （4）寫出尼泊金乙酯與氫氧化鈉溶液加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式： __________________________________________________ ___________ 解析：苯環(huán)作為一種官能團(tuán)具有它的特殊性質(zhì)，當(dāng)其他官能基團(tuán)與它相連接時，會受到它的影響。羥基與苯環(huán)相連后是酚，酚與鐵離子顯示特殊的顏色。沒食子酸上有羧基、羥基，所以它具有羧酸的性質(zhì)，又具有酚的性質(zhì)，可以發(fā)生脂化、加成、使有些物質(zhì)顯示特殊顏色、取代等等反應(yīng)。此題是對有機(jī)物官能團(tuán)和反應(yīng)類型的綜合考察。大家容易錯在只考慮官能團(tuán)，而不考慮官能團(tuán)之間相互影響造成的官能團(tuán)性質(zhì)的變化。 HO HO HO─—COOCH2 CH2 CH3 答案：(1) B(2) HO─—COOCH2 CH3 + 2NaOH → NaO─—COONa + CH3 CH2OH + H2O Δ (3) C11H14O3 (4) 例2．（2002年廣東卷）乙酸苯甲酯對花香和果香的香韻具有提升作用，故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲酯可以用下面的設(shè)計(jì)方案合成。 （1）寫出A人的結(jié)構(gòu)簡式： A ，C： （2）D有很多同分異構(gòu)體，含有酯基和一取代苯結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有五個，其中三個的結(jié)構(gòu)簡式是 請寫出另外兩個同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式： 和 解析：一般芳香族化合物知識容易出現(xiàn)在選擇題和推斷題中，其中一推斷題居多，由于芳香族化和物的特殊結(jié)構(gòu)，增加了考試的難度，是加大考題區(qū)分度的一種策略。但面對這種考題，大家不要心慌，只要靜下心來，根據(jù)各個官能團(tuán)的性質(zhì)（吸電子還是推電子等）認(rèn)真思考它們之間相互影響，找出其中的奧妙，就沒問題了。此題用逆推法很容易看出C是苯甲醇，B是芐基氯，A就是甲苯了，下面答案很快就出來了。 答案：（1）A：－CH3 C：－CH2―OH （2） 礦石資源化石燃料例題解析 礦石資源和化石燃料對人們的生產(chǎn)生活起著十分重要的作用。下面我們通過例題從化學(xué)的角度分析關(guān)于它們在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。 【例1】 關(guān)于化工廠的設(shè)計(jì)是將實(shí)驗(yàn)室的研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化工生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)工 作，需要考慮許多綜合問題,所以設(shè)計(jì)一座化工廠是非常復(fù)雜，那么根據(jù)已學(xué)的知識試分析“設(shè)計(jì)”一座硫酸廠應(yīng)在哪里選擇廠址。 一座硫酸廠的轉(zhuǎn)化器中將SO2和O2以體積比為1/2混合后，通入接觸室發(fā)生反應(yīng) 2SO2 + O2≒2SO3（g） 達(dá)平衡時，在同溫、同壓下測得反應(yīng)前與反應(yīng)后混合氣體的密度之比為13/15。求SO2的轉(zhuǎn)化率？又知工業(yè)上反應(yīng)前后混合氣體的密度比上述的密度比稍小，試回答SO2接觸氧化為SO3時不采取加壓措施的原因。 【解析】化工廠廠址的選擇是一個復(fù)雜的問題，它涉及原料、水源、能源、土地供應(yīng)、市場需求、交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)等諸多因素．應(yīng)對這些因素全面綜合地考慮，權(quán)衡利弊，才能做出正確的選擇．硫酸廠廠址的選擇，就應(yīng)考慮以上的各種因素外，還應(yīng)考慮到，硫酸是一種腐蝕性液體，不能像普通固體化工產(chǎn)品那樣可以較多的貯存，需要隨產(chǎn)隨銷．硫酸的運(yùn)輸成本較高，1t H2SO4的運(yùn)價約為1t黃鐵運(yùn)價的三倍，這就決定了硫酸廠應(yīng)靠近消費(fèi)中心，比靠近原料產(chǎn)地更有利．工廠規(guī)模的大小，主要由硫酸的用量的多少來決定．此外，硫酸廠選址應(yīng)避開人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護(hù)要求高的地區(qū)． 根據(jù)相同條件下氣體的密度之比等于同體積氣體的質(zhì)量之比，且反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，可得出氣體的密度之比等于氣體體積的反比。 設(shè)反應(yīng)前混合氣體中SO2的體積為1 L，O2 應(yīng)為2L達(dá)平衡時SO2的轉(zhuǎn)化的體積為x 。 在工業(yè)上不加壓，SO2的轉(zhuǎn)化率就達(dá)80% 以上，已經(jīng)很高，若再加壓SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大，但對設(shè)備的要求要提高許多，故沒有必要再加壓。 【例2】 磚瓦是用含鐵元素等雜質(zhì)的粘土隔絕空氣燒制成的,當(dāng)燒窯作業(yè)鄰近結(jié)束時,若 用淋灑水辦法來降低溫度,窯內(nèi)處于還原性氣氛,磚塊中的鐵以氧化亞鐵的形式存在,因而磚成青色。若用捅開的窯頂自然冷卻的辦法,磚就變成了紅色。 ⑴從化學(xué)角度看,磚瓦呈紅色的原因是 。 ⑵現(xiàn)在一塊紅磚,實(shí)驗(yàn)臺上有濃硫酸、3mol/L的鹽酸、0.1mol/L的硫氰化鉀溶液、0.1mol/L的氯化鐵溶液、0.01mol/L的氫氧化鈉溶液、蒸餾水等試劑,請選用中學(xué)化學(xué)的常用儀器,設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn),用最簡捷的方法驗(yàn)證紅磚中含有三價鐵。（簡述實(shí)驗(yàn)步驟,所用儀器、產(chǎn)生現(xiàn)象、所得結(jié)論） 【解析】(1)Fe2+在空氣中不穩(wěn)定,所以捅開窯頂，空氣進(jìn)入窯內(nèi)，鐵元素被氧化成三價鐵，生成紅色的Fe2O3。 (2)由(1)中知道紅磚中含的是Fe2O3 ，要檢驗(yàn)紅磚中是否含有Fe3+ ，就得將Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3+ 。檢驗(yàn)Fe3+ 用KSCN溶液，因?yàn)镕e3+ 與SCN－形成紅色的絡(luò)合物。 實(shí)驗(yàn)方法：將少許紅磚研成粉末，取少許粉末加過量鹽酸，振蕩，靜置，取上層清液加KSCN溶液，若呈血紅色溶液，證明含有Fe3+。 【例3】石油分餾可以得到汽油，1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑，常溫下它是無色液體，密度2.18gcm-3，沸點(diǎn)131.4℃，熔點(diǎn)9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑。在實(shí)驗(yàn)室中可以用下圖所示裝置制備： 填寫下列空白： ①寫出本題中制備1，2－二溴乙烷的兩個化學(xué)反應(yīng)方程式： ， 。 ② 安全瓶b可以防止倒吸，并可檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時試管d是否發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現(xiàn)象_ ③ 容器c中的NaOH溶液的作用是：_____ 。 ④ 某學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時，使用一定量的液溴，當(dāng)溴全部褪色時，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量，比正常情況下超過許多，如果的氣密性沒有問題，試分析其可能的原因。 【解析】①要制得1，2－二溴乙烷首先要得到乙烯,所以先制乙烯。實(shí)驗(yàn)室制乙烯的方法是用在濃硫酸的條件下加熱乙醇（溫度控制在170℃）。 用乙烯在與溴加成就得到溴乙烷 CH2==CH2+Br2 → CH2BrCH2Br ②b中水面下降，玻璃管中水柱上升，甚至溢出。 ③氫氧化鈉能與酸性氧化物反應(yīng),所以用以除去酸性氣體(或除CO2、SO2等) ④可能的原因有兩種 ： A、乙烯發(fā)生過快 B、溫度控制不當(dāng) 【例4】為了防治酸雨，減少煤燃燒時向大氣排放的SO2，工業(yè)上通過生石灰和含硫的煤混合使用可以“固硫”（避免硫化合物進(jìn)入大氣），最后生成石膏。試回答： ⑴ 整個“固硫”反應(yīng)所涉及的反應(yīng)類型包括：①化合②分解③置換④復(fù)分解⑤氧化還原反應(yīng)⑥非氧化還原反應(yīng)⑦離子反應(yīng)⑧非離子反應(yīng)（分子反應(yīng)）。其中正確的是（ ） A．①⑤⑥⑦ B．①②③⑤⑧ C．①⑤⑥⑧ D．②④⑤⑦ ⑵ 第一步“固硫”反應(yīng)的化學(xué)方程式中所需氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和為( ) A．1 B． 2 C．3 D．4 ⑶ 比較此法與“石灰石粉末與含硫煤混合”法哪個更好些?為什么? ⑷ 你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生可采取的措施是( ) ①少用煤作燃料②把工廠的煙囪造高 ③先將燃料煤脫硫 ④在土壤中加石灰防止酸化 ⑤開發(fā)新能源,避免含S、N的氧化物大量排放 A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤ 【解析】 ⑴ 在含硫的煤中加生石灰“固硫”的反應(yīng)是CaO+ SO2== CaSO3、2CaSO3+O2== 2CaSO4,由以上化學(xué)方程式可知涉及到的反應(yīng)類型有化合、氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng)和非離子反應(yīng)。 ⑵ 易錯選B。主要是區(qū)分哪一個反應(yīng)是第一步“固硫”反應(yīng)。 ⑶ 有的學(xué)生誤認(rèn)為是“石灰石粉末與含硫煤混合”法更好。忽略了實(shí)際生產(chǎn)中石灰石分解為CaO需消耗很高能量，浪費(fèi)煤，使生產(chǎn)成本提高。 ⑷把煙囪造高不能減少SO2的排放量；在土壤中施放石灰雖可中和酸雨造成的酸性，但由于生成CaSO4,長期使用會使土壤板結(jié)，影響土質(zhì)。 〖答案〗： ⑴ C；⑵ A；⑶ 在含硫煤中加入生石灰的方法更好，因?yàn)榇朔ü?jié)約煤，成本低；⑷ C 。 一道與環(huán)保有關(guān)的典題解析 有效地利用現(xiàn)有能源和開發(fā)新能源已受到各國的普遍重視。 (1)可用改變汽油組成的辦法來改善汽油的燃燒性能。例如，加入 CH3OC(CH3)3來生產(chǎn)“無鉛汽油”。CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子間連接形式有 。(填寫編號) (2)天然氣的燃燒產(chǎn)物無毒、熱值高、管道輸送方便，將成為我國西部開發(fā)的重點(diǎn)之一，天然氣常和石油伴生，其主要的成分是 。能說明它是正四面體而非正方形平面結(jié)構(gòu)的理由是 。(填寫編號) ①其一氯取代物不存在同分異構(gòu)體 ②其二氯取代物不存在同分異構(gòu)體③它是非極性分子 ④它的鍵長和鍵角都相等 (3)1980年我國首次制成一輛燃?xì)淦?，乘員12人，以50 kmh-1行駛了40 km。要有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價的氫氣。下列可供開發(fā)又較經(jīng)濟(jì)的制氫方法是 。(填寫編號) ①電解水②鋅和稀硫酸反應(yīng)③光解海水 其次，制得純氫氣后還需要解決的問題是 。(例舉其一) 解析：(1)只要寫出結(jié)構(gòu)簡式 就可以看出答案； (2)天然氣的主要成分是甲烷，若為平面正方形結(jié)構(gòu)，則其二元取代物有兩種同分異構(gòu)體，而正四面體的二元取代物不存在同分異構(gòu)體；(3)電解水消耗大量的電能，鋅和稀硫酸的反應(yīng)也不適合于工業(yè)大量生產(chǎn)，只有利用太陽光使海水光解才是經(jīng)濟(jì)的方法。但氫氣的密度小、沸點(diǎn)低，輸送和儲存有一定的難度。此題考查了有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和環(huán)保知識，有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)，是每年必考內(nèi)容，環(huán)保問題也日益受到重視，必將在今后的高考中重現(xiàn)。 答案：(1) ③ (2) 甲烷 ② (3) ③ 氫氣的輸送和貯存 16