高三化学二轮专题复习学案流程图.doc

高三化学二轮专题复习学案
——流程图

【考点解读】了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等。）知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
【专题剖析】化学知识越来越多的应用在工业生产和生活实际中，而这也成为高考命题的热点和难点，充分体现化学学科知识的实用性。试题有时会以流程图的形式出现。这类题目的综合性强，要求同学们既要熟知工业生产的基本原理，又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选，对同学的学科能力要求较高。
首先，回顾一下我们在高中教材中涉及到的化学工业：
1、候氏制碱法 　
2、氯碱工业　　　
3、硅酸盐工业　　　　
4、工业制硫酸　　　　　　
5、合成氨工业　　　　
6、工业制硝酸　　　　
7、金属的冶炼：Na、Mg、Al、Fe、Cu等　　　
8、石油化工、煤化工、农副产品化工
以这些工业生产原理为基础，可以是无机流程图，也可以是有机流程图，重在基本原理的应用。主要有物质的合成、化工生产中废弃物的处理等。
【例题解析1】海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类。人类在陆地上发现的100多种元素，在海水中可以找到80多种。海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。回答下列问题：
⑴ 蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法，技术和工艺比较完备，但由于使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大。为克服蒸馏法海水淡化的缺陷，请对蒸馏法淡化海水的工艺提出一条改进建议 ▲。
⑵ 使用离子交换树脂与水中的离子进行交换也是常用的水处理技术。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂，写出聚丙烯酸钠单体的结构简式 ▲ 。
⑶ 空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如下（苦卤：海水蒸发结晶分离出食盐后的母液）：
空气
水蒸汽
Cl2
苦卤
Br2
Br2
Cl2
酸化
浓缩
反应②
SO2
反应①
反应③

① 反应②的离子方程式为 ▲ ；
② 从反应③后的溶液中分离出单质溴的方法是 ▲ 。
⑷ 苦卤中含有较多的NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等物质。用沉淀法测定苦卤中MgCl2的含量（g/L），测定过程中应获取的数据有 ▲ ；
【参考答案】⑴ 充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能源
⑵ CH2＝CHCOONa　　⑶ ① SO2＋Br2＋2H2O＝4H＋＋2Br－＋SO42－ ② 蒸馏
⑷ 苦卤样品体积、加入NaOH溶液后生成Mg(OH)2的质量、加入BaCl2溶液后生成BaSO4的质量
【例题解析2】氟化钠是一种重要的氟盐，主要用于农作物杀菌、杀虫、木材的防腐。实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H2SiF6）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵；

已知：20℃时氯化铵的溶解度为37.2g，氟化钠的溶解度为4g。Na2SiF6微溶于水。请回答下列问题：
（1）上述流程①中产生浑浊的原因是生成了 （选择序号）；
A．NH4F B．H2SiO3 C．(NH4)2SiF6 D．(NH4)2CO3
(2)写出流程②中相关的化学方程式： ；
（3）操作I和操作 是相同的，操作II和操作V是相同的，其操作名称为 ；
（4）流程①中NH4HCO3必须过量，其原因是 。
【参考答案】（1）B　（2）NH4F＋NaCl＝NH4Cl＋NaF↓　（3）IV ，洗涤
（4）必须保证H2SiF6能全部反应，防止②中生成Na2SiF6沉淀。

【例题解析3】最近，我国利用生产磷铵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。具体生产流程如下：

水泥
SO3
SO2
固体A
NH3
H3PO4
粉碎
富集
萃取槽
磷灰石
硫酸
操作a
装置a
操作b
操作a
磷铵
热交换器
催化氧化
一系列工艺

回答下列问题：
⑴ 若操作a、操作b均在实验室进行，则操作a时用到的玻璃仪器有 ▲ ；进行操作b时需注意 ▲ 。
⑵ 装置a用于磷酸吸收NH3。若该过程在实验室中进行，请在下面的方框内画出装置a的示意图。
⑶ 热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，如气、液热交换时通常使用的仪器是 ▲ 。
⑷ 固体A为生石膏（CaSO4·2H2O）和不含结晶水且高温时也不分解的杂质。生石膏在120℃时失水生成熟石膏（2CaSO4·H2O），熟石膏在200℃时失水生成硫酸钙。
为测定固体A中生石膏的含量，某科研小组进行了如下实验：称取固体A 180g置于坩埚中加热，加热过程中固体质量随温度变化记录如下图：
① 实验中每次对固体称量时须在冷却后进行。为保证实验结果的精确性，固体冷却时必须防止 ▲ 。
②将加热到1400℃时生成的气体通入品红溶液中，品红褪色。写出1400℃时的化学反应方程式 ▲ 。
③ 固体A中生石膏的质量百分含量＝ ▲ 。
【参考答案】⑴ 漏斗、玻璃棒、烧杯 低温蒸发结晶 ⑵ （如图或其他能防止氨气倒吸的装置） ⑶ 冷凝管　　⑷ ① 吸水
1400℃
② 2CaSO4 2CaO＋2SO2↑＋O2↑　　　③ 75.6％

【例题解析4】1，3-丙二醇是生产新型高分子材料PTT的主要原料，目前1，3-丙二醇的生产的路线有：以石油裂解气为原料的两条石化合成路线和一条生物工程法合成路线。
【路线1】丙烯醛水合氢化法：
【路线2】环氧乙烷甲酰化法：
【路线3】生物发酵法：
（1）A的结构简式为 ▲ 。
（2）从合成原料来源的角度看，你认为最具有发展前景的路线是 ▲ （填1、2或3），理由是 ▲ 。
（3）以1，3-丙二醇与对苯二甲酸为原料可以合成聚酯PTT，写出其化学方程式 ▲ 。
（4）已知丙二酸二乙酯能发生以下反应：

利用该反应原理，以丙二酸二乙酯、1，3-丙二醇、乙醇为原料合成，请你设计出合理的反应流程图。提示：①合成过程中无机试剂任选，②合成反应流程图表示方法示例如下：

【参考答案】（1）CH2OHCH2CHO
（2）3．路线3以可再生资源淀粉为原料，路线1、2的原料为石油产品，而石油是不可再生资源。
（3）
（4）

【例题解析5】1928年，狄尔斯和阿尔德在研究1，3－丁二烯的性质时发现如下反应：

（双烯合成，也可表示为：
CH2
HC
HC
CH2
＋
CH2
CH2
  CH2
CH CH2
CH CH2
  CH2
)
＋

回答下列问题：
⑴ 下列能发生双烯合成反应的有机物是 ▲ （填写序号）；
a．
－OCH3
b．
O
c．
d．
e．
f．

⑵ 工业上通常以甲醛、乙炔为原料制取1，3－丁二烯，生成流程为：
CH2＝CHCH＝CH2
X
HOCH2C≡CCH2OH
甲醛
乙炔
2H2
Ni
－2H2O

① 上述流程中甲醛和乙炔的反应类型是 ▲ ；
② Y和X是同一系列有机物，两者互为同分异构体，Y能氧化生成一元醛。Y的结构可能有▲ 种；
X
浓硫酸
NaOH
醇溶液
CH2＝CHCH＝CH2
双烯合成
氧化

O2
Cu、△
HCl
反应①
H2
1∶1加成
HOCH2C≡CCH2OH
A
B
C
D
E
F
M
⑶ 以CH2＝CHCH＝CH2、X和HOCH2C≡CCH2OH为原料，合成高分子化合物M的线路如下（羧酸在醇溶液中几乎不和NaOH反应）：

① 设置反应①的目的是 ▲ ；
② 写出下列反应的化学方程式：B→C ▲ ；
③ M的结构简式为 ▲ 。
【参考答案】⑴ a、b、e ⑵ ① 加成 ② 3 ⑶ ① 保护碳链中的“C＝C”不被氧化
②Cl
Cl
HOCH2CH2CHCH2OH＋O2
OHCCH2CHCHO＋2H2O
Cu
△

③
H［O－CH2CH2CH2CH2－O－C
O
O
C］nOH

【例题解析6】废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理的方法是先将大多数有机态氮转化为氨态氮，然后通过进一步转化成N2而消除污染。生物除氮工艺有以下几种方法：
【方法一】在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中氨态氮转化为中间过渡形态的硝酸态氮和亚硝酸态氮，然后在缺氧条件下，利用反硝化菌，硝酸态氮和亚硝酸态氮被水中的有机物还原为氮气。见图中之①。反应过程为如下（注：有机物以甲醇表示；当废水中有机物不足时，需另外投加有机碳源）。2NH4＋＋3O2====2HNO2 ＋2H2O ＋2H＋ 2HNO2 ＋O2====2HNO3
6NO3―＋2CH3OH→6NO2―＋2CO2＋ 4H2O 6NO2―＋3CH3OH→3N2 ＋3CO2＋ 3H2O＋ 6OH―
【方法二】与方法一相比，差异仅为硝化过程的中间过渡形态只有亚硝酸态氮。见图中之②。

请回答以下问题：
（1）NH4＋的空间构型为 ▲ 。大气中的氮氧化物的危害有 ▲ 和 ▲ 等。
（2）方法一中氨态氮元素1g转化为硝酸态氮时需氧的质量为 ▲ g。
（3）从原料消耗的角度说明方法二比方法一有优势的原因： ▲ 。
（4）自然界中也存在反硝化作用，使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利，农业上可通过松土作业，以防止反硝化作用。其原因是 ▲ 。
（5）荷兰Delft大学Kluyver生物技术实验室试验确认了一种新途径。在厌氧条件下，以亚硝酸盐作为氧化剂，在自养菌作用下将氨态氮（氨态氮以NH4＋表示）氧化为氮气（见图中过程③）。其反应离子方程式为 ▲ 。
【参考答案】（1）正四面体。破坏臭氧层、光化学污染、形成酸雨等。 （2）4.57 (4.6也可)。
（3）节省氨态氮氧化到硝酸态氮所需消耗的氧，还可节省还原硝酸态氮到氮气的有机碳源。
（4）增加与氧气的接触，防止反硝化作用。 （5）NH4＋＋NO2―＝N2↑＋2H2O
【练习与巩固】
1、钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(+6价) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。 白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4)；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe，Mn)WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法 ：

其中 A 、 B 、 C 都是钨的化合物。
(1) 写出上述流程中A、B、C的化学式。
A_________________ B_________________ C__________________
(2) 钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时，可用碳作还原剂。写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式____________________________
为了获得可以拉制灯丝的高纯度金制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂，为什么?____________________________________________________
(3)仲钨酸盐在热分解时会发生内在氧化还原反应，我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物 WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点， 在制钨粉时温度容易控制，目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析，得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
①计算 WO3-x中的x值。X=__________________
②一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比。________∶______ ( 相对原子质量 ： W： 183.84 O： 16.00)
(1)A： Na2WO4；B： H2WO4 C： WO3
(2)2WO3(s)＋3C(s，石墨)==2W (s) +3CO2 (g) 因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去， 而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题。(3) ①X=0.10 ②n (W) (V)：n (W) (VI)＝1∶4
2、纤维素是自然界最为丰富的可再生的天然高分子资源。
（1）纤维素可制备用于纺织、造纸等的粘胶纤维[成分是(C6H10O5)n]，生产过程涉及多个化学反应。工艺简图如下：
纤维素
（原料）
纤维素黄原酸钠
（粘胶）
粘胶纤维
（产品）
1.ＮａＯＨ
2.CS2
向稀ＨＣｌ中挤出

近来，化学家开发了一种使用NMMO加工纤维素的新方法，产品“Lyocell纤维”成分也是C6H10O5)n。工艺流程示意图如下：

①“Lyocell纤维”工艺流程中，可充分循环利用的物质是　　　　　　　　　　。
②与“Lyocell纤维”工艺相比，粘胶纤维工艺中会产生含有　　　　　　（只填非金属元素符号）的废物，并由此增加了生产成本。
③“Lyocell纤维”被誉为“21世纪的绿色纤维”，原因是　　　　　　　　　　　　　　。
（2）“Lyocell纤维”工艺流程中的NMMO可按如下路线制备（反应条件均省略）：

其中，化合物Ⅰ可三聚为最简单的芳香烃，化合物Ⅱ可使溴水褪色。
①化合物Ⅰ也可聚合为在一定条件下具有导电性的高分子化合物，该高分子化合物的化学式为　　。
②化合物Ⅱ与氧气反应的原子利用率达100％，其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
③关于化合物Ⅲ、Ⅳ的说法正确的是　　　　　　（填代号）。
Ａ．都可发生酯化反应 Ｂ．Ⅲ可被氧化，Ⅳ不可被氧化 Ｃ．都溶于水 Ｄ．Ⅲ可与钠反应，Ⅳ不可与钠反应 Ｅ．Ⅲ是乙醇的同系物 Ｆ．Ⅲ可由卤代烃的取代反应制备
（1）①NMMO ②S 、C ③副产物不会造成环境污染
（2）①(C2H2)n ②2CH2===CH2 + O22CH2－CH2 ③ACF
O

3、钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：

⑴ Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。
　　⑵ 步骤①加铁的目的是____________________________________________________；
　　 步骤②冷却的目的是____________________________________________________。
⑶ 上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是___________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_________________处理。
⑷ 由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：

已知：① C(s) + O2(g) == CO2(g)； △H = －393.5 KJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)； △H = －566 KJ/mol
③ TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(s) + O2(g)； △H = +141 KJ/mol
则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)== TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = _________________。
反应TiCl4 + 2Mg == 2MgCl2 + Ti 在Ar气氛中进行的理由是__________________________。
4、制备二甲醚的合成气可由甲烷与水蒸气或二氧化碳经高温催化反应制得。合成气除制二甲醚外，还可用于冶炼金属，用它冶炼铁的生产过程可示意如下：

①在催化反应室中进行的反应均为可逆反应，增大体系的压强对甲烷转化率的影响是
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在上述炼铁过程的某时间段内，若有xm3(标准状况)的甲烷进入燃烧室中充分燃烧，还原反应室有5ykg(即)铁生成，假设燃烧室与还原反应室产生的高温尾气全部进入催化反应室，则这些高温尾气在理论上可产生合成气 m3(标准状况)。
①减小
②12(x+y)
我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为 。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是 。
（3）写出上述流程中X物质的分子式 。
（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了
（填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加
（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有
（a） 增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出
（b） 使NaHCO3更多地析出
（c） 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
（1）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其他合理答案均给分）
（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl→NH4Cl＋NaHCO3↓
或NH3＋CO2＋H2O→NH4HCO3 NH4HCO3＋NaCl→NaHCO3↓＋NH4Cl
（3）CO2
（4）I 过滤
（5）稀硝酸和硝酸银溶液
（6）a c