第三单元硫酸工业及铝的冶炼.doc

第三单元硫酸工业及铝的冶炼
〔知识回顾〕
1. 写出接触法制硫酸的化学原理
2. 思考加快固体和气体反应速率的方法？思考可以使二氧化硫充分转化成三氧化硫的方法
3. 在合成氨气的实验中如何选择反应的条件？如何充分利用能量
4. 请列举冶炼金属的工业方法？从原理上指出钠、镁、铝、铁、铜、银、金的冶炼方法，方法选择的依据是什么？
〔知识学习〕
5. 工业制硫酸的三原理对应的三设备是什么？三原理是如何指导三设备的设计的？三设备的设计哪些方面考虑了速率因素？哪些方面考虑了平衡因素？哪些方面考虑了工业效益？

8. 为何进行二氧化硫气体的净化？为什么不直接使用水来吸收三氧化硫？二氧化硫中含有三氧化硫如何除去？硫酸为什么不氧化还原性较强的二氧化硫？

9.
10) 如何治理工业三废？

习题巩固：
8. 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(见下图。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
9. 硫铁矿高温下空气氧化产生二氧化硫：4FeS2＋11O2→8SO2＋2Fe2O3设空气中N2、O2的含量分别为0.800和0.200（体积分数，以下气体含量均用体积分数表示），试完成下列各题：
（1）1.00mol FeS2完全氧化，需要空气的体积（标准状况）为 L
（2）55L空气和足量FeS2完全反应后，气体体积（同温同压）变为 L
（3）用空气氧化FeS2产生的气体混合物中，O2的含量为0.0800，计算SO2的含量。
（4）设FeS2氧化产生的气体混合物为100L，其中O2为aL，SO2为bL。
① 写出a和b的关系式② 在右图中画出a和b的关系曲线（FeS2氧化时，空气过量20%）
说明：为方便作图，纵坐标用13b表示

38. 工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为（N2、O2不与I2反应）：SO2＋I2＋2H2O→H2SO4＋2HI
（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于 的体积（填写气体的分子式）。
（2）反应管内溶液蓝色消失卮，没有及时停止通气，则测得的SO2含量 （选填：偏高，偏低，不受影响）。
（3）反应管内的碘的淀粉溶液也可以用 代替（填写物质名称）。
（4）若碘溶液体积为VamL．，浓度为C mol·L－1，N2与O2的体积为VbmL（已折算为标准状况下的体积）。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为： 。
（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为． （选下列仪器的编号）。
a．烧杯 b．试管 c．广口瓶 d．容量瓶 e．量筒 f．单孔塞 g．双孔塞
39. （1）用含硫48%的硫铁矿为原料，用接触法制硫酸，如果原料的利用率为96%，硫酸的产率为90%30t硫铁矿能生产98%的硫酸多少吨？

（2）用含FeS290%的硫铁矿为原料，用接触法制硫酸，如果原料的利用率为96%，硫酸的产率为90%30t硫铁矿能生产98%的硫酸多少吨？

（3）用接触法制硫酸时，在吸收塔中用98%的浓硫酸1000g来吸收SO3，生成H2SO4·SO3，然后再稀释成98%的浓硫酸，可得98%的硫酸多少克？

40. 在工业制取硫酸时，混合气体的组成是SO2占7%，O2占11%，N2占82%。将100体积的混合气体通入接触室反应后，在恢复到原来的温度和压强后导出气体的体积变为97.2体积，则SO2的转化率为 A、40% B、60% C、80% D、90%
41. 在氧气中充分煅烧1g铁和硫组成的化合物，使其中的硫全部转化为SO3气体，然后又全部转化为硫酸，这些硫酸恰好被60mL0.5mol·L-1的NaOH溶液完全中和，则原化合物中硫的质量分数为
A、48% B、44% C、34% D、42.8%
第四单元 铝的冶炼
〔知识学习〕
2. 请以线图的方式表示利用铝土矿（含杂质Fe2O3、SiO2）提纯得到三氧化二铝，并写出反应方程式

3. 电解氯化钠得到金属钠，电解氯化镁得到金属镁，为何不电解其氧化物得到对应金属？为什么不能电解氯化铝得到金属铝，直接电解氧化铝得到金属铝的困难何在？科学家是如何解决这一难题的？解决该难题的意义何在？

4. 观察图2-16解释装置如此设计的意图，预测在生产中可能存在的问题是什么？

〔习题巩固〕
1. 冶炼金属一般有下列方法：①焦炭法 ②水煤气（或氢气，2. 或一氧化碳）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。
（1）请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格：
火烧孔雀石炼铜
湿法炼铜
铝热法炼铬
从光卤石中炼镁

火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式（写主要的两个）：________ 、__________。
（2）请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个（用化学方程式表示）：
②____________________________________ 、③____________________________________ 、
④____________________________________ 。
3. 下列反应原理不4. 符合工业冶炼金属实际情况的是
（A） 　　（B）
（C） （D）
5. 冰晶石在冶炼铝的过程中的作用是A催化剂B助熔剂C氧化剂D还原剂
6. 下列关于铝的冶炼的说法正确的是
A用石墨作阳极，7. 阳极因高温与氧气反应而8. 不9. 断减少，10. 因此要不11. 断更换阳极
B用石墨作阴极，12. 利用了石墨的稳定性
C 不13. 能用电解氯化铝来得到金属铝，14. 是因为氯化铝的熔点高
D冰晶石的加入，15. 有利于降低能耗，16. 降低冶炼成本。
17. Fe是地壳中含量很丰富的元素，18. 也是生物体所必需的元素。
自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的，19. 高炉炼铁除了加入铁矿石外，20. 还需加入焦炭和石灰石。请填空：
①写出磁铁矿主要成分的化学式：_______________________。
②写出赤铁矿还原成铁的化学方程式：__________________________。
③写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：______________________。
④写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：______________________________。
21. （1）用铝热反应把V2O5中的V还原出来，22. 每还原得到1 mol V则被氧化的铝的物质的量是______mol，23. 反应方程式____________________ 。
（2）利用铝热反应原理，24. 将铝粉、石墨和二氧化钛按一定的比例混合置于金属表面上，25. 在高温下煅烧可制得耐热物质TiC。试进一步写出反应的方程式：______________________。（用双线桥分析电子得失）
26. 某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物。再用图11—9装置，27. 对获得的铜粉（含炭）样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请你帮助他们完成下列报告。
图11—9
(1) 实验目的：______________________
(2) 实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等
药品：红褐色（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等
(3) 实验内容：

(4) 计算：样品中铜的质量分数＝________（用含Ｗ、ｍ1、ｍ2的代数式表示）
(5) 问题和讨论：
实验完成后，(6) 老师评议说：按上述实验设计，(7) 即便C中反应完全，(8) D中吸收完全，(9) 也不(10) 会得出正确的结果。经讨论，(11) 有同(12) 学提出在B与C之间加入一个装置。再次实验后，(13) 得到了较正确的结果。那么，(14) 原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是______________ 。在B与C之间加入的装置可以是______________ ，(15) 其中盛放的药品是__________________。
28. 铁是自然界里分布最广的金属元素之一，29. 在地壳中的质量约占5%左右。铁矿石的种类很多，30. 重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）等。
（1）写出用赤铁矿炼铁的主要化学反应方程式：__________________。
（2）红热的铁能跟水蒸气起反应，31. 有一种产物是可燃气体，32. 则其化学反应方程式为：___________________。在常温下，33. 铁跟水不34. 起反应。但是，35. 在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同36. 作用下，37. 铁很容易生锈而38. 被腐蚀，39. 每年因腐蚀而40. 损失的钢材占世界钢铁产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀措施之一，41. 油漆防腐蚀的主要原理是____________________ 。
（3）铁元素是人体的重要营养元素，42. 举一例说明铁元素在人体中的重要作用__________。