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化學與資源開發(fā)利用 1．從石油和煤中可以得到多種化工資源，如用來生產(chǎn)苯酚和丙酮的丙烯和苯，其生產(chǎn)流程如下： 回答下列問題： (1)石油分餾時可以得到一些丙烯，但遠不能滿足生產(chǎn)需要，把石油分餾產(chǎn)品中的重油經(jīng)過__________可得到更多丙烯。 (2)從煤焦油中分離得到苯的方法為__________。 (3)生產(chǎn)流程中①和②的反應類型為________________、__________________。 (4)寫出反應①和②的化學方程式________________________、______________________。 解析：通過裂解可以從重油中得到更多丙烯、乙烯等產(chǎn)品；煤焦油的主要成分為苯及苯的同系物、稠環(huán)芳香烴等。只能用分餾方法分離出苯；反應①使丙烯中的不飽和鍵變?yōu)轱柡玩I，故屬于加成反應，反應②中使有機物加氧，屬于典型的氧化反應，可以利用元素守恒寫出兩個化學方程式。 答案：(1)裂解　(2)分餾　(3)加成反應　氧化反應 2．工業(yè)上的“三酸兩堿”是指硫酸、硝酸、鹽酸、純堿和燒堿，氨氣與這些工業(yè)原料的生產(chǎn)有著密切的關系。如氨氣是生成硝酸、純堿的原料，其水溶液是硫酸工業(yè)中尾氣的吸收劑。下面是部分生產(chǎn)工藝流程圖或裝置圖。 材料一　侯氏制純堿工藝流程圖： 氣體A的飽和溶液A和食鹽的飽和溶液懸濁液晶體純堿 材料二　陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖： 材料三　某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO4，與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設計了制備(NH4)2SO4的工藝流程： 答案： (3)Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH (4)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋(NH4)2SO4 該流程中，產(chǎn)生的CO2可循環(huán)使用，得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質，不會造成環(huán)境污染 3．海洋是化學資源寶庫，海洋資源的綜合利用具有廣闊的前景。回答下列問題： (1)蒸餾法是人類最早使用的淡化海水的方法，技術和工藝比較完備，但常規(guī)蒸餾法也存在較大缺陷，請說明常規(guī)蒸餾法淡化海水的最大缺陷： ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)離子交換法也是常用的水處理技術。聚丙烯酸鈉是一種離子交換樹脂，寫出聚丙烯酸鈉單體的結構簡式 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)目前從海水中提取溴的常用流程如下(苦鹵，海水蒸發(fā)結晶分離出食鹽的母液)： 從反應③后的溶液中分離出單質溴的方法是________________________________________。 (4)海水提鎂過程與石灰窯和鹽酸廠有著緊密的聯(lián)系，試說明海水提鎂與鹽酸廠之間的必然聯(lián)系 ________________________________________________。 解析：(1)常規(guī)蒸餾法淡化海水的最大缺陷是需要使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大。 (2)聚丙烯酸鈉的單體為丙烯酸鈉，其結構簡式為 CH2===CHCOONa。 (3)由流程可知，從反應③后的溶液中分離出單質溴的方法是蒸餾。 (4)海水提鎂過程與石灰窯和鹽酸廠有著緊密的聯(lián)系，鹽酸廠為溶解氫氧化鎂提供鹽酸，而在電解氯化鎂制鎂的過程中，可為鹽酸廠提供氯氣作原料。 答案：(1)需要使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大 (2)CH2===CHCOONa　(3)蒸餾 (4)鹽酸廠為溶解氫氧化鎂提供鹽酸，在電解氯化鎂制鎂的過程中，可為鹽酸廠提供氯氣作原料 4．煤和石油等化石燃料對促進經(jīng)濟、社會發(fā)展起到了重要的作用，這些燃料合理的綜合利用是當前節(jié)能減排的要求。請回答下列問題： (1)石油分餾是石油煉制的重要環(huán)節(jié)，這種操作是在________(填設備名稱)內(nèi)完成的。工業(yè)上通常用于分餾石油的方法有常壓分餾和________，分餾的目的是__________________________。 (2)石油不僅是重要的燃料，還是重要化工原料的來源，如利用石油生產(chǎn)乙烯。為了使石油分餾產(chǎn)物進一步生成更多的乙烯、丙烯等短鏈烴而采取________措施。 (3)目前石油資源逐漸匱乏，人們把目光聚集到儲量相對豐富的煤上。煤綜合利用的主要方法是__________和煤的氣化，煤氣化涉及的化學方程式有： C＋O2CO2　2C＋O22CO ________________________________________________________________________(寫出第三個化學方程式)。 解析：(1)石油分餾是在分餾塔中完成的，分餾的種類有常壓分餾和減壓分餾。 (2)為了獲得化工原料乙烯，往往對石油進行裂解，需要較高的溫度(700 ℃～1 000 ℃)，這種反應屬于化學反應。 (3)煤的干餾是化學變化，這是煤的綜合利用；而煤的氣化、液化是近年來煤綜合利用的重要方法。 答案：(1)分餾塔　減壓分餾　獲得沸點范圍不同的各種餾分 (2)高溫裂解 (3)煤的干餾　煤的液化 C＋H2OCO＋H2 5．海洋是人類巨大的化學資源寶庫，海洋資源的綜合利用具有極為廣闊的發(fā)展前景。 (1)蒸餾法是目前技術和工藝比較成熟的海水淡化方法，但由于使用大量燃煤，造成能耗多，排污量大。針對上述蒸餾法的缺點，請你提出一條改進建議 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)空氣吹出法是目前從海水中提取溴的常用方法，流程如圖所示(苦鹵即海水蒸發(fā)結晶分離出食鹽后的母液)： ①反應Ⅰ后通入“空氣、水蒸氣”的目的是____________________________。 ②反應Ⅲ后先加入四氯化碳，目的是____________________________，從四氯化碳中分離出單質溴的方法是________________________。 (3)苦鹵中含有NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等鹽類物質。用簡要的方文說明如何測定苦鹵中MgCl2的含量 ______________________。 解析：(1)潮汐能、風能、太陽能等均為綠色能源，可以代替燃煤，降低污染。(2)反應Ⅰ的目的是置換溴，溴被置換出來后溶解在水中，通入熱的空氣、水蒸氣，溫度升高，溴被吹出，吹出后的溴與二氧化硫反應，生成Br－，反應Ⅲ是氯氣現(xiàn)次氧化Br－，然后用四氯化碳萃取溴，最后通過蒸餾分離溴。(3)苦鹵中有兩種鎂鹽，即硫酸鎂和氯化鎂。 答案：(1)充分利用潮汐能、風能、太陽能等海邊富有的潔凈能源 (2)①使置換出的溴被吹出來?、谑股傻匿迦芙庠谒穆然贾?或答“萃取溴”)　蒸餾 (3)先用足量BaCl2溶液沉淀SO，求出SO的總量，即求出MgSO4的量，然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2＋，求出總的Mg2＋，減去MgSO4中Mg2＋的量即可得到MgCl2的量。 6．海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如表所示。 成分 含量(mgL－1) 成分 含量(mgL－1) Cl－ 18 980 Ca2＋ 400 Na＋ 10 560 HCO 142 SO 2 560 Br－ 64 Mg2＋ 1 272 (1)電滲析法淡化海水的示意圖如圖所示，其中陰(陽)離子交換膜僅允許陰(陽)離子通過。 ①陽極的主要電極反應式是________。 ②在陰極附近產(chǎn)生少量白色沉淀，其成分有______和CaCO3，生成CaCO3的離子方程式是__________________________。 ③淡水的出口為________(填“a”“b”或“c”)。 (2)利用海水可以提取溴和鎂，提取過程如下。 　 ①提取溴的過程中，經(jīng)過兩次Br－―→Br2轉化的目的是________________，吸收塔中發(fā)生反應的離子方程式是______________________。用平衡移動原理解釋通空氣的目的是______________________________。 ②從MgCl2溶液中得到MgCl26H2O晶體的主要操作是________、________、過濾、洗滌、干燥。 ③依據(jù)上述流程，若將10 m3海水中的溴元素轉化為工業(yè)溴，至少需要標準狀況下Cl2的體積為________L(忽略Cl2的溶解、忽略Br－的損失)。 解析：(1)①在陽極是陰離子放電。由于海水中Br－濃度太小，所以主要是Cl－放電。②在陰極是H＋放電，致使溶液中OH－濃度增大，所以Mg2＋轉化為Mg(OH)2；OH－還能與HCO反應生成CO，CO與Ca2＋結合生成CaCO3沉淀。 (2)②由于得到的是MgCl26H2O，所以需要經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾等步驟，而不能直接將溶液蒸干。③10 m3海水中Br－的質量為104 L64 mgL－1＝6.4105 mg＝640 g，根據(jù)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2可知一次轉化消耗89.6 L Cl2(標況下)，兩次需要179.2 L Cl2(標況下)。 答案：(1)①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②Mg(OH)2　Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O?、踒 (2)①富集溴元素　SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO　通入空氣將Br2蒸氣帶出，使Br2(g)Br2(aq)或Br2＋H2OHBr＋HBrO平衡向左移動　②加熱濃縮　冷卻結晶?、?79.2