内容正文:
化学与可持续发展
第八章
课后 限时作业
课末 随堂演练
微专题突破8 浅析化工生产工艺流程(以金属矿物冶炼、海水资源开发利用为背景)
化学 必修 第二册
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课后 限时作业
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制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2003、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
【例题】 我国拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,以海水为原料的盐化工是我国的重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液,其中除含镁盐外,还含有其他盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的问题:
(1)根据图甲所示,写出盐卤中含量最多的两种盐的化学式:__________、__________。
(2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线,已知t1 ℃时,MgSO4和KCl的溶解度分别为M、N,则它们溶解度大小关系为________;将盐卤加热到t2 ℃以上,根据溶解度曲线,首先析出的晶体应是________。
(3)化工厂利用卤水生产金属镁的工艺流程如图所示:
“操作①”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来,则操作①的名称是________。氢氧化镁与试剂B反应的化学方程式为_________________________。
操作②的名称是__________。该方法的优点为____________。
(4)用电解法制备金属镁,两位同学分别设计了下面的两种方法。
甲:电解熔融的氧化镁
乙:电解熔融的氯化镁
其中同学________(填“甲”或“乙”)制备金属镁的方案更合理,假设生产过程中镁元素没有损失,则100 g卤水可制备镁________g。
解析 (1)从甲图中可以看出1 000 g盐卤中含有的NaCl、MgCl2、MgSO4、KCl分别为163.0 g、142.5 g、60.0 g、22.0 g。由此可见,含量最多的是NaCl、MgCl2。(2)在t1 ℃时,KCl和MgSO4的溶解度曲线相交,说明该温度下,两种盐的溶解度大小相等;t2 ℃以后,MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低,故将盐卤加热到t2 ℃以上首先析出的是MgSO4。(3)分离固体与液体混合物应用过滤法,而使溶液中的溶质以晶体的形式析出则需要蒸发结晶。就地选用了海边的贝壳为原料来生产CaO,节约了资源,降低了生产成本。(4)制备金属镁应该电解熔融的MgCl2,由于氧化镁熔点高,如果电解氧化镁耗能大;根据卤水中镁元素守恒,
可以得出电解所得到的镁的质量为100 g×eq \f(142.5,1 000)×eq \f(24,95)+100 g×eq \f(60.0,1 000)×eq \f(24,120)=3.6 g+1.2 g=4.8 g。
答案 (1)NaCl MgCl2 (2)M=N MgSO4 (3)过滤 Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O 蒸发结晶 就地取材,节约资源,降低成本 (4)乙 4.8
1.工艺流程题的结构
规律:“主线主产品,分支副产品,回头为循环”。
2.对原料预处理的常用方法
(1)研磨——减小固体颗粒的体积,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率(或溶解速率)。
(2)水浸——与水接触反应或溶解。
(3)酸浸——与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。
(4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质。
(5)煅烧——改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土。
3.