第一单元　化学是认识和创造物质的科学教学设计第一课时

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专题4

化学科学与人类文明

1．你能写出金属活动性顺序中的内容吗？铁能否置换出CuSO4溶液中的“铜”？

提示：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。能，反应方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。

2．中学化学中常见的三大强酸是哪些？它们电离出的阳离子都是什么？

＋提示：HCl、H2SO4、HNO3；H

3．中学化学中常见的强碱有哪些？它们电离出的阴离子都是什么？

－提示：NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等；OH

4．工业上制取金属钠是电解熔融氯化钠还是电解食盐水？

提示：电解熔融氯化钠。

[新知探究] 探究1

在地壳中含量最高的金属元素是铝，为什么铝的发现和使用比铁、铜要晚呢？

提示：金属的发现和使用与金属的活泼性密切相关，金属越活泼，其相应的金属阳离子得电子的能力越弱，冶炼难度越大。铝是一种非常活泼的金属，用一般的还原剂很难将其还原，工业上采用最强有力的氧化还原手段——电解法进行冶炼，而铜和铁用一般的还原剂就可以达到目的，所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。

探究2

哪位化学家建立了原子论？人工合成的哪种物质彻底动摇了“生命力论”？

提示：道尔顿；尿素。

探究3

NaHSO4溶液是强酸性，Na2CO3溶液是碱性，那么NaHSO4是酸，Na2CO3是碱吗？

提示：NaHSO4不是酸，Na2CO3不是碱，二者均是盐。

[必记结论] 1．人类开发、利用金属

(1)常见金属Cu、Sn、Fe、Al开发利用从早到晚的顺序为Cu、Sn、Fe、Al。

(2)金属的冶炼：

①冶炼实质：金属离子金属原子；

②冶炼依据：金属的活动性不同，冶炼方法不同；

③冶炼方法：电解法、热还原法、热分解法及富集法。

2．化学科学理论的建立与发展

(1)19世纪：

①以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论的建立。

②1869年门捷列夫发现了元素周期律。

③质量作用定律的提出奠定了化学反应的动力学基础。

④尿素的人工合成，彻底动摇了“生命力论”。

(2)20世纪：

①化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为DNA分子双螺旋结构“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！http://www.eywedu.cn/

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模型的提出奠定了基础。

②扫描隧道显微镜的发展，实现了对原子或分子的操纵。

3．人类对酸、碱理论认识的发展

(1)阿伦尼乌斯电离学说

(2)酸、碱质子理论：

②实例

由此可知HCO3属于酸碱两性物质。

－

[成功体验] 1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平，下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于(

) A．金属的化合价高低

B．金属的活动性强弱

C．金属的导电性强弱

D．金属在地壳中的含量多少

解析：选B

活动性越小的金属，其化合态越易被还原，越易被冶炼成单质。

2．根据酸碱质子理论，下列说法不正确的是(

) A．所有的弱酸根都是碱

B．弱酸酸式根既是酸又是碱

C．一种物质不可能既是酸又是碱

D．氢氧根是碱

解析：选C

弱酸的电离是可逆的，其逆反应就是弱酸根或弱酸酸式根与氢离子的结合生成弱酸的反应，因为能够结合氢离子，所以它们都是碱，A选项正确；同时，弱酸酸式根还可以进一步电离出氢离子，所以它又是酸，B选项正确；既能给出质子又能接受质子的物－＋质既是酸又是碱，故C选项错误；OH＋HH2O，D项正确。

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[新知探究] 探究1

工业上如何制备金属钠，如何制备氢氧化钠？依据教材P95资料卡填写下列空白。

惰性电极电解熔融NaCl与电解NaCl水溶液：

探究2

哈伯等人于20世纪初发明的合成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍，你知道合成氨的反应原理是什么？利用合成氨技术能否将原料完全转化成产品？

提示：N2＋3H22NH3；不能，原因是该反应为可逆反应。

探究3

阿司匹林的结构简式为有的官能团是什么？它能否与乙醇发生酯化反应？

提示：酯基、羧基；能与乙醇发生酯化反应。

[必记结论]

1．利用电解原理制造新物质

(1)钠的制取：2NaCl(熔融)(2)烧碱的制备：2NaCl＋2H2O2．增产粮食

2Na＋Cl2↑

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

，阿司匹林分子结构中含“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！http://www.eywedu.cn/

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3．合成农药

(1)DDT：残留毒性，对环境危害大。

(2)发展方向：研制高效、低残毒、能够被生物降解的新型农药。

4．合成药物

(1)阿司匹林：

①结构简式：

(2)青霉素：能抑制或杀死金黄色的葡萄球菌。

[成功体验]

3．我国著名化学家侯德榜在20世纪40年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球，其中的“碱”指的是(

)

A．氢氧化钠

B．碳酸钠

C．碳酸氢钠

D．碳酸钾

解析：选B

此“碱”是由“纯碱”俗名而来，Na2CO3俗名纯碱，是盐类、非碱类。

———————————————[关键语句小结]————————————————

1．酸碱质子理论认为，凡能给出质子的物质为酸；凡能接受质子的物质为碱，若物质既能给出质子，又能接受质子可称之为酸碱两性物质。

2．金属的三种冶炼方法：(1)电解法(金属活动性顺序表中K～Al)；(2)热还原法(Zn～Cu)；(3)热分解法(Hg、Ag)。

3．电极反应(惰性电极电解NaCl溶液)：(1)阴极反应：2H＋2e通电＋－H2↑；2阳极反应：2Cl－=====－2e－Cl2↑；(3)总电解方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。

4．工业生产中4个重要反应：

(1)合成氨：N2＋3H22NH3；

(2)制硫酸：2SO2＋O22SO3

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催化剂(3)制硝酸：4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O；

△(4)制纯碱：NaCl＋CO2＋NH3＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl。

1．金属冶炼的方法

2．实例

(1)电解法：

2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑

MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑

2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑

(2)热还原法：

H2＋CuO=====Cu＋H2O

3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2

2Al＋Cr2O3=====Al2O3＋2Cr

(3)热分解法：

2HgO=====2Hg＋O2↑

2Ag2O=====4Ag＋O2↑

[例1]

[双选]下列说法正确的是(

)

A．有些活泼金属，如铝可作热还原法的还原剂

B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠

C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物

△△高温高温△通电通电通电

解析：选AD

铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3，A项正确；电解NaCl溶液不能得到金属钠，应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应该用电解熔融Al2O3的方法制备，C项错；D项正确。

(1)热还原法的分类：

(2)热还原法的优缺点：

①用H2作还原剂时，生成产物H2O在高温下以水蒸气的形式蒸发出去，使制得的金属纯度较高，但成本也较高。

②用CO作还原剂冶炼金属时，CO一般在冶炼炉中通过下列反应生成：C＋O2高温,CO2，“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！http://www.eywedu.cn/

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CO2＋C高温,2CO，所以用CO还原法冶炼得到的金属中混有杂质C，纯度不高。

③用C作还原剂冶炼得到的金属往往混有焦炭和含碳化物，得不到纯度较高的金属。

④用铝热反应冶炼金属，克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难冶炼的问题，但是成本较高。

下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(

)

冶炼原理

A B C D 2HgO=====2Hg＋O2↑

2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑

冰晶石Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2

高温电解加热方法

热分解法

电解法

热分解法

高温热还原法

Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3

解析：选C

活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确，C错误。

化学科学的建立和发展，使人类从只能利用自然界中存在的物质，逐渐发展到学会设计、制备具有特定性能的物质。以下为一些物质工业生产的化学原理。

(1)氯碱工业：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。

(2)硫酸：4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2，

2SO2＋O2=====2SO3，

△SO3＋H2O===H2SO4。

催化剂高温通电

(3)硝酸：N2＋3H24NH3＋5O2=====4NO＋6H2O，

△2NO＋O2===2NO2，

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

催化剂2NH3

(4)酚醛树脂：

(5)聚乙烯：(6)纯碱：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=== NaHCO3↓＋NH4Cl，

2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O。

△。

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[例2]

(江苏高考)NaCl 是一种化工原料，可以制备一系列物质，如图所示。下列说法正确的是(

)

A．25 ℃时，NaHCO3在水中的溶解度比

Na2CO3的大

B．石灰乳与

Cl2

的反应中，Cl2

既是氧化剂，又是还原剂

C．常温下干燥的

Cl2

能用钢瓶贮运，所以

Cl2

不与铁反应

D．图中所示转化反应都是氧化还原反应

解析：选B

A项，25 ℃时，NaHCO3在水中的溶解度比

Na2CO3小，故不正确；C项，氯气与铁在加热或潮湿的环境下易反应，干燥和常温环境下反应速率较慢，不正确；D项，制备碳酸氢钠和碳酸氢钠分解的反应不是氧化还原反应，故不正确。

以NaCl为原料的化工生产的反应原理

(1)2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；

(2)H2＋Cl2=====2HCl；

点燃通电

(5)2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O。

(1)工业上能否用H2与Cl2混合点燃的方法制取HCl，再使HCl溶于水制得盐酸？

(2)标准状况下11.2 L Cl2与足量Ca(OH)2反应，转移电子的物质的量是多少？

提示：(1)不能，原因是H2、Cl2混合点燃易发生爆炸，应该使用纯净的H2在Cl2中燃烧的方法制取HCl，再使HCl溶于水可得盐酸。

(2)0.5 mol

1．化学真正成为一门科学并较快发展，始于(

) A．舍勒发现氧气

B．质量守恒定律的发现

C．原子—分子论的问世

△“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！http://www.eywedu.cn/

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D．中国湿法冶金术的推广

解析：选C

原子—分子论的建立才使人们对物质变化有了本质的认识。

2．金属冶炼的目的是(

) A．把金属化合物还原为金属单质

B．把金属单质变为氧化物

C．除去金属中的杂质

D．把电能转变为化学能

解析：选A

金属冶炼的目的是将金属化合物还原为金属单质。

3．根据酸碱质子理论，下列物质既属于酸又属于碱的是(

) A．硫酸氢钠

B．氨气

C．乙醇

D．水

＋＋解析：选D

既属于酸又属于碱的物质，必须是既能电离出H，又能接受H。

4．下列金属冶炼的反应原理，错误的是(

) 解析：选B

冶炼金属镁采用电解法，即

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。

5．食盐是一种与人类生活最密切的物质之一。以食盐为原料可以制取金属钠、氯气、氢气、烧碱等宝贵的化学用品和化工原料。

(1)写出工业制备金属钠的化学方程式：_____________________________。

(2)电解____________可制得烧碱、氢气和氯气，这称为__________工业。写出该工业的电极方程式及总化学方程式：阳极：__________________；阴极：____________________；总反应式：_____________________。

(3)我国著名的化工专家侯德榜发明的“联合制碱”法也是以食盐为基础原料的，该方法首先向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2气体，析出NaHCO3晶体，化学方程式为________________________________________________________________________；

将析出的NaHCO3晶体灼烧即得纯碱，化学方程式为

________________________________________________________________________。

解析：电解熔融的NaCl可得Na和Cl2，电解饱和NaCl溶液可得Cl2、H2和NaOH，向饱和NaCl的氨水溶液中通入CO2，可析出NaHCO3晶体，过滤后加热NaHCO3可得纯碱。

答案：(1)2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑

－－(2)饱和食盐水

氯碱

2Cl－2e===Cl2↑

＋－2H＋2e===H2↑

2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

(3)NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓

2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O

1．人类使用材料的增多和变化，标志着人类文明的进步。下列材料与化学制备无关的是(

) “备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！http://www.eywedu.cn/ △通电通电

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A．石器

B．青铜器

C．铁器

D．高分子材料

解析：选A

只有石器不需经过化学过程而能直接用原始材料雕琢加工。石器也是最原始的工具。

2．下列关于化学发展史上重大事件的描述不正确的是(

) A．19世纪初，阿伏加德罗提出了原子学说

B．1774年，法国科学家拉瓦锡通过实验证明空气是由O2和N2组成的

C．17世纪末，英国化学家波义耳又提出了酸、碱的定义

D．1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律

解析：选A

原子学说于19世纪，由道尔顿首先提出。

3．化学在工业生产方面有着广泛的应用，主要通过技术创新和改进，生产各种化学品。在下列化工生产中，发生的主要反应不涉及化学变化的是(

) A．石油分馏

B．乙烯制聚乙烯

C．工业冶炼铁

D．从海水中提取镁

解析：选A

只有石油分馏是物理变化，乙烯制聚乙烯发生加聚反应，CO还原氧化铁，2＋海水中所含的Mg通过一系列化学反应制得固体MgCl2，再经过电解熔融MgCl2可制取镁，在这些过程中均涉及化学变化。

4．热还原法冶炼金属的反应一定是(

) A．氧化还原反应

B．置换反应

C．复分解反应

D．分解反应

解析：选A

热还原法是将正价金属还原为零价，一定是氧化还原反应，但不一定是置换反应，例如CO还原氧化铁就不是置换反应。

5．下列化工生产原理正确的是(

) A．可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠

B．可以将钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁

C．用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝

D．可用热还原法冶炼金属汞

解析：选A

钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应，但不能将镁置换出来。电解法冶炼铝所用的原料为氧化铝。Hg是金属活动性顺序表中排在Cu之后的金属，应用热分解法冶炼。

6．将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol/L稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解完全。如果反应前后溶液的体积不变，则该反应的平均速率可表示为(

) A．v(Fe)＝0.5 mol/(L·min) B．v(H2SO4)＝1 mol/(L·min) C．v(H2)＝0.5 mol/(L·min) D．v(FeSO4)＝0.5 mol/(L·min) 解析：选D

由铁与H2SO4反应方程式：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，可知2 min时稀硫酸过量，铁粉刚好溶解，以反应中铁的质量为基础求算该反应的平均速率：v(H2SO4)＝0.1 molv(FeSO4)＝＝0.5 mol/(L·min)，又因铁粉为固体，浓度为常数，氢气为气体，不在0.1 L·2 min溶液中，故仅D项正确。

7．广东中山大学能源与环境材料研究所通过负载化技术，将二氧化碳制成聚合塑料，这一技术已达国际水平。下列相关说法正确的是(

) A．二氧化碳塑料与干冰是同一种物质

B．二氧化碳塑料与干冰都是纯净物

C．用工业废弃物二氧化碳生产塑料，不会产生白色污染并有助于缓解温室效应

D．二氧化碳塑料能在空气中燃烧

解析：选C

CO2塑料是一种高分子材料，与干冰不是同一种物质且高分子材料都为混合物，故A、B两项错误，CO2塑料不能在空气中燃烧，D项错误。

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8．下列对可逆反应的认识中正确的是(

) A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应

B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应

C．SO2与过量的O2发生反应2SO2＋O22SO3，经过足够长的时间后最终SO2全部转化为SO3

D．SO2与氧气完全反应生成2 mol SO3，放出Q kJ的热量，那么SO3分解生成2 mol SO2与1 mol O2应吸收Q kJ的热量

解析：选D

可逆反应发生的条件应相同，故A、B两项错误；可逆反应不能进行彻底，因此无论多长时间SO2都不能全部转化为SO3，两边的反应物与生成物在反应体系中均不能为0，所以C项错误；根据能量守恒定律知，D项正确。

9．下列物质在冶炼金属的过程中，需加入还原剂的是(

) A．HgO

B．Al2O3

C．Fe2O3

D．Ag2O 解析：选C

HgO、Ag2O利用热分解法冶炼，Al2O3利用电解法冶炼Al，Fe2O3应加入还原剂利用热还原法冶炼铁。

10．钠多以资源丰富的NaCl为原料来制备，下列方法中能够制备出金属钠的是(

) A．加热NaCl晶体

＋B．用金属钾置换出NaCl溶液中Na

C．电解NaCl溶液

D．电解熔融的NaCl 解析：选D

电解熔融的NaCl可以获得金属Na；而电解NaCl溶液得到的是氯气、氢气和氢氧化钠。

11.右图为铜－锌－稀硫酸构成的原电池示意图，下列说法错误的是(

) A．锌为负极，电子由锌片通过导线流向铜片

＋B．铜为正极，溶液H移向正极

C．铜为正极，Cu片上发生氧化反应

D．一段时间后，溶液的pH增大

＋－解析：选C

Cu片上发生反应2H＋2e===H2↑，为还原反应。

12．有关工业合成氨N2＋3H22NH3的叙述错误的是(

) A．N2是氧化剂，H2是还原剂

B．1 mol N2和3 mol H2组成的原料气发生反应生成2 mol NH3

C．催化剂只能改变反应的速率，不能提高N2的转化率

D．工业合成氨属于人工固氮

解析：选B

N元素的化合价从0价降低到－3价，H元素的化合价从0价升高到＋1价，所以氮气作氧化剂，氢气作还原剂，A项正确；该反应为可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，B项错误；催化剂同等程度的改变正、逆反应的速率，转化率不变，C项正确；固氮是指把游离态的氮转变为化合态氮的过程，D项正确。

13．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！http://www.eywedu.cn/

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列以NaCl为原料的产品(或物质)是(

) ①烧碱

②纯碱

③金属钠

④氯气

⑤盐酸

A．①②③④⑤

B．①②③④

C．①②③⑤ D．①②④⑤

解析：选A

从海水中得到的氯化钠，可作化工原料，工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。化学方程式分别为2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑，

2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Cl2＋H2=====2HCl。

14．[双选]如图为阳离子交换膜法(只允许阳离子通过)电解饱和食盐水原理示意图，下列说法不正确的是(

) 点燃通电通电A．从E口逸出的气体是Cl2

B．从D口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性

C．标准状况下每生成22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOH ＋＋＋－D．粗盐水中含Ca2、Mg2、Fe3、SO24等离子，精制时先加Na2CO3溶液

＋＋解析：选AD

Na向阴极区迁移，H在阴极上发生还原反应产生H2，A项错误；在阴极电解水，水导电能力弱，加入少量氢氧化钠增强其导电性，B项正确；根据电解方程式22.4 L通电2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl↑＋H↑知，n(Cl)＝－＝1 mol，生成1 mol Cl2222

22.4 L·mol1－必生成2 mol NaOH，C项正确；精制食盐时，要先加入过量BaCl2溶液除去SO24，过量的＋BaCl2用Na2CO3溶液除去，若先加Na2CO3溶液，后加入BaCl2溶液，则过量的Ba2不能除去，D项错误。

15．工业上常用电解熔融氯化钠的方法制取金属钠和氯气，试回答下列问题：

(1)金属钠在________极上产生。

(2)写出产生Cl2的电极反应方程式：____________________。

(3)该反应________(填“是”或“不是”)离子反应，如果是，请写出该反应的离子方程式___________________________________________________________________________(如不是，则此空不填)。

(4)为何不采用电解食盐水来制取Na?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：离子反应发生的前提条件是电解质必须电离出自由移动的离子

，氯化钠在熔融＋－－－状态下能够电离出自由移动的Na和Cl，所以该反应是离子反应。阳极反应为2Cl－2e===Cl2↑，阴极反应为2Na＋2e===2Na，总反应为2Na＋2Cl=====2Na＋Cl2↑。由金属＋＋＋＋活动性顺序表知，H的氧化性大于Na，在NaCl溶液中存在H，因此Na不会参与反应。

－－答案：(1)阴

(2)2Cl－2e===Cl2↑

(3)是

2Na＋2Cl=====2Na＋Cl2↑

(4)NaCl溶液中含有H，H氧化性大于Na，因此Na不会得电子生成Na

16．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下，钛不和非金属、强酸反应；红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一称金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：

(1)第一步：金红石、燃炭粉混合，在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是

＋＋＋＋＋－＋－＋－

通电通电“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！http://www.eywedu.cn/

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________________________________________________________________________。

该反应的还原剂是________________________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛，此反应的化学方程式是____________________________________________。

(2)简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤_______________________________________________________________________________。

解析：TiO2(金红石)与炭粉及Cl2在高温下反应生成TiCl4及可燃性气体，由元素守恒判断该可燃性气体为CO；TiCl4与镁在加热条件下可以制得钛，反应的化学方程式为TiCl4＋2Mg△,2MgCl2＋Ti。由于加入的Mg过量故得到的是Mg和Ti的混合物，根据信息，Ti与强酸(如盐酸)不反应，而Mg与盐酸反应，故可用盐酸除去Ti中的Mg。

答案：(1)第一步：TiO2＋2C＋2Cl2高温,TiCl4＋2CO

炭粉

第二步：TiCl4＋2Mg△,Ti＋2MgCl2

(2)加入足量盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体得金属钛

17．现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的，但此法反应物的转化率不高。2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到570 ℃的电解池中，氢气和氮气在电极上合成了氨，反应物转化率大大提高。

请回答：

(1)哈伯合成氨的化学方程式为_______________________________；

在电解法合成氨的电解池中________(填“能”或“不能”)用水作电解质溶液的溶剂，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

＋(2)新法合成氨电解池中的电解质能传导H，请写出阴极反应式________________________________________________________________________。

(3)氨是一种重要的化工原料，在一定条件下氨可与其他物质反应生成化肥——尿素[CO(NH2)2]。已知3.01×1022个尿素分子在高温、高压下分解生成0.85 g NH3、0.56 L CO2(标准状况下)和一定数量的三聚氰胺分子。三聚氰胺的相对分子质量为126，则三聚氰胺的分子式为________，尿素分解的化学反应方程式为______________________。已知三个A分子可反应得到一分子三聚氰胺，请写出A的结构式___________________________________。

解析：(1)电解池的工作温度是570 ℃，此时水为蒸气状态，并且水会参与电极反应而影响合成氨反应。

＋＋(2)电解质能传导H，所以N2在阴极得电子后与H结合成NH3，阴极反应式为N2＋6H＋－＋6e===2NH3。

(3)0.05 mol尿素分解生成0.05 mol NH3、0.025 mol CO2，根据质量守恒定律得，三聚氰胺的最简式为CH2N2，结合三聚氰胺的相对分子质量可得其分子式为C3H6N6。所以尿素分解的化学方程式为

6CO(NH2)2=====6NH3＋3CO2＋C3H6N6。

高压高温答案：(1)N2＋3H22NH3

不能

新法合成氨电解池的反应温度是570 ℃时，水为气态；在电解条件下，水会参与电解反应而影响合成氨反应

－＋(2)N2＋6e＋6H===2NH3

(3)C3H6N6

6CO(NH2)2=====6NH3＋3CO2＋C3H6N6

HN===C===NH

高压

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