专题二十六化学与技术

专题二十六化学与技术《考纲考点扫描》点击查看(一)工业生产硫酸1.原料_______、空气、水。考点一化学与工农业生产硫黄2.反应与设备

化学方程式设备造气____________________________接触氧化_________________________________SO3的吸收_______________________________沸腾炉2SO2＋O22SO3接触室SO3＋H2O===H2SO4吸收塔3.三工艺

(1)热交换；(2)逆流操作；(3)原料的循环利用。4.“三废”处理和能量综合利用

(1)“三废”处理方法

①尾气吸收：__________________________________________ _____________________________。SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O、CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O②废水处理：根据杂质性质的不同，采用不同的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。③废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重有色金属。(2)能量的充分利用硫酸生产中的反应热可用于预热即将参加反应的SO2，还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。【助学技巧】硫酸工业生产中的四个“三”(二)合成氨工业1.反应原理 ____________________________________

催化剂：_______、温度：___________压强：____________2.基本生产过程

(1)造气

①N2N2＋3H2

2NH3(放热反应)铁触煤400～500℃10～30MPa②H2主要来源于H2O和碳氢化合物，相关化学反应如下：催化剂中毒NH3·H2O＋H2S===NH4HS＋H2OK2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3(3)合成(三)纯碱工业生产的化学原理工业生产纯碱的方法主要有氨碱法(索尔维法)和联合制碱法(侯氏制碱法)。二者基本原理相同，向饱和食盐水中先通入足量氨气，再通入足量二氧化碳，反应方程式为_________________________________________________，将沉淀滤出后加热：_______________________________________。NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4ClNa2CO3＋H2O↑＋CO2↑(四)化学技术在农业生产中的应用1.常见化肥的种类、用途和使用注意事项

实例作用使用注意事项氮肥尿素[CO(NH2)2]、碳酸氢铵(NH4HCO3)、氨水(NH3·H2O)、硝酸铵等氮是合成蛋白质、核酸、叶绿素的重要元素，可使植物枝繁叶茂铵态氮肥不宜与__________等碱性肥料混合使用磷肥重过磷酸钙Ca(H2PO4)2、过磷酸钙(又称普钙)[主要成分是Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4]、钙镁磷肥[主要成分是Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2]等可使作物根系发达，增强耐寒抗旱能力，穗粒增多，籽粒饱满不宜与碱性肥料混合施用，最好与农家杂肥配合施用草木灰钾肥KCl、K2SO4、K2CO3促进作物生长，增强抗病虫害和抗倒伏能力___________，不宜在多雨季节施用复合肥KNO3、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4协同作用，使作物生成营养均衡，提高效能K2SO4、(NH4)2SO4的大量长期施用会造成土壤板结、土质酸化易溶于水(2)农药对土壤和环境造成的不良影响①对农产品造成污染，危及食品安全；②对环境造成严重污染，危及人类身体健康和生命安全；③破坏生物链，影响生态平衡等。石硫合剂

波尔多液碱性条件2.合成洗涤剂

(1)表面活性剂

(2)洗涤剂

主要成分是表面活性剂，是能够发挥去污作用的主要物质，还含有助剂、杀菌剂、织物柔顺剂等辅助成分。(1)以黄铁矿为主要原料制硫酸的过程中，按反应先后顺序依次使用的主要设备是接触室、沸腾炉、吸收塔(

)(2)500℃左右比室温更有利于合成氨的反应(

)(3)联合制碱法又称侯氏制碱法，是侯德榜在氨碱法的基础上改造形成的(

)(4)工业合成氨原料的来源：分离空气制得氮气，电解水得到氢气(

)(5)在生产纯碱的过程中，向饱和食盐水中先通入CO2，再通入氨气(

)(6)大量使用含磷洗涤剂，会对环境造成影响(

)答案

(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×

(6)√化工生产流程的评价与优化方法

化工生产方案应从环境保护和综合利用原料、合理利用能量以及化工生产的规模和厂址选择等方面进行考虑。1.绿色化学：绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学，是用化学的技术和方法减少或消除有害物质的生产和使用。理想的化工方式是：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，实现“零排放”。2.循环操作：是化工生产的重要工艺之一，利用循环操作能有效地提高原料的利用率，降低生产成本。3.循环利用：可以充分利用原料、节约资源，同时也是减少排放、实现变废为宝的重要手段。4.化工生产中的逆流原理：热交换器中的冷、热气体(或液体)，沸腾炉中的燃料与空气，制硫酸工业吸收塔中的气体和吸收液浓硫酸等。逆流的作用是使反应物充分接触，此外，在化学实验中的冷凝管也采用了逆流原理。1.(2015·山东理综，32)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：

已知：Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2

(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有______(填化学式)。(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是________。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的________(填操作名称)最合理。(3)母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是________。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是________。a.转入中和液

b.转入结晶Ⅰ操作c.转入转化液

d.转入结晶Ⅱ操作(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2∶1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为________吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。解析(1)NO2

与Na2CO3

反应有NaNO3

生成。(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作的目的是使NaNO2结晶析出，使NaNO3留在母液中，若水的蒸发量大，溶液浓度过大时，NaNO3有可能析出。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的溶碱最合理。(3)母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3可将NaNO2

氧化为NaNO3

。母液Ⅱ中的溶质主要是NaNO3

，将其转入转化液或转入结晶Ⅱ操作可以提高产率，所以合理处理的方法选c、d。(4)1.38吨NaNO2的物质的量为：1.38×106g÷69g/mol＝2×104mol，则生成的NaNO3物质的量为：1×104mol，根据Na原子守恒，则Na2CO3的理论用量＝1/2×(2×104＋1×104)mol×106g/mol＝1.59×106g＝1.59吨。答案(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶碱(3)将NaNO2氧化为NaNO3

cd(4)1.59明晰氨碱法和联合制碱法易失分问题1.两方法的比较生产流程优、缺点原料便宜，步骤简单，但是产生大量CaCl2，食盐利用率低产品纯度高，原料利用率高，同时得到氮肥NH4Cl2.易错警示

(1)向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳的顺序容易答反。应先通氨气再通二氧化碳，因为氨气在水中的溶解度大，先通氨气会吸收更多的二氧化碳，有利于生成较多的碳酸氢钠而析出。

(2)在氨碱法和联合制碱法的过程中，CO2均可循环利用。

(3)联合制碱法和氨碱法相比较，其主要优点一是使氯化钠的利用率得到了较大提高(由70%提高到96%)，二是避免了CaCl2的生成，同时得到了副产品NH4Cl是一种化肥，增大了经济效益。1.工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：

(1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行锻烧，再浸取，结晶而制得纯碱。

①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为____________________

________________________________________________；

②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为____________

________________________________(已知产物之一为CaS)；(2)氨碱法的工艺如图所示，得到的碳酸氢钠经锻烧生成纯碱。①图中的中间产物C是____________，D是____________(写化学式)；②装置乙中发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________；(3)联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是___________________________________________________________________。考点二化学与资源的开发利用1.获取洁净的水 (1)天然水的净化

①混凝法

常用的混凝剂：_______、_________、_______、聚合铝等。

②明矾的净水原理：

明矾在水溶液中发生电离：____________________________，Al3＋发生水解：_____________________________，氢氧化铝胶粒破坏天然水中的胶体杂质的稳定性，吸附悬浮物而沉降。明矾Al2(SO4)3FeSO4Al3＋＋3H2O

Al(OH)3(胶体)＋3H＋Ca2＋、Mg2＋Ca2＋、Mg2＋碳酸氢盐硫酸盐或氯化物【助学技巧】硬水软化的三方法比较(1)(2)污水处理：污水处理的技术很多，可分为物理法、生物法和化学法等。污水处理时，污水中的悬浮物可用混凝法除去；对其他溶解在水中的污染物，则要根据其化学性质采用有针对性的化学方法除去，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。3.煤的综合利用隔绝空气焦炭煤焦油可燃性气体液体燃料汽油甲醇4.石油的炼制炼制方法原理变化主要原料主要产品分馏常压利用烃的不同沸点，将其分离成沸点不同的产物____________原油石油气、汽油、煤油、柴油、重油等减压重油柴油、润滑油、燃料油、石蜡、沥青等裂化在一定条件下，使长链烃断裂为短链烃____________重油、石蜡等_________________等轻质油裂解深度裂化(更高温度下的裂化)____________石油分馏产物(包括石油气)主要是_______、丙烯、丁烯、甲烷等物理变化化学变化汽油、煤油、柴油化学变化乙烯6.煤化工和天然气化工的发展——一碳化学

一碳化学是指以分子中只含____________的化合物(如_____、_____、______等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。一个碳原子COCH4

CH4O【助学技巧】石油综合利用的框架(1)硬水中加入适量石灰水后，由于生成Mg(OH)2、CaCO3沉淀，水就软化了(

)(2)废水中的重金属离子Hg2＋、Pb2＋、Cu2＋均可用加入强碱(NaOH)使其沉淀的方法除去(

)(3)离子交换膜电解槽电解食盐水时阴极产物是NaOH和氢气(

)(4)将MgCl2·6H2O加热分解可制得无水氯化镁(

)(5)石油裂化的目的是为了获得以短链不饱和烃为主要成分的基本化工原料(

)(6)石油的分镏和煤的干镏都是物理变化过程(

)(7)从海水中提取溴的工艺流程中有两次由Br－―→Br2的目的是提高溴的产量(

)答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×氯碱工业的原理及生产流程

阳极室：加入的是精制后的饱和食盐水

阴极室：加入纯水(加入一定量的NaOH溶液)3.生产流程(3)“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：成分NaClMg(OH)2CaCO3BaSO4其他不溶于酸的物质质量分数/%15～2015～205～1030～4010～15为了生产七水硫酸镁，设计了以下工艺流程：1—反应器2—过滤器3—蒸发浓缩器4—结晶槽5—洗涤槽6—真空干燥器装置1中加入的酸应选用________，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50℃左右，持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是_____________。装置2中滤渣的主要成分为_________________________。装置3中通入高温水蒸气并控制温度在100～110℃，蒸发结晶，此时析出的晶体主要是________。用装置6(真空干燥器)干燥七水硫酸镁晶体的理由是__________。答案(1)氯气、烧碱、氢气(或氯气、烧碱)

(2)D(3)(稀)硫酸搅拌过程中CO2不断逸出，使CaCO3＋H2SO4

CaSO4＋H2O＋CO2↑平衡不断向右移动CaSO4、BaSO4、其他不溶于酸的物质NaCl防止失去结晶水水的净化和软化的“易错点”剖析1.水的净化、消毒和软化的区别净化利用活性炭和混凝剂形成胶体的吸附作用除去水中的悬浮物、色素或异味的过程消毒通过加热煮沸或加入消毒剂杀灭水中病态微生物的作用软化通过物理或化学方法降低水中Ca2＋和Mg2＋含量的过程2.水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，不是CaCO3和MgCO3，原因是Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，加热煮沸和石灰纯碱法除去Mg2＋时都转化为更难溶的Mg(OH)2。3.石灰纯碱法软化后的硬水，仍然会有一定的硬度，原因是生成的钙镁化合物仍然有一定的溶解度。4.鉴别硬水和软水可利用肥皂水，加肥皂水时硬水会产生较多的沉淀，软水会产生较多的泡沫。5.离子交换树脂不只有阳离子交换树脂，也有阴离子交换树脂。2.水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：

(1)天然水中溶解的气体主要有________、________；

(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是___________________

___________________________________________________。答案(1)O2

CO2(或氮气)(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等任意两种铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体微粒，使其聚沉，达到净化目的(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子。(4)10°

(5)740

1484考点三化学与材料制造1.传统无机非金属(硅酸盐)材料石灰石、纯碱、石英砂Na2SiO3、CaSiO3、SiO2黏土、石灰石水硬性2.新型无机非金属材料3.有机高分子材料材料名称功能高分子材料复合材料概念既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料两种或两种以上材料组成的新型材料，由基体和增强体构成性能不同的功能高分子材料，具有不同的特征性质一般具有强度高、质量轻、耐腐蚀等优异性能实例离子交换树脂、高分子药物、液晶材料、高吸水性树脂等玻璃钢、陶瓷塑料、复合地板、汽车轮胎等(1)陶瓷是将黏土和水的混合物通过高温烧结制成，其生产过程发生的变化有化学变化(

)(2)普通水泥的主要成分是硅酸钙(

)(3)空气中含有大量氮气，工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si3N4)，是在高温下使单质硅与空气反应(

)(4)钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此，生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳(

)(5)塑料制品容易被微生物分解，所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染(

)答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×有机高分子材料的合成1.合成有机高分子材料的化学反应

加成聚合反应缩合聚合反应含义许多小分子(含不饱和键)通过加成反应形成高聚物的聚合反应许多小分子通过缩合形成高聚物，同时有小分子生成的聚合反应单体特征含不饱和键如碳碳双键、碳碳三键含特征官能团如—OH、—COOH、—NH2等单体种类数相同或不同的单体相同或不同的单体高聚物特征链节与单体的组成相同链节与单体的组成不同产物种类只有高聚物高聚物和小分子举例2.线型结构、体型结构高分子材料的比较合成材料线型高分子材料体型高分子材料常见物质合成纤维、部分塑料(如聚乙烯)部分塑料(如电木)结构特点以共价键结合成高分子链，链与链之间以分子间作用力相结合以共价键构成高分子链，链与链之间以共价键大量交联性质特点具有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度、脆性较小，不能导电没有弹性和可塑性，不能溶解或熔融，在溶剂中能溶胀，硬度和脆性较大，不能导电3.玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。

(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釡中________加入甲醛，且反应釜应装有________装置。

(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、_______和石灰石(或长石)高温熔融而成，主要反应的化学方程式为____________________________。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是__________________________。玻璃钢具有______________等优异性能(写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是________。a.深埋b.粉碎后用作树脂填料c.用作燃料d.用有机溶剂将其溶解，回收树脂解析(1)为了控制反应速率，防止反应液温度过高，应缓慢地向反应釜中加入甲醛，并要装有冷却装置。(3)玻璃钢是由玻璃纤维和高分子材料复合而成，其中玻璃纤维的作用是增强体，合成材料是基体。(4)塑料深埋地下较长时间也不会腐烂，会造成严重的“白色污染”，故a错；作为燃料会放出大量有毒气体，不符合低碳环保要求，酚醛塑料在有机溶剂中，只溶胀而不溶解。明晰金属冶炼的常见易失分问题易失分点一

冶炼镁不能用电解熔融MgO的方法，原因是MgO的熔点高，使其熔化要消耗大量能量，应电解熔融MgCl2。易失分点二

工业炼铁加入的是铁矿石和焦炭，但还原剂并不是焦炭而是CO。易失分点三

炼钢的目的有三个方面：降低生铁中的碳的含量，除去S、P等有