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專題32 化學(xué)與技術(shù),考點(diǎn)81 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 考點(diǎn)82 化學(xué)與資源的開發(fā)利用 考點(diǎn)83 化學(xué)與材料的制造和利用,考點(diǎn)81 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),600分知識(shí) 700分考法 考法1：化學(xué)工藝流程分析型實(shí)驗(yàn)題的解題策略,1．工業(yè)合成氨,2．純堿的生產(chǎn) (1)氨堿法(索爾維制堿法) ①原料：食鹽、氨和二氧化碳。 ②生產(chǎn)流程 a．鹽水的精制：在飽和食鹽水中加入熟石灰和純堿，除去水中的Ca2＋和Mg2＋。 b．鹽水氨化：將氨氣通入精制鹽水中，制成氨鹽水。 ②生產(chǎn)流程 c．氨鹽水碳酸化：使氨鹽水吸收二氧化碳，生成碳酸氫鈉和氯化銨：NaCl＋NH3＋CO2+H2O==NaHCO3↓＋NH4Cl。 d．過濾出碳酸氫鈉后焙燒得純堿，同時(shí)回收二氧化碳再利,2.純堿的生產(chǎn) (2)聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法) ②優(yōu)點(diǎn)：保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2，去除了CaCO3制CO2這一工序。,3．氯堿工業(yè) (1)精制食鹽水：加NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液除去食鹽水中的Mg2＋、Fe3＋、Ca2＋、SO42-，用鹽酸調(diào)節(jié)pH后再經(jīng)離子交換法進(jìn)一步除去Ca2＋、Mg2＋。 (2)核心技術(shù)——電解 (3)核心裝置——電解槽 電極選擇：石墨陽極、金屬鈦陽極，涂鎳碳鋼網(wǎng)陰極。,4．硫酸工業(yè) (1)硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程 (2)尾氣處理：H2SO4工業(yè)的尾氣主要是SO2：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O、CaSO3＋H2SO4=== CaSO4＋SO2↑＋H2O。 (3)化學(xué)原理在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 ①增大反應(yīng)速率的措施：a.升高溫度；b.使用催化劑；c.在沸騰爐中燃料燃燒前，將原料粉碎，增大與空氣的接觸面積。 ②提高SO2轉(zhuǎn)化率，提高生產(chǎn)效率的措施：a.采用逆流原理；b.采用熱交換原理；c.采用循環(huán)利用原理。,4.硫酸工業(yè) (4)接觸法制硫酸注意事項(xiàng) ①送進(jìn)沸騰爐的礦石要粉碎成細(xì)小的顆粒，增大礦石跟空氣的接觸面積，使反應(yīng)速率加快、燃燒更充分。 ②采用適當(dāng)過量的空氣使黃鐵礦充分燃燒，使成本較高的原料得以充分利用。 ③通入接觸室的混合氣體必須預(yù)先凈化。其原因是：爐氣中含有SO2、O2、N2、H2O以及一些其他雜質(zhì)；砷、硒等的化合物和礦塵等會(huì)使催化劑中毒；水蒸氣對(duì)生產(chǎn)和設(shè)備有不良影響。因此，爐氣必須通過除塵、洗滌、干燥等凈化處理。 ④在接觸室里裝有熱交換器，它的作用是在SO2接觸氧化時(shí)，用放出的熱來加熱未起反應(yīng)的SO2和空氣，這樣可以充分利用熱能，節(jié)約燃料。 ⑤吸收SO3不能用水或稀H2SO4，而用98.3%的濃硫酸，是因?yàn)橛盟蛳2SO4溶液作吸收劑容易形成酸霧，吸收速度慢。 ⑥硫酸廠的尾氣必須進(jìn)行處理，因?yàn)槲矚饫锖写罅康腟O2，如果不加以利用而排入空氣會(huì)嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，并浪費(fèi)原料。,返回,考法1 化學(xué)工藝流程分析型實(shí)驗(yàn)題的解題策略 1．明確原始物質(zhì)及目標(biāo)產(chǎn)物 2．明確化工生產(chǎn)流程主線的特點(diǎn) 一個(gè)完整的物質(zhì)制備化工生產(chǎn)流程一般具有下列特點(diǎn)： 3．熟悉常用的操作方法及其作用 (1)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用 ①研磨：減小固體顆粒的大小，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。 ②水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。 ③酸浸：與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去。 ④灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化。 ⑤煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解。,考法1 化學(xué)工藝流程分析型實(shí)驗(yàn)題的解題策略 (2)常用的控制反應(yīng)條件的方法 ①調(diào)節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)： a．能與H＋反應(yīng)，使溶液pH增大； b．不引入新雜質(zhì)。 例如：若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。 ②控制溫度。根據(jù)需要采用升溫或降溫的方法改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)。 ③控制壓強(qiáng)。改變速率，影響平衡。 ④使用正催化劑。加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)達(dá)到平衡需要的時(shí)間。 ⑤趁熱過濾。防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出。 ⑥冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。,返回,考點(diǎn)82 化學(xué)與資源的開發(fā)利用,600分知識(shí) 700分考法 考法2：化學(xué)與資源的開發(fā)利用,1．海水資源的開發(fā)利用 (1)海水淡化方法：蒸餾法、電滲析法、反滲透法。 (2)天然水的凈化 ①一般過程：混凝沉淀、過濾、殺菌。 ②常用混凝劑：明礬、綠礬、硫酸鋁、聚合鋁、硫酸鐵等。 (3)硬水的軟化 ①硬水和軟水 ：按水中含Ca2＋、Mg2＋的多少，把天然水分為硬水和軟水。含有較多Ca2＋、Mg2＋的水叫硬水；含少量不含Ca2＋、Mg2＋的水叫作軟水。 ②硬水的類型 暫時(shí)硬度——由鈣、鎂的碳酸氫鹽引起的硬度； 永久硬度——由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的硬度。 (4)污水處理：污水中的懸浮物可用混凝法除去；對(duì)其他溶解在水中的污染物，則應(yīng)據(jù)其化學(xué)性質(zhì)有針對(duì)性地處理。常見方法有酸堿中和法、重金屬離子沉淀法等。,2．海水資源的綜合利用 (1)海水制鹽 以蒸發(fā)為主，得到淡水和食鹽。 (2)從海水中提取溴單質(zhì) ①方法：吹出法。 ②步驟和流程：氯化、吹出、吸收。 ③涉及的主要反應(yīng),2.海水的資源利用 (3)從海水中提取鎂單質(zhì),3．煤、石油的綜合利用 (1)石油煉制的方法及產(chǎn)品 ①石油的常壓分餾和減壓分餾是物理變化，而石油的裂化和裂解是化學(xué)變化。 ②石油分餾產(chǎn)品都是多種成分組成的混合物。 ③石油分餾得到的汽油的主要成分為短鏈烴，是飽和烴，而經(jīng)重油裂化得到的汽油是飽和的、不飽和的短鏈烴的混合物，所以可以用溴水或酸性KMnO4溶液鑒別裂化汽油和直餾汽油，若酸性KMnO4溶液褪色則為裂化汽油，若不褪色則為直餾汽油。 (2)煤的干餾與石油的分餾本質(zhì)區(qū)別 ①石油分餾屬于物理過程。 ②煤的干餾是指把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，使煤分解的過程，是化學(xué)變化。,返回,,考法2 化學(xué)與資源的開發(fā)利用,,考法2 化學(xué)與資源的開發(fā)利用 2．水處理中“三化”的區(qū)別 (1)淡化：除去海水中的鹽獲得淡水。 (2)凈化：有效降低或去除水中某些或全部污染物。 (3)軟化：降低硬水中Ca2＋、Mg2＋濃度。 3．溴的吸收富集 (1)純堿吸收法：海水中的溴離子被氧化為溴單質(zhì)后，用熱空氣或水蒸氣吹出，通過Na2CO3溶液使溴富集后，再將得到的溶液用稀硫酸酸化，然用有機(jī)溶劑萃取溴單質(zhì)。發(fā)生反應(yīng)： (2)SO2吸收法：用空氣吹出的溴和大量的空氣混合在一起，不易分離，用還原劑SO2吸收后，再用氯氣氧化HBr即得到溴單質(zhì)。,,考法2 化學(xué)與資源的開發(fā)利用 4．海水提鎂 (1)利用海水資源提取金屬鎂的生產(chǎn)步驟：①加熟石灰；②過濾；③加鹽酸；④濃縮、結(jié)晶、脫水、干燥；⑤熔融電解。 (2)海水提鎂生產(chǎn)中應(yīng)用的平衡原理 ①沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用：向海水中加入沉淀劑Ca(OH)2，將Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀。 ②水解平衡原理的應(yīng)用：在MgCl26H2O脫水變?yōu)镸gCl2時(shí)，由于MgCl2＋2H2O ====Mg(OH)2＋2HCl水解平衡的存在，需在HCl氣體氛圍中脫水。,考法2 化學(xué)與資源的開發(fā)利用,考法2 化學(xué)與資源的開發(fā)利用,返回,考點(diǎn)83 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用,600分知識(shí) 700分考法 考法3：材料的制造和利用,1．無機(jī)非金屬材料 (1)傳統(tǒng)硅酸鹽材料,1．無機(jī)非金屬材料 (2)新型無機(jī)非金屬材料 (3)復(fù)合材料 兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，另一種材料作為增強(qiáng)劑。 ①主要性能：復(fù)合材料一般具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異功能。在綜合性能上超過了單一材料。 ②應(yīng)用領(lǐng)域：主要應(yīng)用于航天航空工業(yè)。,2．金屬材料 (1)金屬單質(zhì)和合金都是金屬材料，而金屬的氧化物不是金屬材料。 (2)常見的金屬材料有生鐵、鋼、硬鋁、黃銅等。,返回,考法3 材料的制造與應(yīng)用,考法3 材料的制造與應(yīng)用 3．鋁的冶煉 【誤區(qū)警示】電解冶煉鋁時(shí)，在高溫下，陽極產(chǎn)生的氧氣會(huì)跟碳電極發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳，所以在電解過程中要定時(shí)補(bǔ)充碳?jí)K。電解生成的鋁呈液態(tài)，從電解裝置的底部流出。,考法3 材料的制造與應(yīng)用 3．鋁的冶煉 【誤區(qū)警示】電解冶煉鋁時(shí)，在高溫下，陽極產(chǎn)生的氧氣會(huì)跟碳電極發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳，所以在電解過程中要定時(shí)補(bǔ)充碳?jí)K。電解生成的鋁呈液態(tài)，從電解裝置的底部流出。,考法3 材料的制造與應(yīng)用,考法3 材料的制造與應(yīng)用,