高考化學一輪總復習 專題二十六 化學與技術(shù)課件1

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1、專題二十六化學與技術(shù),(一)工業(yè)生產(chǎn)硫酸 1.原料 _、空氣、水。,考點一化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),硫黃,2.反應(yīng)與設(shè)備,沸騰爐,2SO2O2 2SO3,接觸室,SO3H2O=H2SO4,吸收塔,3.三工藝 (1)熱交換；(2)逆流操作；(3)原料的循環(huán)利用。 4.“三廢”處理和能量綜合利用 (1)“三廢”處理方法 尾氣吸收：_ _。,SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O、CaSO3,H2SO4=CaSO4SO2H2O,廢水處理：根據(jù)雜質(zhì)性質(zhì)的不同，采用不同的化學方法，如酸堿中和法、重金屬離子沉淀法。 廢渣利用：制磚或制造水泥，提煉貴重有色金屬。 (2)能量的充分利用 硫酸生產(chǎn)中的反應(yīng)熱可用于預(yù)熱即

2、將參加反應(yīng)的SO2，還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量(供熱發(fā)電)。,【助學技巧】 硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的四個“三”,(二)合成氨工業(yè) 1.反應(yīng)原理 _ 催化劑：_、溫度：_壓強：_ 2.基本生產(chǎn)過程 (1)造氣 N2,N23H2 2NH3(放熱反應(yīng)),鐵觸煤,400500,1030 MPa,H2 主要來源于H2O和碳氫化合物，相關(guān)化學反應(yīng)如下：,催化劑中毒,NH3H2OH2S=NH4HSH2O,K2CO3CO2H2O=2KHCO3,(3)合成,(三)純堿工業(yè)生產(chǎn)的化學原理 工業(yè)生產(chǎn)純堿的方法主要有氨堿法(索爾維法)和聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法)。 二者基本原理相同，向飽和食鹽水中先通入足量氨氣，再通入足

3、量二氧化碳，反應(yīng)方程式為_ _，將沉淀濾出后加熱：_ _。,NaClH2ONH3CO2,=NaHCO3NH4Cl,Na2CO3H2OCO2,(四)化學技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 1.常見化肥的種類、用途和使用注意事項,草木灰,易溶于水,(2)農(nóng)藥對土壤和環(huán)境造成的不良影響 對農(nóng)產(chǎn)品造成污染，危及食品安全； 對環(huán)境造成嚴重污染，危及人類身體健康和生命安全； 破壞生物鏈，影響生態(tài)平衡等。,石硫合劑 波爾多液,堿性條件,2.合成洗滌劑 (1)表面活性劑 (2)洗滌劑 主要成分是表面活性劑，是能夠發(fā)揮去污作用的主要物質(zhì)，還含有助劑、殺菌劑、織物柔順劑等輔助成分。,(1)以黃鐵礦為主要原料制硫酸的過程中，按

4、反應(yīng)先后順序依次使用的主要設(shè)備是接觸室、沸騰爐、吸收塔() (2)500 左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)() (3)聯(lián)合制堿法又稱侯氏制堿法，是侯德榜在氨堿法的基礎(chǔ)上改造形成的() (4)工業(yè)合成氨原料的來源：分離空氣制得氮氣，電解水得到氫氣() (5)在生產(chǎn)純堿的過程中，向飽和食鹽水中先通入CO2，再通入氨氣() (6)大量使用含磷洗滌劑，會對環(huán)境造成影響() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),化工生產(chǎn)流程的評價與優(yōu)化方法,化工生產(chǎn)方案應(yīng)從環(huán)境保護和綜合利用原料、合理利用能量以及化工生產(chǎn)的規(guī)模和廠址選擇等方面進行考慮。 1.綠色化學：綠色化學又稱環(huán)境友好化學、環(huán)境無害化學、清潔化學，

5、是用化學的技術(shù)和方法減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。理想的化工方式是：反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，實現(xiàn)“零排放”。,2.循環(huán)操作：是化工生產(chǎn)的重要工藝之一，利用循環(huán)操作能有效地提高原料的利用率，降低生產(chǎn)成本。 3.循環(huán)利用：可以充分利用原料、節(jié)約資源，同時也是減少排放、實現(xiàn)變廢為寶的重要手段。 4.化工生產(chǎn)中的逆流原理：熱交換器中的冷、熱氣體(或液體)，沸騰爐中的燃料與空氣，制硫酸工業(yè)吸收塔中的氣體和吸收液濃硫酸等。逆流的作用是使反應(yīng)物充分接觸，此外，在化學實驗中的冷凝管也采用了逆流原理。,1.(2015山東理綜，32)工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備Na

6、NO2、NaNO3，工藝流程如下： 已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2 (1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外，還有_(填化學式)。,(2)中和液進行蒸發(fā)操作時，應(yīng)控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是_。蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣中含有少量NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的_(填操作名稱)最合理。 (3)母液進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列處理方法合理的是_。 a.轉(zhuǎn)入中和液 b.轉(zhuǎn)入結(jié)晶操作 c.轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d.轉(zhuǎn)入結(jié)晶操作 (4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為21，則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時，Na2CO

7、3的理論用量為_噸(假定Na2CO3恰好完全反應(yīng))。,解析(1)NO2 與Na2CO3 反應(yīng)有NaNO3 生成。(2)中和液進行蒸發(fā)操作的目的是使NaNO2結(jié)晶析出，使NaNO3留在母液中，若水的蒸發(fā)量大，溶液濃度過大時，NaNO3有可能析出。蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的溶堿最合理。(3)母液進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3可將NaNO2 氧化為NaNO3 。母液中的溶質(zhì)主要是NaNO3 ，將其轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶操作可以提高產(chǎn)率，所以合理處理的方法選c、d。(4)1.38噸NaNO2的物質(zhì)的量為：1.38106 g69 g/mol2104 mo

8、l，則生成的NaNO3物質(zhì)的量為：1104mol，根據(jù)Na 原子守恒，則Na2CO3的理論用量1/2(21041104)mol106 g/mol1.59106g1.59噸。,答案(1)NaNO3 (2)防止NaNO3的析出溶堿 (3)將NaNO2氧化為NaNO3cd (4)1.59,明晰氨堿法和聯(lián)合制堿法易失分問題,1.兩方法的比較,2.易錯警示 (1)向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳的順序容易答反。應(yīng)先通氨氣再通二氧化碳，因為氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣會吸收更多的二氧化碳，有利于生成較多的碳酸氫鈉而析出。 (2)在氨堿法和聯(lián)合制堿法的過程中，CO2均可循環(huán)利用。 (3)聯(lián)合制堿法和氨堿法

9、相比較，其主要優(yōu)點一是使氯化鈉的利用率得到了較大提高(由70%提高到96%)，二是避免了CaCl2的生成，同時得到了副產(chǎn)品NH4Cl是一種化肥，增大了經(jīng)濟效益。,1.工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料，經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請回答下列問題： (1)路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高溫下進行鍛燒，再浸取，結(jié)晶而制得純堿。 食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學方程式為_ _； 硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學方程式為_ _(已知產(chǎn)物之一為CaS)；,(2)氨堿法的工藝如圖所示，得到的碳酸氫鈉經(jīng)鍛燒生成純堿。,圖中的中間產(chǎn)物C是_，D是_(寫化學式)； 裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_ _； (3)聯(lián)

10、合制堿法對氨堿法的改進，其優(yōu)點是_ _。,考點二化學與資源的開發(fā)利用,1.獲取潔凈的水 (1)天然水的凈化 混凝法 常用的混凝劑：_、_、_、聚合鋁等。 明礬的凈水原理： 明礬在水溶液中發(fā)生電離：_，Al3發(fā)生水解：_，氫氧化鋁膠粒破壞天然水中的膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定性，吸附懸浮物而沉降。,明礬,Al2(SO4)3,FeSO4,Al33H2O Al(OH)3(膠體)3H,Ca2、Mg2,Ca2、Mg2,碳酸氫鹽,硫酸鹽或氯化物,【助學技巧】 硬水軟化的三方法比較 (1),(2)污水處理：污水處理的技術(shù)很多，可分為物理法、生物法和化學法等。 污水處理時，污水中的懸浮物可用混凝法除去；對其他溶解在水中的污

11、染物，則要根據(jù)其化學性質(zhì)采用有針對性的化學方法除去，如酸堿中和法、重金屬離子沉淀法等。,3.煤的綜合利用,隔絕空氣,焦炭,煤焦油,可燃性氣體,液體燃料,汽油,甲醇,4.石油的煉制,物理 變化,化學 變化,汽油、煤油、柴油,化學 變化,乙烯,6.煤化工和天然氣化工的發(fā)展一碳化學 一碳化學是指以分子中只含_的化合物(如_、_、_等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學。,一個碳原子,CO,CH4 CH4O,【助學技巧】 石油綜合利用的框架,(1)硬水中加入適量石灰水后，由于生成Mg(OH)2、CaCO3沉淀，水就軟化了() (2)廢水中的重金屬離子Hg2、Pb2、Cu2均可用加入強堿(NaOH)

12、使其沉淀的方法除去() (3)離子交換膜電解槽電解食鹽水時陰極產(chǎn)物是NaOH和氫氣(),(4)將MgCl26H2O加熱分解可制得無水氯化鎂() (5)石油裂化的目的是為了獲得以短鏈不飽和烴為主要成分的基本化工原料() (6)石油的分鎦和煤的干鎦都是物理變化過程() (7)從海水中提取溴的工藝流程中有兩次由BrBr2的目的是提高溴的產(chǎn)量() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7),氯堿工業(yè)的原理及生產(chǎn)流程,陽極室：加入的是精制后的飽和食鹽水 陰極室：加入純水(加入一定量的NaOH溶液) 3.生產(chǎn)流程,(3)“鹽泥”是粗鹽提純及電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢料”。某工廠的鹽泥組成如下：,為

13、了生產(chǎn)七水硫酸鎂，設(shè)計了以下工藝流程：,1反應(yīng)器2過濾器3蒸發(fā)濃縮器4結(jié)晶槽 5洗滌槽6真空干燥器 裝置1中加入的酸應(yīng)選用_，加入的酸應(yīng)適當過量，控制pH為5左右，反應(yīng)溫度在50 左右，持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng)，以使Mg(OH)2充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSO4，在此過程中同時生成CaSO4。其中碳酸鈣可以轉(zhuǎn)化為硫酸鈣的原因是_。 裝置2中濾渣的主要成分為_。 裝置3中通入高溫水蒸氣并控制溫度在100110 ，蒸發(fā)結(jié)晶，此時析出的晶體主要是_。 用裝置6(真空干燥器)干燥七水硫酸鎂晶體的理由是_。,答案(1)氯氣、燒堿、氫氣(或氯氣、燒堿)(2)D (3)(稀)硫酸攪拌過程中CO2不斷逸出，使CaCO3

14、H2SO4 CaSO4H2OCO2平衡不斷向右移動 CaSO4、BaSO4、其他不溶于酸的物質(zhì)NaCl防止失去結(jié)晶水,水的凈化和軟化的“易錯點”剖析,1.水的凈化、消毒和軟化的區(qū)別,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，加熱煮沸和石灰純堿法除去Mg2時都轉(zhuǎn)化為更難溶的Mg(OH)2。 3.石灰純堿法軟化后的硬水，仍然會有一定的硬度，原因是生成的鈣鎂化合物仍然有一定的溶解度。 4.鑒別硬水和軟水可利用肥皂水，加肥皂水時硬水會產(chǎn)生較多的沉淀，軟水會產(chǎn)生較多的泡沫。 5.離子交換樹脂不只有陽離子交換樹脂，也有陰

15、離子交換樹脂。,2.水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康。請回答下列問題： (1)天然水中溶解的氣體主要有_、_； (2)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是_(填其中任何兩種)，其凈水作用的原理是_ _。,答案(1)O2CO2(或氮氣) (2)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等任意兩種鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體微粒，使其聚沉，達到凈化目的 (3)水的凈化是用混凝劑(如明礬等)將水中膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子。 (4)10(5)7401 484,

16、考點三化學與材料制造,1.傳統(tǒng)無機非金屬(硅酸鹽)材料,石灰石、純堿、石英砂,Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,黏土、石灰石,水硬性,2.新型無機非金屬材料,3.有機高分子材料,(1)陶瓷是將黏土和水的混合物通過高溫燒結(jié)制成，其生產(chǎn)過程發(fā)生的變化有化學變化() (2)普通水泥的主要成分是硅酸鈣() (3)空氣中含有大量氮氣，工業(yè)上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si3N4)，是在高溫下使單質(zhì)硅與空氣反應(yīng)() (4)鋼鐵制品銹蝕主要是因為鋼鐵中含有碳而發(fā)生原電池反應(yīng)，因此，生鐵煉鋼時要盡可能完全除去生鐵中的碳() (5)塑料制品容易被微生物分解，所以廢棄塑料制品不會對環(huán)境造成嚴重的污染() 答案(

17、1)(2)(3)(4)(5),有機高分子材料的合成,1.合成有機高分子材料的化學反應(yīng),2.線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料的比較,3.玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。 (1)酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成，反應(yīng)有大量熱放出，為防止溫度過高，應(yīng)向已有苯酚的反應(yīng)釡中_加入甲醛，且反應(yīng)釜應(yīng)裝有_裝置。 (2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、_和石灰石(或長石)高溫熔融而成，主要反應(yīng)的化學方程式為_。,(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是_。 玻璃鋼具有_等優(yōu)異性能(寫出兩點即可)。 (4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是_。 a.深埋b.粉碎后用作樹脂填料c.用作燃料d.用有機溶劑將其溶解

18、，回收樹脂,解析(1)為了控制反應(yīng)速率，防止反應(yīng)液溫度過高，應(yīng)緩慢地向反應(yīng)釜中加入甲醛，并要裝有冷卻裝置。(3)玻璃鋼是由玻璃纖維和高分子材料復合而成，其中玻璃纖維的作用是增強體，合成材料是基體。(4)塑料深埋地下較長時間也不會腐爛，會造成嚴重的“白色污染”，故a錯；作為燃料會放出大量有毒氣體，不符合低碳環(huán)保要求，酚醛塑料在有機溶劑中，只溶脹而不溶解。,明晰金屬冶煉的常見易失分問題,易失分點一冶煉鎂不能用電解熔融MgO的方法，原因是MgO的熔點高，使其熔化要消耗大量能量，應(yīng)電解熔融MgCl2。 易失分點二工業(yè)煉鐵加入的是鐵礦石和焦炭，但還原劑并不是焦炭而是CO。 易失分點三煉鋼的目的有三個方面

19、：降低生鐵中的碳的含量，除去S、P等有害元素，調(diào)整Si、Mn、Cr等合金元素。 易失分點四銅的冶煉方法有多種，如還原劑法、濕法煉銅以及電解精煉銅等。,易失分點五鋁的冶煉應(yīng)注意的問題 (1)氧化鋁熔點很高，直接電解要消耗大量電能。在實際生產(chǎn)中要加入冰晶石使它的熔點降低冰晶石(Na3AlF6)的作用是作為助熔劑，其中也常加入少量的氟化鈣等幫助降低熔點。 (2)高溫下陽極產(chǎn)生的O2與陽極碳塊反應(yīng)產(chǎn)生CO2放出，所以在反應(yīng)中需要及時更換陽極碳塊。 (3)一次電解所得鋁的純度可達99%左右，若要提高純度，則需要進行電解精煉。 (4)鋁的熔點是660 ，電解鋁反應(yīng)的溫度是1 000 左右，所以電解生成的鋁

20、呈液態(tài)，從電解裝置的底部流出。,(2)上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì)，可用電解方法進一步提純，該電解池中陽極的電極反應(yīng)式為_ _， 下列可作陰極材料的是_。 A.鋁材 B.石墨 C.鉛板 D.純鋁 (3)陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液，鋁陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。 (4)在鋁陽極氧化過程中，需要不斷地調(diào)整電壓，理由是_。,解析(1)加入冰晶石的作用是為了降低Al2O3的熔化溫度。(2)用電解法提純時，含雜質(zhì)的鋁為陽極，由于鋁的活動性強，鋁被氧化，電極反應(yīng)為Al3e=Al3；陰極材料為純鋁。(3)在酸性條件下電解，陽極生成氧化膜Al2O3：2Al3H2O6e=Al2O36H。(4)隨著氧化膜的生成，電阻增大，為了維護電流穩(wěn)定，故需不斷加大電壓。 答案(1)主要是降低熔化溫度 (2)Al3e=Al3D (3)2Al3H2O6e=Al2O36H (4)鋁陽極表面不斷生成氧化物，電阻增大，為了保持穩(wěn)定的電流，需要不斷增大電壓,