化学与工农业生产

考点36 化学与工农业生产
2． 知道硬水软化的方法和原理。

知道海水淡化的方法（蒸馏法、电渗析法）与原理。

3． 了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。

4． 氯碱工业
5． 硫酸工业
6． 化学肥料施用
一、水的净化和污水处理
1．生活用水的净化：（1）净化的含义： 。

天然水中所含的杂质有 。

（2）混凝
剂： ，
常见种类 。

净水原理。

（3）常用作水消毒杀菌的药剂： 。

自来水生产流程 ：。

2．污水处理：（1）污水中的主要污染物： 。

（2）污水处理的主要方法： 。

水的“DO”指 “BOD”指 “中水”指
二、硬水及其软化
1．硬水是 水的硬度通常用
表示。

水的硬度有暂时硬度和永久硬度两
种。

暂时硬度的水指 ，对其常采用 的方法软化，反应的方程式为。

永久硬度的水常含有 等离子。

2．硬水软化的方法有药剂软化法和离子交换法。

离子交换法的原理是
特点是 。

离子交换
树剂的组成 ，类型 。

石灰——纯碱法
磺化煤对硬水的软化及自身的再生过程：
软化：2NaR+Mg 2+ MgR 2+2Na +
2NaR+Ca 2+ CaR 2+2Na +
再生：将已用过的磺化煤浸泡在8%～10%的食盐水中。

(暂时硬度)（永久硬度）
Ca(HCO 3)2+Ca(OH)
2 2CaCO 3
2O Mg(HCO 3)
2+2Ca(OH)2
Mg(OH)2+2CaCO 32O
Mg 2++2OH - Mg(OH)2CO 2-3+Ca 2+ CaCO 3
3．海水的淡化的概念。

淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法。

蒸馏法的主要特点，原理。

电渗析法的基本原理，特点。

三、合成氨
1. 合成氨的条件的选择：温度压强
催化剂
2．合成氨生产工艺：生产流程。

原料气的制备。

其中生产的氨气液化分离，原料气循环利用。

四、氯碱工业
离子交换膜电解槽主要由阳极（用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂氯碱工业——电解饱和食盐水制取氯气和烧碱。

1.原理：阳极（用石墨）：2Cl―－2e－=Cl2↑ 阴极（用Fe）：2 H＋+ 2e－= H2↑
总反应：2NaCl + 2 H2O 电解2NaOH +H2↑+Cl2↑
2．饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca2＋、Mg2＋、SO42―等杂质离子，加入试剂依次为NaOH溶液、B a C l2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸（或将BaCl2溶液和NaOH 溶液的顺序互换）。

3．离子交换膜法制烧碱
离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。

六、化学肥料施用
酸性的化学肥料不能和碱性肥料混用，如硝酸铵和草木灰(主要有效成分为K2CO3)不能混合施用，因NH4NO3水解是酸性，K2CO3水解是碱性，混合促进水解，降低肥效。

【例1】2000年诺贝尔物理学奖授予为现代信息技术作出贡献的三位科学家，表彰他们为信息技术所作的基础性研究，特别是他们发明的快速晶体管、激光二极管和集成电路芯片。

与该项奖相关的基础知识，下列说法错误的是：
A 晶体管由半导体材料制成
B 二极管具有电流放大作用
C 集成电路使电子设备小型化，功能多样化
D 现代信息技术的发展与物理学新发现密切相关
解析:本题结合2000年物理学奖的奖项内容，设置了与中学知识相关的四个选项，考查考生对半导体。

激光二极管、集成电路和信息技术等知识的理解能力和判断能力。

由于二极管具有单向导电性，不具备电流放大作用，故选项B错误。

答案：B
【例2】录像用的高性能磁带的磁粉，主要材料之一是由三种元素组成的化学式CO x Fe3-x O3+x的化合物。

已知氧为-2价，钴（Co）和铁可能呈现+2价或+3价，且上述化合物每种元素都只有一种化合价，则x值为____________，铁的化合价为____________，钻的化合价为____________。

解析：本题有三个未知量，只能根据化合价规则建立一个方程，但一个方程中有三个未知数，要解这个方程必然要联系化学含义。

设化合物中钴的化合价为a价，铁的化合价为b 价，根据化合物中各元素的化合价代数和为零的原则，可建立如下方程：ax＋b（3－x）－2（3＋x）＝0，整理得x＝（3b－6）／（b+2－a）。

依题意，b只能取2或3，当b＝2时，无意义，故b只能取3，此时x＝3／（5－a），仅当a＝2时，x＝1（整数）有意义。

答案：X为2，铁的化合价为3，钴的化合价为2。

【例3】某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯
化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计
了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是
A a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
解析:本题从电极名称和电解后溶液的主要成分两方面进行设问。

首先，a、b电极为电源上的电极，原电池的电极名称与电解池的电极名称不同，应为正极或负极，排除选项C 和D。

其次，如图所示的电解池中，要使Cl2能被溶液“完全吸收”，是让上边一个电极产生Cl2，还是让下边一个电极产生Cl2？让阳极产生的Cl2通过阴极附近的碱溶液，Cl2才能被完全吸收。

第三，电解池中产生Cl2的阳极对应的电源电极名称是正极。

答案:B
【例4】某工厂用氨氧化法可制得质量分数为50%的硝酸，脱水后可进一步得到90%的硝酸，若以17t液氨为原料生产硝酸（假设反应及脱水过程中各反应物及生成物均无损耗）。

试填写下列空白。

（1）若该厂只生产50%的硝酸，计算得到的理论上需水的质量为t。

（2）若该工厂只生产90%的硝酸，计算理论上需水质量t。

（3）若该厂同时生产50%和90%两种硝酸，它们的质量比为
x=m1/m2(m1、m2分别表示50%，90%硝酸的质量)
①写出理论所需水量y与质量比x的函数关系式y= 。

②当进出水量平衡时x= ，此时，两种产品的总质量为。

解答： （1）NH 3+2O 2 HNO 3+H 2O 17g 63g 18g 17t x′t y′t 得m=63t n=18t
则补加水at ：
50%·（a+18+63）=63
得a=45t
（2）设补加水bt ：
则90%·（b+18+63）=63
得b=-11t （即脱水11t ）
（3）①⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+==+-+63%90%50)1863(212121m m x m m y m m 得9
599225+-=x x y ②当进出水平衡时，即不需补加水，即 y=0 代入上式得 x=11∶25
将 y=0 代入上述①式
m 1+m 2=81
得：两种产品总质量为81t ……①……②……③。