化学二轮复习专题

化学与资源的开发利用
资源的种类很多，考试大纲中涉及的资源主要是水资源和化石资源。其
中水资源的综合利用重点是如何从水资源中除去杂质而获取纯净的水，
以及如何从海水资源中获取有用的化学物质(即海水的综合利用)。对于
化石资源，重点是石油、煤和天然气的综合利用。 1．水的净化与污水处理
（1）混凝法净化水。常见混凝剂有明矾［KAl（SO4）2·12H2O］、绿矾 （FeSO4·7H2O）。经过混凝法净水后，还必须进行杀菌消毒。一般过程 为：混凝沉淀→过滤→杀菌。近年来人们逐步利用 ClO2、O3 等进行饮用 水消毒。 (2)水的化学软化。具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化；具有 永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化。 (3)污水处理的化学方法。常见的有中和法和沉淀法。
；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应：正 极 12O2＋H2O＋2e－===2OH－ ；负极 H2－2e－＋2OH－===2H2O ；
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处) 燃料电池可以补充电解池 .
_消__耗__的__电__能__ 、 提高产出碱液的浓度，降低能耗 。 思维点拨：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH ＋H2↑＋Cl2↑，由化学方程式可知，k＝M(Cl2)/2M(NaOH)＝71/80＝1∶1.13 或 0.89。 (2)加入 BaCl2 目的是除去 SO24－，多余的 Ba2＋可以被后续的 Na2CO3 除去， 所以加入 Na2CO3 的目的是除去 Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋和引入的 Ba2＋；最后加 入盐酸除去多余的 CO23－。 (3)燃料电池中通入空气的电极为正极，发生还原反应，因此 Y 一定为还原 性的 H2，由此可知电解饱和食盐水中的 X 一定为 Cl2；电解池中的 NaOH 进入燃料电池正极再出来，依据 O2＋4e－＋2H2O===4OH－可知 NaOH 的浓 度增大。
要点提醒——画龙点睛 触类旁通
化工生产的原理及生产流程、设备是答题的关键。
1．(2009·北京理综，28)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：
高温 4________＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2
(2)接触室中发生反应的化学方程式是
。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母)_________。
料的特点，了解有关的生产原理。 3.了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。 4.了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况。了解新材料的发展方向。 三、化学与工农业生产 1.了解化学在水处理中的应用。 2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促
进化学工业发展的重大意义。 3.了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。 4.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以 节(电)能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下 图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是__C__l2____、___H__2 ___(填化学式)，分析比较图示中
氢氧化钠质量分数a%与b%的大小 a%小于b%
(3)海水提溴 从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 1/3。常用的一种海水提溴技术叫 做吹出法，即用氯气氧化海水中的 Br－，使其变成 Br2，然后用空气或水 蒸气吹出。 (4)海水提镁 工业上从海水中提镁的一种方法是，将海水抽入反应槽中，加入石灰乳 (或用海洋中的牡蛎壳烧成石灰粉末)，使海水中的镁转变成 Mg(OH)2 沉 淀；加盐酸转化成 MgCl2 溶液，过滤、烘干，然后电解熔融 MgCl2 得到 镁和氯气；氯气可用来制盐酸，再循环使用。
对于《化学与技术》的考查就是一个题目，题目形式相对固定，主 要围绕化工生产和材料的制备与应用为主，复习中要注意教材中关 于硫酸生产、合成氨工业、纯碱制造、海水的综合利用等。
考点1 化学与工农业生产
【例 1】 (2009·辽宁、宁夏理综)请回答氯碱工业中的如下问题： (1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率 k(质量比)生成的产品。理论上 k ＝ M(Cl2)/2M(NaOH)＝71/80＝1∶1.13或0.89 (要求计算表达式和结果)。 (2)原料粗盐中常含有泥沙和 Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO24－等杂质，必须精制后才能 供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、 ②HCl(盐酸)、③BaCl2，这 3 种试剂添加的合理顺序是___③__①__②_____(填序号)。
性 能 不同的功能高分子材料，具 一般具有强度高、质量轻、
有不同的特征性质
耐腐蚀等优异性能
应用
制作高分子分离膜、人体器 官等
用于汽车工业、机械工业、 体育用品、航空航天、人 类健康等
离子交换树脂、高分子药物、 玻璃钢、陶瓷塑料、复合 实例
液晶材料、高吸水性树脂等 地板、汽车轮胎等
难点解读——掌握重点 突破难点
化学与材料 材料主要包括无机非金属材料、金属材料、高分子合成材料、复合材料和其 他新材料。无机非金属材料、金属材料的生产原理和金属的防腐是重点。
1．无机非金属材料的生产
类型 举例
主要成分或生产原理
陶瓷 将黏土与水的混合物通过高温烧结制成
传统硅 酸盐材
料
玻璃 水泥
普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3，生产原 理为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋ SiO2CaSiO3＋CO2↑
3．煤、石油和天然气的综合利用 随着社会的发展和生活水平的提高，人类对能源的需求量越来越大，对 环境也造成了越来越大的影响。煤、石油、天然气作为当前提供能源的 主要化石燃料，深受命题者青睐。煤综合利用的方法主要有：干馏、气 化和液化。石油的综合利用方法主要有：分馏、裂化和裂解。天然气的 重整(一碳化工)：CH4＋H2O=高==温==CO＋3H2。
4．化肥的施用与常见重要化肥的生产原理
(1)农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。过磷酸
钙[主要成分是 Ca(H2PO4)2·H2O 和 CaSO4]，简称普钙，它是目前使用最 广泛的磷肥。除了我们熟知的用草木灰作钾肥外，农业上常用的钾肥主
要有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等。
(2)
尿
素
的
生
产
第一篇 专题突破
第五部分 选考内容
专题十七 《化学与技术》
考纲展示
一、化学与资源开发利用 1.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。 2.了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。 3.了解海水的综合利用。了解化学科学发展对自然资源利用的作用。 4.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。 二、化学与材料的制造、应用 1.了解社会发展和科技进步对材料的要求。了解化学对材料科学发展的促进作用。 2.了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材
3．硫酸的工业生产——接触法 (1)原料：主要有黄铁矿、硫黄等。 (2)原理：以黄铁矿为原料生产硫酸为例，生产主要经过三个阶段。 ①SO2 的制取：4FeS2＋11O2=高==温==2Fe2O3＋8SO2； ②SO2 的催化氧化：SO2(g)＋12O2(g) 催化剂 SO3(g)；ΔH＝－98.3 kJ·mol－1， 生产中选择常压下 400～500℃进行，化学反应速率和 SO2 的转化率都比较 理想。 ③SO3 的吸收：SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)； ΔH＝－130.3 kJ·mol－1 工业上并不直接用水吸收三氧化硫，而是用质量分数为 98.3%的浓硫酸作 吸收剂，因为三氧化硫与水蒸气容易形成酸雾，从而降低三氧化硫的吸收 率。同时采用逆流吸收，硫酸从塔底放出。
主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙 (2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)、铁铝酸钙 (4CaO·Al2O3·Fe2O3)等
2.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Βιβλιοθήκη Baidu 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 强剂构成
2．海水资源的综合利用 (1)海水制盐 用海水制盐的方法仍以蒸发法(盐田法)为主，它的原理很简单，即在 太阳照射后，海水受热，水分逐渐蒸发，当各种盐分别达到其饱和 浓度时，依次以固态形式析出，此时得到的盐为粗盐。 (2)食盐的利用 氯碱工业就是用电解饱和食盐水的方法得到 NaOH、Cl2 和 H2，其总的 电解 反应方程式可表示为 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。工业上 电解饱和食盐水的设备为离子交换膜电解槽。
高考预测 高考中将《化学与技术》做为选考内容，复习中要侧重于实际化 工生产，同时注意理论知识的指导作用，两者要兼顾，通过对近几年 的高考题发现，这一部分的考查主要以填空、选择、简答形式出现， 内容虽多，但复习中只要抓住重点，仍然容易突破。
化学与工农业生产技术
化工产品包括基本化工产品和精细化工产品，基本化工产品也就是传统 的化工产品，如氨气、纯碱、硫酸等，精细化工产品涉及我们生活中使 用到的各种产品，如肥皂、洗衣粉、农药等。在复习时要特别注意“基 本化工产品的生产”，特别是生产的原理、生产中工艺细节、生产中的 注意事项等。
1．氨的工业合成
催化剂
(1)原理：N2＋3H2
2NH3。
高温、高压
(2)合成氨适宜条件的选择：根据化学反应的速率理论和平衡理论，工业
上一般采用 10 MPa～30 MPa 的压强、400～500℃的温度。
(3)原料气的制备。氮气：空气―液―化→液态空气―分―离→N2(先逸出)；
高温
催化剂
氢气：C＋H2O=====CO＋H2、CH4＋H2O =高==温== CO＋3H2、CO＋
催化剂 H2O ==△=== CO2＋H2。
(4)原料气的净化。用稀氨水吸收 H2S 杂质：NH3·H2O＋H2S===NH4HS＋ 催化剂
H2O；制造原料气过程中产生的 CO 必须变成 CO2 除去：CO＋H2O ===== CO2＋H2、K2CO3＋CO2＋H2O===2 KHCO3。
2．纯碱的工业生产 (1)索尔维制碱法 此法所用的原料为食盐、氨和二氧化碳，生产过程如下： ①食盐水的精制；②食盐水氨化；③氨盐水碳酸化：NaCl＋NH3＋ CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；④过滤出碳酸氢钠后煅烧得纯 煅烧 碱，同时回收二氧化碳再利用，2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O＋ CO2↑；⑤将氯化铵与石灰乳混合反应，生成氨回收利用：2NH4Cl＋ △ Ca(OH)2=====CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。 (2)侯氏制碱法(联合制碱法) 有关反应方程式：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl 煅烧 2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O＋CO2↑
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高 SO2 的转化率 c．使用催化剂能提高 SO2 的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)每 160 g SO3 气体与 H2O 化合放出 260.6 kJ 的热量，该反应的热化学方
程式是
。
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的 SO2 和铵盐。 ①SO2 既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收 潮湿空气中的 Br2。SO2 吸收 Br2 的离子方程式是 ______________________________________________________________。 ②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到 50.00 mL 相同浓度的 NaOH 溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下 铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。 部分测定结果：
原
理
：
2NH3
＋
CO2
加压、加热 ===========
H2NCOONH4
、
H2NCOONH4
加热 =====
CO(NH2)2
＋
H2O
；
硝
酸
铵
的
生
产
原
理
：
4NH3
＋
5O2 P=t=－==R=h=，==高==温= 4NO ＋ 6H2O 、 2NO ＋ O2===2NO2 、 3NO2 ＋
H2O===2HNO3＋NO、NH3＋HNO3===NH4NO3。