《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)29 化學(xué)與技術(shù)（第44課時(shí)）化學(xué)與技術(shù)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)29 化學(xué)與技術(shù)（第44課時(shí)）化學(xué)與技術(shù)課件（51頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第44課時(shí)化學(xué)與技術(shù)課標(biāo)版課標(biāo)版 化學(xué)化學(xué)考試要點(diǎn)考試要點(diǎn)命題規(guī)律命題規(guī)律備考策略備考策略1.了解我國(guó)無(wú)機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類(lèi)。 2.了解合成氨的主要原理、原料、重要設(shè)備、流程和意義,認(rèn)識(shí)催化劑的研制對(duì)促進(jìn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意。 3.了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn),精細(xì)化工在社會(huì)發(fā)展中的作用。 4.了解化學(xué)肥料、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。 5.了解海水的綜合利用。了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。 6.了解煤、石油和天然氣等的綜合利用。 7.了解化學(xué)對(duì)廢舊物資再生與綜合利用的作用。 8.了解社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步對(duì)材料的要求。了解化學(xué)對(duì)材料科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。 1.本課時(shí)知識(shí)常見(jiàn)的考查形

2、式有:(1)以硫酸工業(yè)為背景,考查接觸法制硫酸的化學(xué)反應(yīng)原理、工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備、反應(yīng)條件的選擇與“三廢”的處理;(2)以純堿為代表物考查無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中涉及的化學(xué)原理與生產(chǎn)工藝;(3)天然水凈化、污水處理的方法,從海水中提取溴、鎂的工藝流程;(4)氯堿工業(yè)的生產(chǎn)原理及工藝流程;(5)石油裂化、裂解的比較,分餾產(chǎn)品及煤的綜合利用;(6)以無(wú)機(jī)非金屬材料為背景,考查新型無(wú)機(jī)非金屬材料的制備、性質(zhì)與用途。2.題型以填空題為主。如2015年課標(biāo),36T;2015年課標(biāo),36T等。復(fù)習(xí)備考中,應(yīng)緊緊依據(jù)考綱要求,立足課本上的知識(shí),有意識(shí)地強(qiáng)化應(yīng)用基本化學(xué)知識(shí)解釋、解決有關(guān)技術(shù)問(wèn)題的能力。另外,本課時(shí)內(nèi)容

3、與實(shí)際工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系緊密,所以還要關(guān)注社會(huì)新聞、了解科技動(dòng)態(tài)。考綱導(dǎo)學(xué)考綱導(dǎo)學(xué)一、化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一、化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(一)硫酸工業(yè)1.合成硫酸的三種原料三種原料為 、 、 。2.三個(gè)反應(yīng)(1)造氣: 或 。(2)催化氧化: 。(3)三氧化硫的吸收: 。3.黃鐵礦制硫酸的三個(gè)主要設(shè)備教材研讀教材研讀硫黃硫黃(或黃鐵礦或黃鐵礦)空氣空氣水水S(s)+O2(g) SO2(g)4FeS2(s)+11O2(g) 2Fe2O3(s)+8SO2(g)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)SO3(g)+H2O(l) H2SO4(l)三個(gè)主要設(shè)備為 、 、 。特別提示a.吸收塔內(nèi)用98.3%的濃硫酸吸收S

4、O3,是因?yàn)橛盟諘?huì)產(chǎn)生酸霧,腐蝕設(shè)備和降低吸收率。b.為了降低成本,通入沸騰爐和接觸室的不是氧氣,而是空氣。4.接觸室中三個(gè)反應(yīng)條件(1)溫度:根據(jù)平衡移動(dòng)原理,應(yīng)在低溫下進(jìn)行,但低溫時(shí)催化劑的活性不高,反應(yīng)速率低,實(shí)際生產(chǎn)中采用 的溫度。(2)常壓:根據(jù)平衡移動(dòng)原理,應(yīng)在高壓下進(jìn)行,但增大壓強(qiáng)對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大,且加壓會(huì)提高成本和能量消耗,同時(shí)常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高,所以實(shí)際生產(chǎn)在常壓下進(jìn)行。(3)適當(dāng) 的空氣:目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率。沸騰爐沸騰爐接觸室接觸室吸收塔吸收塔400500 過(guò)量過(guò)量5.“三廢”處理和能量綜合利用(1)“三廢”處理方法a.尾氣吸收: CaSO3+H2SO4

5、 CaSO4+SO2+H2Ob.廢水處理:根據(jù)雜質(zhì)性質(zhì)的不同,采用不同的化學(xué)方法進(jìn)行處理,如酸堿中和法、重金屬離子沉淀法。c.廢渣利用:制磚或制造水泥,提煉貴重金屬。(2)能量的充分利用硫酸生產(chǎn)中的反應(yīng)熱可用于預(yù)熱反應(yīng)物,滿(mǎn)足自身能量的需要,還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量(供熱、發(fā)電)。(二)合成氨工業(yè)SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2O1.反應(yīng)原理N2+3H2 2NH32.基本生產(chǎn)過(guò)程(1)造氣1)N2來(lái)源于空氣a.將空氣 、 液化后蒸發(fā)分離出O2而獲得N2;b.將空氣與碳作用生成CO2,再除去CO2后得N2。2)H2來(lái)源于水和燃料(焦炭、煤、石油、天然氣等)的反應(yīng),反應(yīng)方程式為 C

6、+H2O(g) CO+H2,CO+H2O(g) CO2+H2等。(2)凈化1)原料氣中的主要雜質(zhì):H2S、CO、CO2、O2等。加壓加壓降溫降溫2)主要危害:會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒。3)凈化方法:a.H2S用 吸收,NH3H2O+H2S NH4HS+H2O;b.CO首先被氧化生成CO2,再被 吸收,CO+H2O(g) CO2+H2、K2CO3+CO2+H2O 2KHCO3。(3)合成與分離a.設(shè)備: 。b.氨的分離:通過(guò) 使氨液化,然后將液氨分離出來(lái),分離后的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī),再送到 中繼續(xù)合成。3.合成氨條件的選擇溫度: ;氨水氨水K2CO3溶液溶液合成塔合成塔冷凝器冷凝器合成塔合成塔4005

7、00 壓強(qiáng): ;催化劑:以 為主的催化劑。(三)純堿工業(yè)1030 MPa鐵鐵 氨堿法聯(lián)合制堿法原理NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O原料NaCl、NH3、CaCO3(制備CO2和CaO)NaCl、NH3、CO2生產(chǎn)流程 優(yōu)、缺點(diǎn)原料便宜,步驟簡(jiǎn)單,但是產(chǎn)生大量CaCl2,食鹽利用率低產(chǎn)品純度高,原料利用率高,同時(shí)得到氮肥NH4Cl,但會(huì)加重設(shè)備的腐蝕(四)農(nóng)藥、化肥和表面活性劑1.化肥(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,大量施用的化肥主要是 、 和 。(2)尿素的工業(yè)生產(chǎn)原理用化學(xué)方程式表示為2NH3+CO2 H2NCOONH4、H2NCOON

8、H4 H2NCONH2+H2O;硝酸銨的工業(yè)生產(chǎn)原理用化學(xué)方程式表示為4NH3+5O2 4NO+6H2O、2NO+O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO、NH3+HNO3 NH4NO3。(3)常見(jiàn)的復(fù)合肥料有:NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、KNO3、KH2PO4。2.農(nóng)藥(1)分類(lèi)氮肥氮肥磷肥磷肥鉀肥鉀肥1)按成分分類(lèi)a.第一代農(nóng)藥: 和 ,屬于人類(lèi)最早使 用的農(nóng)藥。b.第二代農(nóng)藥:有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯等有機(jī)合成的農(nóng)藥。c.第三代農(nóng)藥:擬除蟲(chóng)菊酯和特異性農(nóng)藥等人類(lèi)開(kāi)發(fā)和利用的農(nóng)藥,它具有高效、低毒、低殘留的特點(diǎn),故被稱(chēng)為“環(huán)境友好農(nóng)藥”。2)按用途分類(lèi)a.殺蟲(chóng)劑,如

9、有機(jī)氯、有機(jī)磷、擬除蟲(chóng)菊酯等。b.殺菌劑,如波爾多液等。c.除草劑,如2,4-D等。d.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,如乙烯、乙烯利等。天然產(chǎn)物天然產(chǎn)物無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物(2)危害a.對(duì)農(nóng)產(chǎn)品造成污染,危及食品安全。b.破壞生物鏈,影響生態(tài)平衡。c.對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,危及人類(lèi)健康和生命安全。3.合成洗滌劑洗滌劑的主要成分是表面活性劑(如十二烷基苯磺酸鈉),能夠去除油污,里面還含有殺菌劑、織物柔軟劑等輔助成分。自測(cè)自測(cè)1下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是( )A.在接觸室中使用鐵粉作催化劑B.在接觸室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可充分利用能源C.把硫鐵礦磨成細(xì)粉末,可以提高原料的利用率D.該反應(yīng)采用400500 主要是因

10、為該溫度下催化劑活性好答案 A硫酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,接觸室中發(fā)生的反應(yīng)為2SO2+O2 2SO3,所用的催化劑為V2O5。自測(cè)自測(cè)2 (2015云南昆明模擬)比利時(shí)人索爾維以NaCl、CO2、H2O為原料生產(chǎn)Na2CO3,叫做索爾維法。其主要步驟是:在含氨的飽和NaCl溶液中通入CO2制得NaHCO3;再將NaHCO3焙燒制得純堿,CO2循環(huán)使用;析出小蘇打的母液中加入生石灰,NH3循環(huán)使用。我國(guó)著名化學(xué)家侯德榜對(duì)索爾維法做了改進(jìn),用NaCl固體代替生石灰,加入母液中使NH4Cl晶體析出,生產(chǎn)出純堿和氯化銨,這便是舉世聞名的“侯氏制堿法”。試回答:(1)向母液中通入氨氣的作用和目的是 。(2)在

11、含氨的飽和NaCl溶液中通入CO2的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。(3)不能在NaCl溶液中通入CO2制取NaHCO3的原因是 。(4)析出小蘇打的母液中加入生石灰反應(yīng)的方程式是 。(5)侯氏制堿法與索爾維法相比,其優(yōu)點(diǎn)是 。答案 (1)利用氨在水中極易溶解且溶液呈堿性的性質(zhì),增加溶液吸收CO2的量(2)NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl(3)碳酸的酸性比鹽酸弱,CO2與NaCl不反應(yīng),CO2的溶解度小 (4)2NH4Cl+CaO+H2O 2NH3H2O+CaCl2 (5)析出可作為化肥的NH4Cl,減少CaCl2的生成,原料NaCl充分利用,沒(méi)有廢渣,減少污染解析因?yàn)樘妓岬乃嵝?/p>

12、比鹽酸弱(CO2與NaCl不反應(yīng))且CO2的溶解度小,所以應(yīng)向飽和氯化鈉溶液中首先通入氨氣,然后再通入二氧化碳?xì)怏w,從而產(chǎn)生碳酸氫鈉。侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)在于析出可作為化肥的NH4Cl,減少Ca-Cl2的生成,保證原料NaCl充分利用,沒(méi)有廢渣,減少污染。二、化學(xué)與資源的開(kāi)發(fā)利用二、化學(xué)與資源的開(kāi)發(fā)利用(一)獲取潔凈的水1.天然水的凈化混凝法(1)概念:加入 ,使天然水中細(xì)小的 和 聚集成較大的顆粒而沉淀,然后過(guò)濾除去的方法。(2)常見(jiàn)混凝劑: 、硫酸鋁、聚合鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等。2.硬水的軟化(1)分類(lèi)混凝劑混凝劑懸浮物懸浮物膠體膠體明礬明礬硬水:含有較多 、 的天然水。軟水:含有較少或不含

13、、 的天然水。(2)硬度的劃分暫時(shí)硬度:水的硬度由 或 引起。永久硬度:水的硬度由 等引起。(3)硬水的軟化方法a.加熱法原理:Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O+CO2Mg(HCO3)2 MgCO3+H2O+CO2MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2適用范圍: 。Ca2+Mg2+Ca2+Mg2+Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物只能軟化具有暫時(shí)硬度的水只能軟化具有暫時(shí)硬度的水b.藥劑法常用藥劑: 、 等。原理:HC+OH- C+H2O、Ca2+C 、Mg2+2OH- 。適用范圍:可軟化具有 的水。特別提示藥劑法軟化硬水必須注意加入試劑的先

14、后順序,為使離子沉淀完全,所加入的試劑必須過(guò)量,過(guò)量的Ca2+也必須除去,所以Na2CO3應(yīng)在Ca(OH)2或生石灰之后加入。c.離子交換法交換劑中的 與水中的Ca2+、Mg2+發(fā)生離子交換作用使水軟3O23O23O純堿純堿生石灰生石灰CaCO3Mg(OH)2暫時(shí)硬度和永久硬度暫時(shí)硬度和永久硬度陽(yáng)離子陽(yáng)離子化。離子交換劑常用NaR、HR表示。離子交換劑使用一段時(shí)間后失去交換能力,可以利用食鹽水使NaR型離子交換劑發(fā)生逆交換,重新恢復(fù)交換能力,這個(gè)過(guò)程叫做 。3.污水處理(1)基本流程(2)污水處理時(shí)常用的化學(xué)方法a.中和法酸性廢水常用熟石灰中和,堿性廢水常用H2SO4或CO2中和。再生再生b.

15、沉淀法Hg2+、Pb2+、Cu2+等重金屬離子可用Na2S除去,反應(yīng)的離子方程式為Hg2+S2- HgS,Pb2+S2- PbS,Cu2+S2- CuS。4.海水淡化海水淡化的方法有 、 等。(二)海水的綜合利用1.氯堿工業(yè)(1)設(shè)備離子交換膜電解槽離子交換膜只允許 離子通過(guò)。(2)原理蒸餾法蒸餾法電滲析法電滲析法陽(yáng)陽(yáng)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2氯堿工業(yè)的生產(chǎn)原理用化學(xué)方程式表示為 。(3)粗鹽的精制a.目的:除去泥沙,使Ca2+、Mg2+、S等的含量達(dá)到要求。b.原因:Ca2+、Mg2+等在堿溶液中形成沉淀,破壞離子交換膜。c.試劑: 。用BaCl2除去S,用NaOH除去M

16、g2+,用Na2CO3除去Ba2+及Ca2+,所加沉淀劑需稍過(guò)量。試劑的加入順序:純堿需在鋇試劑后加,稀鹽酸在過(guò)濾后加。d.有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:Ba2+S BaSO4Mg2+2OH- Mg(OH)224O24O24OBaCl2、NaOH、Na2CO3、稀鹽酸、稀鹽酸Ca2+C CaCO3Ba2+C BaCO3C+2H+ H2O+CO2(4)產(chǎn)品a.陽(yáng)極室產(chǎn)品: ,補(bǔ)充精制飽和食鹽水,流出淡鹽水。b.陰極室產(chǎn)品:氫氣和NaOH,補(bǔ)充水(含少量NaOH)流出NaOH溶液。2.從海水中提取溴單質(zhì)(1)工藝流程23O23O23O氯氣氯氣(2)反應(yīng)原理Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2或3.從海水

17、中提取鎂單質(zhì)(1)工藝流程(2)主要化學(xué)反應(yīng)a.制備石灰乳:CaCO3 CaO+CO2、CaO+H2O Ca(OH)2;b.沉淀Mg2+:Mg2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+Ca2+;c.制備MgCl2:Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O;d.電解MgCl2:MgCl2(熔融) Mg+Cl2。(3)生產(chǎn)中應(yīng)用的平衡原理1)沉淀溶解平衡原理a.向海水中加入沉淀劑Ca(OH)2,由于c(OH-)增大,Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,則最大限度地將Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀。b.向Mg(OH)2沉淀中加入鹽酸,使沉淀溶解平衡右移。2)水解平衡原理在MgCl26H2O脫

18、水變?yōu)镸gCl2時(shí),由于存在水解平衡MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl,在HCl氣體環(huán)境中,增大了c(HCl),抑制了MgCl2的水解,避免了Mg(OH)2的生成。(三)石油、煤、天然氣的綜合利用1.石油的煉制煉制方法原理變化主要原料主要產(chǎn)品分餾常壓利用烴的沸點(diǎn)不同,將石油分離成沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物物理變化原油石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等減壓重油柴油、潤(rùn)滑油、燃料油、石蠟、瀝青等裂化在一定條件下,使長(zhǎng)鏈烴斷裂為短鏈烴化學(xué)變化重油、石蠟等汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油裂解深度裂化(更高溫度下的裂化)化學(xué)變化石油分餾產(chǎn)物(包括石油氣)主要是乙烯、丙烯、丁烯、甲烷等2.煤的綜合利用 原理產(chǎn)品干餾

19、將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣氣化把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體CO、H2、CH4等可燃性氣體和CO2、N2等液化直接液化高溫、高壓和有催化劑條件下,把煤與溶劑混合,使煤與H2作用生成液體燃料優(yōu)質(zhì)汽油、柴油、芳香烴和副產(chǎn)物燃料氣、液化石油氣等間接液化先把煤轉(zhuǎn)化成CO和H2,再經(jīng)催化合成烴類(lèi)燃料、醇類(lèi)燃料(如CH3OH)等合成汽油、甲醇等3.煤化工和天然氣化工的發(fā)展一碳化學(xué)(1)煤氣化2C+O2 2COC+H2O CO+H2CO+H2O H2+CO2(2)天然氣的重整CH4+H2O CO+3H2自測(cè)自測(cè)3煤、石油、天然氣是重要的能源和化工原料,下列說(shuō)法正確的是( )A.石油裂解得

20、到的汽油是純凈物B.石油產(chǎn)品都可用于聚合反應(yīng)C.水煤氣是通過(guò)煤的液化得到的氣態(tài)燃料 D.天然氣是清潔燃料答案 D汽油是一種混合物,石油產(chǎn)品中只有含有不飽和鍵的烴才能用于聚合反應(yīng),故A、B選項(xiàng)均錯(cuò)誤;水煤氣是通過(guò)煤的氣化得到的氣態(tài)燃料。自測(cè)自測(cè)4化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是( )A.明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中的懸浮物,可用于水的凈化B.在海輪外殼上鑲?cè)脘\塊,可減緩船體的腐蝕速率C.MgO的熔點(diǎn)很高,可用于制作耐高溫材料D.電解MgCl2飽和溶液,可制得金屬鎂答案 D電解熔融的MgCl2能制取單質(zhì)鎂,發(fā)生的反應(yīng)為MgCl2(熔融) Mg+Cl2。三、化學(xué)

21、與材料的發(fā)展三、化學(xué)與材料的發(fā)展(一)無(wú)機(jī)非金屬材料1.傳統(tǒng)硅酸鹽材料傳統(tǒng)硅酸鹽材料一般是以 、石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石等為原料生產(chǎn)的。(1)陶瓷:傳統(tǒng)陶瓷大多是將 和 的混合物通過(guò)高溫?zé)Y(jié)制成的。(2)玻璃:普通玻璃是以 、 、 為主要原料,經(jīng)過(guò)若干工序制成的。它的主要成分為Na2SiO3和CaSiO3。黏土黏土黏土黏土水水石英砂石英砂石灰石石灰石純堿純堿(3)水泥:普通硅酸鹽水泥的原料主要是 、 ;在窯中煅燒得到熟料再配以適量的 及其他混合材料即得產(chǎn)品;水泥的主要成分是3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3等。2.新型無(wú)機(jī)非金屬材料(1)新型陶瓷:新型陶瓷突破了以Si和O兩種元

22、素為主的傳統(tǒng)組成體系,進(jìn)一步提高了陶瓷的性能,可作航天器的 。(2)石墨、金剛石和C60等。C60是碳的另一類(lèi)單質(zhì),類(lèi)似的還有C70、C240、C540、C960等。C60可能成為新型貯氫材料;K3C60具有超導(dǎo)性,由此可能開(kāi)發(fā)出高溫超導(dǎo)材料;碳納米管則具有更大的韌性。(二)金屬的冶煉1.鋼鐵的冶煉石灰石石灰石黏土黏土石膏石膏涂層材料涂層材料(1)工業(yè)煉鐵a.主要原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。b.主要設(shè)備:高爐。c.反應(yīng)原理:C+O2 CO2(提供熱能,制造CO2)CO2+C 2CO(制造還原劑)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(制造生鐵)CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2(除

23、去SiO2)(2)工業(yè)煉鋼a.煉鋼原理煉鋼就是在高溫下用 劑將生鐵中過(guò)多的碳和其他雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣除去。在煉鋼的過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有:2C+O2 2CO2Fe+O2 2FeOFeO+C CO+Fe(脫碳)FeS+CaO FeO+CaS(脫硫)b.煉鋼的主要設(shè)備:轉(zhuǎn)爐。c.煉鋼的主要原料: 、 、 和合金元素。2.鋁的冶煉(1)原料: (主要成分為Al2O3)。氧化氧化生鐵生鐵氧氣氧氣生石灰生石灰鋁土礦鋁土礦(2)提純Al2O3Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O,NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO3,2Al(OH)3 Al2O3+3H2O(3)電解A

24、l2O32Al2O3 4Al+3O2(三)高分子材料1.線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料比較合成材料線型高分子材料體型高分子材料常見(jiàn)物質(zhì)合成纖維、部分塑料部分塑料(如電木)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以共價(jià)鍵結(jié)合成高分子鏈,鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合以共價(jià)鍵結(jié)合成高分子鏈,鏈與鏈之間形成化學(xué)鍵產(chǎn)生交聯(lián)性質(zhì)特點(diǎn)具有彈性、可塑性,在有機(jī)溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度、脆性較小,不能導(dǎo)電,屬于 性材料沒(méi)有彈性和可塑性,不能溶解或熔融,在溶劑中能溶脹,硬度和脆性較大,不能導(dǎo)電,屬于 性材料熱塑熱塑熱固熱固2.新型高分子材料(1)功能高分子材料的特定功能主要通過(guò)以下三種途徑獲得:a.由含有某種特定功能官能團(tuán)的單體直接聚合(

25、如能導(dǎo)電的高分子化合物等);b.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈或側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的基團(tuán)(如高吸水性樹(shù)脂等);c.通過(guò)合理的加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化(如微膠囊等)。(2)復(fù)合材料一般是由起黏結(jié)作用的基體和起增強(qiáng)作用的增強(qiáng)體兩種材料構(gòu)成。玻璃鋼就是玻璃纖維和高分子化合物復(fù)合而成的復(fù)合材料。3.廢舊高分子材料的回收利用(1)通過(guò)再生和改性利用,重新做成多種有用的材料和制品。(2)采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解,用于制備多種化工原料。(3)將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能。自測(cè)自測(cè)5下列有關(guān)材料的說(shuō)法不正確的是( )A.傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料雖有不少優(yōu)點(diǎn),但質(zhì)脆,經(jīng)不起熱沖擊B.新型無(wú)機(jī)非金屬

26、材料雖然克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn),但強(qiáng)度比較差C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D.新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特性之一是具有電學(xué)特性答案 B質(zhì)地較脆、經(jīng)不起熱沖擊是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn);新型無(wú)機(jī)非金屬材料不但克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn),同時(shí)還具有了能承受高溫、強(qiáng)度較高、具有電學(xué)性能等若干優(yōu)點(diǎn)。自測(cè)自測(cè)6 (2015陜西西安模擬)材料是人類(lèi)生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們使用材料的種類(lèi)、數(shù)量和質(zhì)量也在不斷地發(fā)展,生產(chǎn)、生活的條件和質(zhì)量也隨之發(fā)生深刻的變化。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)無(wú)機(jī)非金屬材料包括傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金

27、屬材料。下列屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料的是 (選字母代號(hào))。a.復(fù)合材料b.單晶硅c.金剛石d.石墨e.碳-60f.玻璃(2)撐竿跳項(xiàng)目中運(yùn)動(dòng)員使用的撐桿材料是復(fù)合材料。這種材料由 和增強(qiáng)體兩部分組成,其中增強(qiáng)體的作用是 。(3)玻璃和水泥是兩種用途極為廣泛的材料。工業(yè)上制備這兩種材料使用的共同原料是 。(4)鐵是重要的金屬材料,用鐵礦石(主要成分是Fe2O3)冶煉鐵是在 (填寫(xiě)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備名稱(chēng))中完成的,這種方法冶煉出來(lái)的產(chǎn)品是生鐵,該產(chǎn)品是煉鋼的原料,煉鋼的原理是 。(5)合成高分子材料的小分子叫 。某聚乙烯車(chē)間打算合成4.2103 kg的聚乙烯,則需要投料(乙烯) mol。(假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中不

28、存在損失)答案 (1)b、c、d、e(2)基體骨架作用(或支撐作用)(3)石灰石(或CaCO3)(4)煉鐵高爐在高溫下用氧化劑除去生鐵中的雜質(zhì),調(diào)整碳的含量,再添加其他元素調(diào)整其成分(5)單體1.5105 考點(diǎn)化工生產(chǎn)流程題考點(diǎn)化工生產(chǎn)流程題1.化工生產(chǎn)流程的評(píng)價(jià)與優(yōu)化化工生產(chǎn)方案應(yīng)從環(huán)境保護(hù)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(jìn)行考慮。(1)綠色化學(xué):綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無(wú)害化學(xué)、清潔化學(xué),是用化學(xué)的技術(shù)和方法去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(shí)現(xiàn)“零排放”。(2)循環(huán)操作:循環(huán)操作是化工生產(chǎn)的重要工

29、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。考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破(3)循環(huán)利用:可以充分利用原料、節(jié)約資源,同時(shí)也是減少排放、實(shí)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(xué)實(shí)驗(yàn)中的冷凝管也采用了逆流原理。2.化學(xué)工藝流程題的解題方法化學(xué)工藝生產(chǎn)主要解決的問(wèn)題,歸納起來(lái)主要有六方面:一是解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量與產(chǎn)率;四是減少污染,考慮 “綠色化學(xué)”生產(chǎn);五是原料的來(lái)源既要考慮豐富,還要考

30、慮成本問(wèn)題;六是生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便可行等工藝生產(chǎn)問(wèn)題?；瘜W(xué)工藝流程題,一般也就圍繞這六個(gè)方面設(shè)問(wèn)求解。要準(zhǔn)確、順利解答化學(xué)工藝流程題,除了必須要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識(shí),以及除雜、分離提純物質(zhì)的基本技能外,最關(guān)鍵的問(wèn)題是要具備分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力,為此特提出下列四種解題方法。(1)首尾分析法對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題,首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)流程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題,逐一推敲解答。

31、(2)截段分析法對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。(3)交叉分析法有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,事先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品。以這種工藝生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)的工藝流程題,為了便于分析、掌握生產(chǎn)原理,方便解題,最簡(jiǎn)單的方法就是將提供的工藝流程示意圖劃分成幾條生產(chǎn)流水線,上下交叉分析。(4)“瞻前顧后”分析法有些化工生產(chǎn),為了充分利用原料,變廢為寶,設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外,同時(shí)還要考慮將生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝。解答這種類(lèi)型題,用“瞻前顧后

32、”分析法。“瞻前顧后”分析法指分析工藝生產(chǎn)流程時(shí),主要考慮原料轉(zhuǎn)化成的產(chǎn)品(瞻前),同時(shí)也要考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問(wèn)題(顧后)。典例典例1以Ca3(PO4)2、SiO2、焦炭等為原料生產(chǎn)硅膠(SiO2nH2O)、磷、磷酸及CH3OH。下列工藝過(guò)程原料綜合利用率高,廢棄物少。(1)上述反應(yīng)中,屬于置換反應(yīng)的是 (選填、)。(2)高溫下進(jìn)行的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(5)4P+5O2 2P2O5P2O5+3H2O(熱水) 2H3PO4(3)反應(yīng)需在隔絕氧氣和無(wú)水條件下進(jìn)行,其原因是 。(4)指出這一環(huán)節(jié)在工業(yè)生產(chǎn)上的意義 。(5)寫(xiě)出由PH3PO4的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式: ; 。答案 (1)、(

33、2)Ca3(PO4)2+5C+3SiO2 3CaSiO3+2P+5CO(3)SiHCl3會(huì)水解,同時(shí)產(chǎn)生的H2與O2混合會(huì)發(fā)生爆炸(4)節(jié)能減排、充分利用原料解析.SiO2+2C Si+2CO,.Ca3(PO4)2+5C+3SiO2 3CaSiO3+2P+5CO,.Si+3HCl SiHCl3+H2,.SiHCl3+(n+2)H2O SiO2nH2O+H2+3HCl,.CO+2H2 CH3OH。(1)、屬于置換反應(yīng);(4)這一環(huán)節(jié)在工業(yè)生產(chǎn)上的意義是原料的循環(huán)利用,節(jié)能減排、充分利用原料。1-1 (2015江西南昌二模)鋁是一種重要的金屬,在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途。下圖是從鋁土礦中制備

34、鋁的工藝流程:已知:鋁土礦的主要成分是Al2O3,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì);溶液中的Na2SiO3與NaAl(OH)4反應(yīng),能生成硅鋁酸鹽沉淀,化學(xué)反應(yīng)方程式為:2Na2SiO3+2NaAl(OH)4 Na2Al2Si2O8+2H2O+4NaOH回答下列問(wèn)題:(1)溶解鋁土礦時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。(2)濾渣A的主要成分是 ;硅鋁酸鹽沉淀寫(xiě)成氧化物的形式是 。(3)在工藝流程第三步中,選用二氧化碳作酸化劑而不使用鹽酸的原因是 。(4)若該工廠用m kg鋁土礦共制得n kg Al(假設(shè)每步反應(yīng)進(jìn)行完全),則鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %。(5)若將鋁溶解,下列試劑中最好

35、選用 (填編號(hào))。A.濃硫酸B.稀硫酸C.稀HNO3D.濃HNO3(6)電解冶煉鋁時(shí)用Na3AlF6作助熔劑,Na3AlF6是配合物,其中內(nèi)界是 ,配位數(shù)為 。答案 (1)Al2O3+2OH- 2Al+H2O、SiO2+2OH- Si+H2O(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8Na2OAl2O32SiO2(3)Al(OH)3溶于強(qiáng)酸而不溶于弱酸,提高Al2O3的提取率(4)(5)B(6)AlF63-6解析鋁土礦的主要成分是Al2O3,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì),加2O23O5 10027nm入足量的氫氧化鈉溶液,氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應(yīng)均生成鹽和水,只有氧化鐵與堿不

36、反應(yīng),結(jié)合信息可知還生成Na2Al2Si2O8沉淀,過(guò)濾后得濾渣Fe2O3、Na2Al2Si2O8;酸化濾液時(shí),將NaAlO2完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,反應(yīng)的離子方程式為Al+2H2O+CO2 HC+Al(OH)3;過(guò)濾得氫氧化鋁沉淀,灼燒得氧化鋁,電解氧化鋁得單質(zhì)鋁。(1)氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應(yīng)均生成鹽和水,反應(yīng)的離子方程式分別為Al2O3+2OH- 2Al+H2O、SiO2+2OH- Si+H2O。(2)只有2O3O2O23O氧化鐵與堿不反應(yīng),結(jié)合信息可知還生成Na2Al2Si2O8,則濾渣A的主要成分為Fe2O3、Na2Al2Si2O8;Na2Al2Si2O8改寫(xiě)為氧化物形式

37、為Na2OAl2O32SiO2。(3)經(jīng)過(guò)足量氫氧化鈉溶液的溶解,大部分鋁元素均以NaAlO2的形式存在于濾液中,通入過(guò)量二氧化碳可以將NaAlO2完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,若選用鹽酸,則生成的氫氧化鋁會(huì)溶于過(guò)量的鹽酸,所以第三步中選用二氧化碳作酸化劑。(4)設(shè)鋁土礦中氧化鋁為x kg,2AlAl2O3272102n kg x kg則x= kg,102kg272n5127n鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=%。(5)鋁與濃硫酸、濃硝酸在常溫下發(fā)生鈍化,加熱溶解會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,原料利用率低;稀硝酸能溶解鋁但會(huì)產(chǎn)生NO氣體,污染空氣,硝酸利用率低;鋁與稀硫酸反應(yīng)速率較快,產(chǎn)生的H2對(duì)空氣無(wú)污染,故選稀硫酸溶解Al最好。(6)中心離子和配體組成內(nèi)界,其余部分為外界,則Na3AlF6中Na+為外界,AlF63-為內(nèi)界;配位數(shù)為6。5127nm5 10027nm