2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題七 化學(xué)與技術(shù)學(xué)案xx高考導(dǎo)航適用于全國卷最新考綱高頻考點(diǎn)高考印證命題趨勢1.化學(xué)與資源的開發(fā)利用(1)了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。(2)了解我國無機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。(3)了解海水的綜合利用。了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用的作用。(4)了解化學(xué)對廢舊物資再生與綜合利用的作用。2.化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用(1)了解社會發(fā)展和科技進(jìn)步對材料的要求。了解化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。(2)了解金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子合成材料、復(fù)合材料和其他新材料的特點(diǎn)，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。(3)了解用化學(xué)方法進(jìn)行金屬材料表面處理的原理。(4)了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況。了解新材料的發(fā)展方向。3.化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(1)了解化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。(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)識催化劑的研制對促進(jìn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意義。(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?；瘜W(xué)與資源的開發(fā)利用xxT36xxT36本專題在高考中一般選取某一考點(diǎn)進(jìn)行考查，以化學(xué)知識和新材料、新能源、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及鋼鐵煉制等聯(lián)系起來考查，預(yù)計(jì)在xx年高考中這一特點(diǎn)仍將延續(xù)。化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)xxT36xxT36考點(diǎn)一化學(xué)與資源的開發(fā)利用1獲取潔凈水的主要方法主要方法相關(guān)原理水的凈化混凝法加入混凝劑(如明礬)沉淀水中懸浮雜質(zhì)硬水軟化加熱法、藥劑法、離子交換法降低水中鈣、鎂離子的含量污水處理中和法、沉淀法中和廢水、將其中的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀海水淡化蒸餾法、電滲析法通過蒸餾濃縮、離子交換膜的選擇透過性淡化海水2.海水資源的綜合利用海水制鹽以蒸發(fā)法(鹽田法)為主，即在太陽照射后，海水受熱，水分逐漸蒸發(fā)，當(dāng)各種鹽分別達(dá)到其飽和濃度時(shí)，依次以固態(tài)形式析出，此時(shí)得到的鹽為粗鹽氯堿工業(yè)用電解飽和食鹽水的方法得到NaOH、Cl2和H2。工業(yè)上電解飽和食鹽水的設(shè)備為離子交換膜電解槽海水提溴常用的一種海水提溴技術(shù)叫吹出法，即用氯氣氧化海水中的Br，使其變成Br2，然后用空氣或水蒸氣吹出海水提鎂工業(yè)上從海水中提鎂的一種方法是將海水抽入反應(yīng)槽中，加入石灰乳(或用海洋中的牡蠣殼燒成石灰粉末)，使海水中的鎂轉(zhuǎn)變成Mg(OH)2沉淀；加鹽酸轉(zhuǎn)化成MgCl2溶液，蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、烘干，然后電解熔融MgCl2得到鎂和氯氣；氯氣可用來制鹽酸，再循環(huán)使用3.石油的三種加工煉制方法煉制方法變化主要原料主要產(chǎn)品分餾常壓物理變化原油石油氣、汽油、煤油、柴油等減壓重油石蠟、瀝青等續(xù)表煉制方法變化主要原料主要產(chǎn)品裂化化學(xué)變化重油、石蠟等汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油裂解化學(xué)變化石油分餾產(chǎn)物主要是乙烯、丙烯、丁烯等4.煤的三種化學(xué)加工方法原理主要產(chǎn)品干餾將煤隔絕空氣加強(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液化直接液化高溫、高壓和有催化劑條件下，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氣化成CO和H2，再經(jīng)催化合成烴類燃料、醇類燃料(如CH3OH)等合成汽油、甲醇等資源的開發(fā)利用1(資源的開發(fā)利用應(yīng)用類)(xx高考全國卷，T36,15分)將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列改進(jìn)和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是_(填序號)。用混凝法獲取淡水提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種改進(jìn)鉀、溴、鎂等的提取工藝(2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2，并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2Na2CO3H2O NaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為_mol。(3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖：濃海水的主要成分如下： 離子NaMg2ClSO濃度/(gL1)63.728.8144.646.4該工藝過程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為_，產(chǎn)品2的化學(xué)式為_，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為_g。(4)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；電解時(shí)，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。破題關(guān)鍵(1)混凝法主要是通過離子反應(yīng)得到沉淀，很難實(shí)現(xiàn)海水淡化，故不正確。(2)首先將反應(yīng)配平得方程式：3Br26Na2CO33H2O=5NaBrNaBrO36NaHCO3。(3)制取產(chǎn)品2時(shí)加入的石灰乳在沉降過濾后的濾液中含有大量Ca2，故脫硫反應(yīng)實(shí)質(zhì)為Ca2與SO的沉淀反應(yīng)，濃海水中與Ca(OH)2產(chǎn)生沉淀的離子必為Mg2，故產(chǎn)品2為Mg(OH)2。(4)Mg作為活潑金屬，在熔融狀態(tài)下與水反應(yīng)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品鎂的消耗。解析：(1)將海水經(jīng)過處理得到淡水和濃海水，這是綜合利用海水的重要途徑之一，從而可以提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，改進(jìn)鉀、溴、鎂等的提取工藝。(2)根據(jù)反應(yīng)原理，將方程式配平：3Br26Na2CO33H2O=5NaBrNaBrO36NaHCO3。每3 mol Br2被吸收時(shí)轉(zhuǎn)移5 mol e，則吸收1 mol Br2轉(zhuǎn)移 mol e。(3)工藝流程中，脫硫加入的是得到產(chǎn)品2過程中過濾時(shí)的濾液，而此濾液中所含的能夠脫硫的離子來源于合成步驟中的石灰乳，故脫硫階段的主要離子方程式為Ca2SO=CaSO4；而產(chǎn)品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得來的，即Mg2Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2，故產(chǎn)品2為Mg(OH)2；1 L濃海水中Mg2為28.8 g，故可得到產(chǎn)品2即Mg(OH)2的質(zhì)量為58 gmol169.6 g。(4)電解熔融MgCl2會得到Mg和Cl2，故化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)MgCl2。因?yàn)镸g會與H2O發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2和H2，故水存在會造成產(chǎn)品Mg的消耗，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2H2OMg(OH)2H2。答案：(1)(2)(3)Ca2SO=CaSO4Mg(OH)269.6(4)MgCl2(熔融)MgCl2Mg2H2OMg(OH)2H2互動(dòng)拓展電解MgCl2溶液能制取鎂嗎？為什么不用電解法制取鋁一樣電解熔融的MgO?答案：水溶液中Mg2放電順序在H之后，電解MgCl2溶液得不到金屬鎂；MgO熔點(diǎn)較高，熔融能耗大，故不采用。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_(寫兩種)，其凈水作用的原理是_；(3)水的凈化與軟化的區(qū)別是_；(4)硬度為1 的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2)1.2103 molL1，c(Mg2)6104 molL1，則此水的硬度為_；(5)若(4)中的天然水還含有c(HCO)8104 molL1，現(xiàn)要軟化10 m3這種天然水，則需先加入Ca(OH)2_g，后加入Na2CO3_g。解析：(4)將Mg2形成的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2形成的硬度時(shí)，將Mg2看作是等物質(zhì)的量的Ca2即可，則此天然水中鈣離子的總濃度為1.8103 molL1，每升水中相當(dāng)于含CaO的質(zhì)量為1.8103molL11 L56 gmol10.1 g，所以該天然水的硬度為10。(5)含有暫時(shí)硬度的硬水在軟化時(shí)需先將Mg2形成的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2形成的硬度。10 m3天然水中含有Mg2的物質(zhì)的量為104 L6104 molL16 mol，將其轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2 沉淀時(shí)需OH12 mol。此天然水中含有的HCO也會和OH發(fā)生反應(yīng)，將8 mol HCO轉(zhuǎn)化為CO時(shí)需OH 8 mol，所需OH總量為20 mol，即需Ca(OH)2 10 mol，其質(zhì)量為740 g。天然水中含有Ca212 mol，所加Ca(OH)2中含Ca2 10 mol，此時(shí)共有Ca222 mol，其中由HCO轉(zhuǎn)化的CO沉淀出Ca2 8 mol，將其余Ca2沉淀下來還需外加CO 14 mol，即需要加入Na2CO3 1 484 g。答案：(1)O2CO2(或N2)(2)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵(任寫兩種)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膠粒帶異電的膠體，使其聚沉，達(dá)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 4842(xx高考江蘇卷)軟錳礦(主要成分MnO2，雜質(zhì)金屬元素Fe、Al、Mg等)的水懸濁液與煙氣中SO2反應(yīng)可制備MnSO4H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2SO2=MnSO4。(1)質(zhì)量為17.40 g純凈MnO2最多能氧化_L (標(biāo)準(zhǔn)狀況) SO2。(2)已知：KspAl(OH)311033，KspFe(OH)331039，pH7.1時(shí)Mn(OH)2開始沉淀。室溫下，除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3(使其濃度均小于1106 molL1)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_。(3)下圖可以看出，從MnSO4和MgSO4混合溶液中結(jié)晶MnSO4H2O晶體，需控制的結(jié)晶溫度范圍為_。(4)準(zhǔn)確稱取0.171 0 g MnSO4H2O樣品置于錐形瓶中，加入適量H3PO4和NH4NO3溶液，加熱使Mn2全部氧化成Mn3，用c(Fe2 )0.050 0 molL1的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(滴定過程中Mn3被還原為Mn2)，消耗Fe2溶液20.00 mL。計(jì)算MnSO4H2O樣品的純度(請給出計(jì)算過程)。解析：(1)n(MnO2)0.2 mol，由化學(xué)方程式MnO2SO2=MnSO4知，n(SO2)n(MnO2)0.2 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(SO2)22.4 Lmol10.2 mol4.48 L。(2)Fe3全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時(shí)，c(OH) molL11011 molL1；Al3全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3時(shí)，c(OH) molL11109 molL1，故Al3、Fe3完全沉淀時(shí)，溶液中OH的最小濃度應(yīng)為1109 molL1，即pH最小應(yīng)為5.0，因?yàn)镸n(OH)2沉淀時(shí)的最小pH為7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液至5.0pH7.1。(3)由圖可知，60 時(shí)，MgSO46H2O與MnSO4H2O的溶解度相等，隨著溫度的不斷升高，MgSO46H2O的溶解度逐漸增大，而MnSO4H2O的溶解度逐漸減小，因此欲從混合溶液中結(jié)晶析出MnSO4H2O，需控制溫度在60 以上。(4)Fe2的氧化產(chǎn)物為Fe3，由質(zhì)量守恒定律和電子守恒可得：Mn2Mn3Fe2。因此，n(Mn2)n(Fe2)0.050 0 molL10.020 L1.00103 mol，則m(MnSO4H2O)1.00103 mol169 gmol10.169 g，故MnSO4H2O樣品的純度為100% 98.8%。答案：(1)4.48(2)5.0<pH7.1(3)高于60 (4)n(Fe2)0.050 0 molL11.00103 mol，n(Mn2)n(Fe2)1.00103 mol，m(MnSO4H2O)1.00103 mol169 gmol10.169 g，MnSO4H2O樣品的純度為100%98.8%。3石油和煤都是重要的能源和化工原料，下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分。試用所學(xué)知識，解決下列問題：(1)柴油是由石油加工得到的重要產(chǎn)品，它在燃燒時(shí)往往冒黑煙，可能的原因是_。(2)煤經(jīng)過干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油和焦炭等。煤焦油經(jīng)過_(填加工方法)可得到芳香族化合物。(3)煤的直接液化是煤和適當(dāng)溶劑混合在高溫和_存在下與_作用生成液態(tài)燃料的過程。(4)煤和石油等化石燃料燃燒排放的大量二氧化碳會引起全球氣候變暖。一種新的處理方法是將二氧化碳?xì)怏w通入含有長石(地殼中最常見的礦石，含量高達(dá)60%)成分的水溶液里，其中一種反應(yīng)的化學(xué)方程式：KAlSi3O8CO22H2O=KHCO3X3SiO2，則X的化學(xué)式為_。(5)在煤燃燒前需對煤進(jìn)行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下圖所示：FeS2Fe2SOFe3這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為_，第二步反應(yīng)的離子方程式為_。(6)工業(yè)上主要采用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，如圖是氨氧化率與氨空氣混合氣體中氧氨比的關(guān)系。其中直線表示反應(yīng)的理論值，曲線表示實(shí)際生產(chǎn)情況。當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上n(O2)/n(NH3)_，實(shí)際生產(chǎn)將值維持在1.72.2之間，原因是_。解析：(1)柴油燃燒時(shí)冒黑煙是因?yàn)槿紵怀浞帧?2)分離沸點(diǎn)不同的混合物可以用蒸餾(或分餾)的方法。(4)根據(jù)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，推出X為Al(OH)3。(5)根據(jù)題給反應(yīng)物和生成物，再結(jié)合化合價(jià)升降法配平，可得：2FeS27O22H2O微生物,4H2Fe24SO，4H4Fe2O24Fe32H2O。(6)根據(jù)氨的催化氧化方程式可知，若氨氧化率達(dá)到100%，根據(jù)4NH35O24NO6H2O，則理論上n(O2)/n(NH3)541.25，但反應(yīng)中氧氣濃度太小時(shí)不利于NH3的轉(zhuǎn)化，且在n(O2)/n(NH3)2.2時(shí)，氨氧化率已接近100%，所以實(shí)際生產(chǎn)將值維持在1.72.2之間。答案：(1)燃燒不充分(2)蒸餾(或分餾)(3)催化劑H2(4)Al(OH)3(5)2FeS27O22H2O微生物,4H2Fe24SO4H4Fe2O24Fe32H2O(6)1.25氧氣太少，不利于氨氣的轉(zhuǎn)化；值為2.2時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率已近100%歸納總結(jié)化工生產(chǎn)常涉及的問題綠色化學(xué)綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(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”循環(huán)操作利用循環(huán)操作能有效地提高原料的利用率，降低生產(chǎn)成本，如合成氨中的循環(huán)操作，可提高氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率循環(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，如制堿工業(yè)中氯化鈉溶液的循環(huán)利用可提高氯化鈉的利用率化工生產(chǎn)中的逆流原理化工生產(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)吸收塔中氣體和吸收液濃硫酸等。逆流的作用是為了充分接觸，此外，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的冷凝管也采用了逆流原理考點(diǎn)二化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用1金屬的冶煉(1)煉鐵和煉鋼煉鐵煉鋼主要原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣生鐵、氧化劑(空氣、純氧)、脫氧劑反應(yīng)原理CO2CO2 CO2C2COFe2O33CO2Fe3CO22CO22CO 2FeO22FeO FeOCFeCO(脫碳) FeSCaOCaSFeO(脫硫)(2)電解法煉鋁主要原料：鋁土礦反應(yīng)原理a由鋁土礦精制Al2O3Al2O32NaOH=2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO32Al(OH)3Al2O33H2Ob電解Al2O32Al2O3(熔融)4Al3O22無機(jī)非金屬材料3有機(jī)高分子材料材料名稱功能高分子材料復(fù)合材料概念既具有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料兩種或兩種以上材料組成的新型材料，由基體和增強(qiáng)體構(gòu)成性能不同的功能高分子材料，具有不同的特征性質(zhì)一般具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)異性能實(shí)例離子交換樹脂、高分子藥物、液晶材料、高吸水性樹脂等玻璃鋼、陶瓷塑料、復(fù)合地板、汽車輪胎等材料的制造和應(yīng)用1(化學(xué)與材料應(yīng)用類)(xx高考海南卷)鐵在自然界分布廣泛，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防科技中有重要應(yīng)用。回答下列問題：(1)用鐵礦石(赤鐵礦)冶煉生鐵的高爐如圖(a)所示。原料中除鐵礦石和焦炭外還有_。除去鐵礦石中脈石(主要成分為SiO2 )的化學(xué)反應(yīng)方程式為_、_；高爐排出氣體的主要成分有N2、CO2和_(填化學(xué)式)。(2)已知：Fe2O3 (s)3C(s)=2Fe(s)3CO(g)H=+494KJmol-1CO2(g)+O2(g)= CO2(g)H=-283KJmol-1C(s)+ O2(g)=CO(g) H =-110 kJmol-1則反應(yīng)Fe2O3 (s)3C(s)O2(g)=2Fe(s)3CO2(g)的H_kJmol1。理論上反應(yīng)_(填上述方程式序號，下同)放出的熱量足以供給反應(yīng)_所需的熱量。(3)有人設(shè)計(jì)出“二步熔融還原法”煉鐵工藝，其流程如圖(b)所示，其中，還原豎爐相當(dāng)于高爐的_部分，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；熔融造氣爐相當(dāng)于高爐的_部分。(4)鐵礦石中常含有硫，使高爐氣中混有SO2 污染空氣，脫SO2 的方法是_。破題關(guān)鍵(1)除脈石的造渣反應(yīng)必須使用石灰石，反應(yīng)為CaCO3CaOCO2，CaOSiO2=CaSiO3。(2)利用蓋斯定律計(jì)算總反應(yīng)的焓變。(3)弄清高爐各部分的主要反應(yīng)，爐腹的反應(yīng)為還原劑的生成：CO2CO2，CCO22CO，相當(dāng)于熔融造氣爐部分；爐身主要發(fā)生還原反應(yīng)：Fe2O33CO2Fe3CO2，則相當(dāng)于還原豎爐部分。解析：(1)用鐵礦石(赤鐵礦)冶煉生鐵的原料中除鐵礦石和焦炭外還有石灰石，除去鐵礦石中脈石(主要成分為SiO2)的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaCO3CaOCO2、 CaOSiO2CaSiO3；反應(yīng)過程中一氧化碳可能有剩余，則高爐排出氣體的主要成分有N2、CO2 和CO。(2)已知：Fe2O3(s)3C(s)=2Fe(s)3CO(g)H=CO2(g)HCO(g)H110 kJmol1，根據(jù)蓋斯定律：3得熱化學(xué)方程式Fe2O3 (s)3C(s)O2(g)=2Fe(s)3CO2 (g) H高溫2Fe3CO2；高爐煉鐵工藝中還原劑CO的生成在爐腹部分，則熔融造氣爐相當(dāng)于高爐的爐腹部分。(4)SO2為酸性氧化物可與堿反應(yīng)，工業(yè)上脫SO2 的方法是將高爐氣通入石灰乳中或用堿液(氫氧化鈉溶液或氨水等)吸收。答案：(1)石灰石 CaCO3CaOCO2 CaOSiO2CaSiO3CO(2)355(3)爐身Fe2O3 3CO2Fe3CO2爐腹(4)將高爐氣通入石灰乳(或其他合理答案)互動(dòng)拓展寫出高爐煉鐵的主要反應(yīng)。答案：CaCO3CaOCO2，CaOSiO2CaSiO3；CO2CO2，CO2C2CO；Fe2O33CO2Fe3CO2。(xx高考廣東卷)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用，某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)，設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：(注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 )(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是_。(2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物，氣體中的碳氧化物主要為_，由氣體中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(3)步驟為攪拌、_，所得溶液中的陰離子有_。(4)由溶液生成沉淀的總反應(yīng)的離子方程式為_，100 kg初級石墨最多可獲得的質(zhì)量為_ kg。(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成如圖防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。解析：(1)若裝置中混有空氣，在1 500 時(shí)初級石墨與O2反應(yīng)，故通入Cl2前，先通一段時(shí)間N2，排出裝置內(nèi)的空氣，防止初級石墨電極被O2氧化。(2)當(dāng)石墨中的氧化物均轉(zhuǎn)化為氯化物時(shí)，氧元素與碳元素結(jié)合，而此時(shí)碳的含量較多，所以氣體中的碳氧化物主要為一氧化碳；根據(jù)信息“SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ”和“含水玻璃的混合溶液”，氣體的溫度為80 ，所以氣體為SiCl4氣體。根據(jù)已知的反應(yīng)物和生成物，結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒可寫出得到水玻璃的化學(xué)方程式為SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O。(3)固體中含有的是氯化鐵、氯化鋁和氯化鎂，加入過量的氫氧化鈉溶液后， 會生成氫氧化鐵和氫氧化鎂沉淀，所以需要過濾才能得到溶液，而得到的溶液中含有的陰離子為AlO、Cl和過量的OH。(4)沉淀應(yīng)該是氫氧化鋁，反應(yīng)物包括偏鋁酸根離子和乙酸乙酯，根據(jù)乙酸乙酯可水解的性質(zhì)，進(jìn)一步判斷生成物中除氫氧化鋁外，還應(yīng)該有CH3COO和C2H5OH。即AlOCH3COOC2H52H2O=Al(OH)3CH3COOC2H5OH。100 kg初級石墨中含有5.1 kg氧化鋁，其物質(zhì)的量為50 mol，根據(jù)鋁原子個(gè)數(shù)守恒可知，能生成100 mol氫氧化鋁，其質(zhì)量為7.8 kg。(5)要用石墨通過電化學(xué)腐蝕保護(hù)銅件，只能用電解池原理，所以裝置如圖所示。答案：(1)排出系統(tǒng)中的氧氣，防止氧化初級石墨電極(2)COSiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(3)過濾AlO、Cl和OH(4)AlOCH3COOC2H52H2O=Al(OH)3CH3COOC2H5OH7.8(5)見解析2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)釜中_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(xué)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(diǎn)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(jī)溶劑將其溶解，回收樹脂解析：(1)為防止溫度過高，應(yīng)緩慢加入甲醛，并且反應(yīng)釜中應(yīng)裝有冷卻裝置。(2)利用純堿、石灰石、石英砂生成玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(3)玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子材料復(fù)合而成的復(fù)合材料，其中玻璃纖維的作用是增強(qiáng)體，高分子材料是基體；它具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等優(yōu)異性能。(4)熱固性酚醛塑料不易燃燒，不能被有機(jī)溶劑溶解，處理時(shí)應(yīng)粉碎后用作樹脂填料。答案：(1)緩慢冷卻(2)純堿Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，CaCO3SiO2CaSiO3CO2(3)增強(qiáng)體強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好(答對兩點(diǎn)即可)(4)b3硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有_。(3)高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種技術(shù)路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：HClH2高純硅電弧爐流化床反應(yīng)器還原爐發(fā)生的主要反應(yīng)電弧爐SiO22CSi2CO流化床反應(yīng)器Si3HClSiHCl3H2還原爐SiHCl3H2Si3HCl用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；碳化硅又稱_，其晶體結(jié)構(gòu)與_相似。在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和_。物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點(diǎn)/2 35557.631.88.230.484.9111.9SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為_。(4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是_。解析：(1)反應(yīng)物是二氧化硅、木炭和鐵，所得“金屬”應(yīng)是含有硅、碳的鐵合金。(2)生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英砂。(3)SiC又名金剛砂，與金剛石或晶體硅具有相似的結(jié)構(gòu)。在SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl中，SiCl4在常溫下呈液態(tài)，會成為雜質(zhì)。由于SiCl4與SiHCl3沸點(diǎn)相差較大，因此可用蒸餾的方法進(jìn)行分離。SiHCl3完全水解的化學(xué)方程式為SiHCl33H2O=H2SiO3H23HCl。(4)氯堿工業(yè)的產(chǎn)品是NaOH、H2、Cl2，其中H2、Cl2反應(yīng)可制備HCl。H2、HCl都是制備高純硅工藝中的原料。答案：(1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵)(2)石英砂、純堿和石灰石(3)SiO23CSiC2CO金剛砂金剛石(或單晶硅)精餾(或蒸餾)H2SiO3、H2、HCl(4)H2、HCl歸納總結(jié)化工生產(chǎn)選擇適宜條件的原則化工生產(chǎn)選擇適宜條件的目的是盡可能加快反應(yīng)速率和提高反應(yīng)進(jìn)行的程度，依據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的規(guī)律確定生產(chǎn)條件，其原則如下：(1)對任一可逆反應(yīng)，增大反應(yīng)物濃度，能提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率。故生產(chǎn)中常使廉價(jià)易得的原料適當(dāng)過量，以提高另一原料的利用率，如氮?dú)馀c氫氣的配比為12.8。(2)對氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)使平衡向增加生成物的方向移動(dòng)。但壓強(qiáng)太大，動(dòng)力消耗、設(shè)備要求、成本均會提高，故必須綜合考慮。(3)對放熱反應(yīng)，升溫，反應(yīng)速率加快，但轉(zhuǎn)化率降低；若溫度太低，反應(yīng)速率又太慢，故需使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?。對吸熱反?yīng)，升溫，能加快反應(yīng)速率，又能提高轉(zhuǎn)化率，但要避免反應(yīng)物或生成物的過熱分解。(4)使用催化劑可大大提高反應(yīng)速率且不影響化學(xué)平衡，但使用時(shí)必須注意其活性溫度范圍，且應(yīng)注意防止催化劑“中毒”，延長使用壽命。例如：合成氨適宜條件為400500 、鐵觸媒、1030 MPa?？键c(diǎn)三化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程中的四個(gè)“三”2合成氨的四種生產(chǎn)條件的選擇加快化學(xué)反應(yīng)速率促進(jìn)化學(xué)平衡右移實(shí)際生產(chǎn)條件濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度氮?dú)馀c氫氣的配比為12.8壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)1030 MPa溫度升高溫度降低溫度400500 催化劑使用催化劑無影響采用以鐵為主的催化劑3.兩種制堿法的對比氨堿法(索爾維)聯(lián)合制堿法(侯德榜)原理NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O原料食鹽、氨氣、石灰石(經(jīng)煅燒后生成CO2和CaO)食鹽、氨氣、二氧化碳生產(chǎn)流程優(yōu)點(diǎn)原料便宜，步驟簡單產(chǎn)品純度高，原料利用率高，同時(shí)得到氮肥NH4Cl缺點(diǎn)產(chǎn)生大量CaCl2，食鹽利用率低4.氯堿工業(yè)原理總反應(yīng)式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2主要設(shè)備離子交換膜電解槽陽極用金屬鈦制成(涂有鈦釕氧化物層)，陰極用碳鋼制成(覆有鎳鍍層)。陽離子交換膜具有選擇透過性，只允許Na透過，而Cl、OH和氣體不能透過產(chǎn)品用途燒堿：可用于造紙、玻璃、肥皂等工業(yè)氯氣：可用于農(nóng)藥、有機(jī)合成、氯化物的合成氫氣：可用于金屬冶煉、有機(jī)合成、鹽酸的制取5.氨氧化法制硝酸原理4NH35O24NO6H2O(常用鉑作催化劑)，2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO(加壓、降溫，同時(shí)補(bǔ)充空氣)尾氣凈化用Na2CO3溶液吸收氮的氧化物得到亞硝酸鈉和硝酸鈉：2NO2Na2CO3=NaNO2NaNO3CO2用各種燃料氣中的甲烷、氫氣等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退篐2NO2=NOH2O、2H22NO=N22H2O；CH44NO2=4NOCO22H2O、CH44NO=2N2CO22H2O6.有關(guān)化工生產(chǎn)的計(jì)算(1)物質(zhì)純度、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的計(jì)算物質(zhì)的純度(%)100%原料利用率(%)100%1原料的損耗率產(chǎn)率(%)100%化合物中某元素的損失率該化合物的損失率(2)多步反應(yīng)的計(jì)算關(guān)系式法：先寫出多步反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后找出反應(yīng)物和生成物之間物質(zhì)的量的關(guān)系，列出關(guān)系式，即可一步計(jì)算。元素守恒法：找出主要原料和最終產(chǎn)物之間物質(zhì)的量的對應(yīng)關(guān)系。找出此關(guān)系的簡便方法，就是分析原料與產(chǎn)物之間所含關(guān)鍵元素原子個(gè)數(shù)關(guān)系，如FeS22H2SO4、SH2SO4，且二氧化硫轉(zhuǎn)化率、三氧化硫吸收率均可折算為起始物FeS2(或S)進(jìn)行計(jì)算?；瘜W(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1(化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用類)(xx高考全國卷，T36,15分)氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系。在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下：回答下列問題：(1)步驟中得到的氧化產(chǎn)物是_，溶解溫度應(yīng)控制在6070 ，原因是_。(2)寫出步驟中主要反應(yīng)的離子方程式：_。(3)步驟包括用pH2的酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是_(寫名稱)。(4)上述工藝中，步驟不能省略，理由是_。(5)步驟、都要進(jìn)行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有_(填字母)。A分餾塔B離心機(jī)C反應(yīng)釜 D框式壓濾機(jī)(6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g，將其置于過量的FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用a molL1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反應(yīng)中Cr2O被還原為Cr3。樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。破題關(guān)鍵(1)NO在酸性條件下，具有強(qiáng)氧化性；反應(yīng)速率隨溫度升高而加快；(2)SO具有還原性，故步驟Cu2與SO發(fā)生反應(yīng)生成CuCl；(3)根據(jù)循環(huán)物質(zhì)判斷酸洗應(yīng)用硫酸；(4)信息提示CuCl易在潮濕空氣中水解氧化，故用醇洗快速去除CuCl表面的水分。(6)根據(jù)得失電子守恒得關(guān)系式6CuClCr2O計(jì)算。解析：(1)酸性條件下，NO具有強(qiáng)氧化性，可將Cu氧化為Cu2。溫度低，固體溶解較慢，因此溫度不宜過低；NH4NO3不穩(wěn)定，受熱易分解，因此溫度不宜過高。(2)由工藝過程圖可知，CuCl應(yīng)在步驟中生成。SO具有還原性，可將Cu2還原，反應(yīng)的離子方程式為2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H。(3)因步驟最終得到的是(NH4)2SO4，且洗滌液要循環(huán)使用，故此處酸洗采用的酸應(yīng)為硫酸。(4)由題中信息知，CuCl在潮濕的空氣中易水解氧化，因此步驟醇洗的目的是去除CuCl表面的水分，防止CuCl因水解氧化而變質(zhì)。(5)工業(yè)上固液分離，根據(jù)不同情況可選擇離心機(jī)分離或框式壓濾機(jī)分離。(6)CuClCu2，1 mol CuCl失去1 mol電子；Cr2O2Cr3，1 mol Cr2O得到6 mol電子，根據(jù)電子守恒得：6CuClCr2O。m g CuCl樣品中，n(CuCl)6ab103 mol，CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%100%(或%)。答案：(1)CuSO4(或Cu2)溫度低溶解速度慢、溫度過高硝酸銨分解(2)2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H(3)硫酸(4)醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化而變質(zhì)(5)BD(6)100%(或%)互動(dòng)拓展工藝流程問題中控制溫度的目的一般考慮哪些角度？答案：若控制溫度低于常溫，一般是冷凝產(chǎn)品；若控制溫度高于常溫，一般為提高反應(yīng)速率。此外，溫度若不宜過高，一般為防止原料物質(zhì)揮發(fā)或原料、產(chǎn)品的分解。(xx高考全國卷，T36,15分)磷礦石主要以磷酸鈣Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況。其中濕法磷酸是指磷礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產(chǎn)過程中由磷灰石制單質(zhì)磷的流程。 部分物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)如下：熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/備注白磷44280.5PH3133.887.8難溶于水，有還原性SiF49086易水解回答下列問題：(1)世界上磷礦石最主要的用途是生產(chǎn)含磷肥料，約占磷礦石使用量的_%。(2)以磷灰石為原料，濕法磷酸過程中Ca5F(PO4)3反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _。現(xiàn)有1 t折合含有P2O5約30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸_t。(3)如圖(b)所示，熱法磷酸生產(chǎn)過程的第一步是將SiO2、過量焦炭與磷灰石混合，高溫反應(yīng)生成白磷。爐渣的主要成分是_(填化學(xué)式)。冷凝塔1的主要沉積物是_，冷凝塔2的主要沉積物是_。(4)尾氣中主要含有_，還含有少量的PH3、H2S和HF等。將尾氣先通入純堿溶液，可除去_，再通入次氯酸鈉溶液，可除去_。(均填化學(xué)式)(5)相比于濕法磷酸，熱法磷酸工藝復(fù)雜，能耗高，但優(yōu)點(diǎn)是_。解析：(1)4%96%85%80%69%。(2)Ca5F(PO4)35H2SO4=5CaSO4HF3H3PO4，依據(jù)P元素守恒：生成磷酸的量為130%14229885%0.49(t)。(3)爐渣主要成分是CaSiO3，冷凝塔1的主要沉積物是液態(tài)白磷，冷凝塔2的主要沉積物是固態(tài)白磷。(4)尾氣主要含有CO、SiF4，還含有少量PH3、H2S和HF等。通過堿液可以除去SiF4、HF、H2S，再通入NaClO溶液可以除去PH3。(5)熱法磷酸工藝的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品的純度高。答案：(1)69(2)Ca5F(PO4)35H2SO4=5CaSO4HF3H3PO40.49(3)CaSiO3液態(tài)白磷固態(tài)白磷(4)CO、SiF4SiF4、H2S、HFPH3(5)產(chǎn)品純度高2合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，它緩解了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的數(shù)億人口的饑餓和死亡問題。已知合成氨的反應(yīng)為N23H22NH3H<0。請回答下列問題：(1)合成氨所需的氮?dú)鈦碓从赺；氫氣來源于水和碳?xì)浠衔?，如?001 000 時(shí)，甲烷和水蒸氣在催化劑作用下能生成H2和CO2，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)合成氨為放熱反應(yīng)，但工業(yè)上采用400500 的溫度，主要原因是_。(3)在合成氨的原料氣中混有的雜質(zhì)必須除去的原因是_；從合成塔出來的混合氣體，通常僅含有15%(體積分?jǐn)?shù))的氨。為提高原料的利用率，通常采取的措施是_。(4)氨主要用來制取硝酸等產(chǎn)品。在制取濃硝酸時(shí)，將濃硫酸與50%的硝酸一起蒸餾，濃硫酸的作用是作_(填“催化劑”、“氧化劑”、“吸水劑”或“脫水劑”)。采用氨的催化氧化法制硝酸時(shí)，若氧化爐中氨的轉(zhuǎn)化率為90%，且氮的氧化物得到充分的循環(huán)利用，則1 t液氨理論上可合成50%的硝酸_t(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。解析：(4)設(shè)1 t液氨理論上可合成50%的硝酸x t。根據(jù)氮原子守恒有：NH3HNO317 631 t90% 50%x t得x6.67。答案：(1)空氣CH42H2OCO24H2(2)該溫度范圍內(nèi)反應(yīng)速率較快，且催化劑的活性較大(3)防止催化劑中毒將N2、H2循環(huán)利用(4)吸水劑6.673(xx高考山東卷)工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖：(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為_。通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是_。(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是_。(3)固體A主要為_(填化學(xué)式)。固體B主要為_(填化學(xué)式)。(4)用熱水洗滌固體A，回收的洗滌液轉(zhuǎn)移到母液_(填“”、“”或“”)中，既能提高產(chǎn)率又可使能耗最低。解析：(1)(2)Na2Cr2O7結(jié)晶后的母液中含有Fe3，加堿液調(diào)節(jié)pH4，目的就是要以Fe(OH)3的形式除去Fe3，則過濾后得到純的Na2Cr2O7(母液)；加入KCl并加熱至沸騰，冷卻結(jié)晶得到K2Cr2O7，反應(yīng)方程式為Na2Cr2O72KCl=2NaClK2Cr2O7；通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是低溫下K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)小于其他組分，隨著溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小。(3)母液中含有K2Cr2O7和NaCl，蒸發(fā)濃縮得到的固體A是NaCl，因?yàn)楦邷叵翶2Cr2O7的溶解度大；母液中的主要成分是K2Cr2O7，冷卻結(jié)晶得到固體B是K2Cr2O7。(4)固體A表面附著K2Cr2O7，應(yīng)將洗滌液轉(zhuǎn)移到母液中，這樣，既能提高產(chǎn)率(回收了K2Cr2O7)，又可使能耗