專題二十四化學(xué)與技術(shù)

專題二十四化學(xué)與技術(shù)化學(xué)與資源開發(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?；瘜W(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。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。(1)掌握煤和石油的主要成分和化工生產(chǎn)過程。(2)掌握氯堿工業(yè)、海水提溴、海水提鎂的生產(chǎn)過程及重要反應(yīng)。(1)了解金屬冶煉的原理，掌握煉鋼和煉鐵的過程及其重要反應(yīng)。(2)了解常見無機(jī)非金屬材料：水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)原理和產(chǎn)品成分。(1)了解天然水的成分，掌握生活用水凈化的原理和污水處理方法。(2)掌握合成氨工業(yè)生產(chǎn)原理和生產(chǎn)過程?；瘜W(xué)技術(shù)與資源的開發(fā)、材料的制造和應(yīng)用【典例1】(2012·浙江高考自選)(1)氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生產(chǎn)_____為基礎(chǔ)的工業(yè)體系。(2)電解前，為除去食鹽水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等雜質(zhì)離子，下列加入順序合理的是_______。A.碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇B.碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉C.氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇D.氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉①②(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：成分NaClMg(OH)2CaCO3BaSO4其他不溶于酸的物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)15～2015～205～1030～4010～15為了生產(chǎn)七水硫酸鎂，設(shè)計(jì)了以下工藝流程：裝置1中加入的酸應(yīng)選用________，加入的酸應(yīng)適當(dāng)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(shí)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100℃～110℃，蒸發(fā)結(jié)晶，此時(shí)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_______。④⑤⑥⑦③【審題視角】解答本題注意以下兩點(diǎn)：(1)關(guān)注“鹽泥”的主要成分。(2)粗鹽的提純過程中試劑的滴加順序。【精講精析】(1)由于電解飽和食鹽水的過程中產(chǎn)生了氯氣、氫氣和氫氧化鈉，所以電解飽和食鹽水主要是生產(chǎn)氯氣、氫氣和氫氧化鈉。(2)在除去食鹽水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等雜質(zhì)離子時(shí)要注意一定要在加氯化鋇之后再加碳酸鈉，否則多余的鋇離子不會除去。(3)該化工生產(chǎn)的目的是生產(chǎn)七水硫酸鎂，所以就應(yīng)該將“鹽泥”中的氫氧化鎂轉(zhuǎn)化成硫酸鎂，所以加入的是稀硫酸，碳酸鈣之所以會轉(zhuǎn)化為硫酸鈣是因?yàn)樵隗w系中存在平衡：CaCO3+H2SO4CaSO4+H2CO3，由于碳酸分解產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳在攪拌過程中不斷逸出，所以平衡右移，導(dǎo)致碳酸鈣轉(zhuǎn)化成硫酸鈣；由“鹽泥”的主要成分以及裝置1中的反應(yīng)可知，濾渣的主要成分是CaSO4、BaSO4和其他不溶于酸的物質(zhì)；裝置3中溶液中主要含有氯化鈉和硫酸鎂，通入高溫水蒸氣并控制溫度在100℃～110℃，蒸發(fā)結(jié)晶，此過程主要是除去混合溶液中的氯化鈉晶體，有利于進(jìn)一步提純七水硫酸鎂；真空干燥器可以防止含結(jié)晶水的晶體失去結(jié)晶水。答案：①氯氣、燒堿、氫氣(只寫出氯氣、燒堿也可)②D③(稀)硫酸④攪拌過程中CO2不斷逸出，使平衡CaCO3+H2SO4CaSO4+H2CO3，H2CO3H2O+CO2不斷向右移動(dòng)⑤CaSO4、BaSO4和其他不溶于酸的物質(zhì)⑥氯化鈉⑦防止失去結(jié)晶水【命題人揭秘】命題規(guī)律：本專題是高考中的選考內(nèi)容，出題角度多以基本的工業(yè)流程為依據(jù)，考查基本概念、基本原理及化學(xué)技術(shù)的有關(guān)問題，在2013年的高考中，將繼續(xù)這種思路，并且突出本專題的特點(diǎn)，即技術(shù)特點(diǎn)。備考策略：復(fù)習(xí)鞏固好基本內(nèi)容，如化石燃料的綜合應(yīng)用、常見無機(jī)化工生產(chǎn)、金屬材料的冶煉、傳統(tǒng)及新型材料的生產(chǎn)等，掌握基本流程、操作方法及依據(jù)，并能根據(jù)這些知識解決一些常見的技術(shù)問題。化學(xué)技術(shù)及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用【典例2】(2011·山東高考)水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)含有較多________離子的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為_____________________________________________________________________(寫一個(gè)即可)。(2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水，應(yīng)該先使硬水通過________________(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹脂，原因是______________________。(3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為______________________。電滲析法凈化水時(shí)，使離子通過半透膜的推動(dòng)力是________。(4)檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí)，最簡單易行的方法是測定水的_________________?！緦忣}視角】解答本題時(shí)注意如下三點(diǎn)：(1)硬水應(yīng)先通過RH型交換樹脂，再通過ROH型交換樹脂，防止生成Mg(OH)2影響交換效果。(2)電滲析法凈化水時(shí)使離子通過半透膜的推動(dòng)力是電勢差(或電場力)。(3)水是一種極弱的電解質(zhì)，純度越高電導(dǎo)率越小或電阻率越大?！揪v精析】(1)含有較多的鈣、鎂離子的水稱為硬水；加熱硬水產(chǎn)生碳酸鹽的化學(xué)方程式為Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O；Mg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O，故離子方程式為Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O；Mg2++2HCO3-

MgCO3↓+CO2↑+H2O。(2)先通過RH型陽離子交換樹脂，因?yàn)槿芤褐械逆V離子易與ROH型陰離子交換樹脂反應(yīng)生成Mg(OH)2影響交換效果。△====△====△====△====答案：(1)鈣、鎂Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O(或Mg2++2HCO3

MgCO3↓+CO2↑+H2O)(2)RH先通過陰離子交換樹脂可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響樹脂交換效果(3)反滲透法電勢差(或電場力)(4)電導(dǎo)率(或電阻率)△====△====【閱卷人點(diǎn)撥】失分提示第(1)問審題不清，錯(cuò)把離子方程式寫成化學(xué)方程式；第(2)問沒有考慮到ROH型陰離子交換樹脂能與硬水中的鎂離子反應(yīng)而無法判斷；第(3)問凈水方法的名稱書寫不正確。備考指南(1)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(shí)都轉(zhuǎn)化為更難溶的Mg(OH)2。備考指南(2)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。(3)鑒別硬水和軟水可利用肥皂水，加肥皂水硬水會產(chǎn)生較多的沉淀，軟水會產(chǎn)生較多的泡沫。(4)離子交換樹脂不僅有陽離子交換樹脂，也有陰離子交換樹脂。重要化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程高考指數(shù):★★★1.(2011·海南高考)下列敘述正確的是()A．“接觸法”制H2SO4時(shí)，催化氧化階段的反應(yīng)原理為：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH＜0B．海水提鎂的主要步驟為：催化劑△C．普通水泥的主要成分是硅酸鈣D．黏土的主要成分是三氧化二鋁【解析】選A。工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法冶煉單質(zhì)鎂，用惰性電極電解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀、H2和Cl2，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；普通水泥的主要成分是硅酸二鈣、硅酸三鈣和鋁酸三鈣，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；黏土的主要成分是鋁硅酸鹽，不是三氧化二鋁，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(雙選)(2010·海南高考)固硫劑是把煤燃燒時(shí)生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質(zhì)，可減少二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴?。下列物質(zhì)中可用做固硫劑的有()A．CaOB．Na2CO3C．NH4NO3D.P2O5【解析】選A、B。CaO為堿性氧化物，可與酸性氧化物SO2反應(yīng)生成CaSO3，CaSO3還可被空氣中的O2氧化生成穩(wěn)定的CaSO4，反應(yīng)可表示為：2CaO+2SO2+O2====2CaSO4；類似的Na2CO3與SO2、O2可生成穩(wěn)定的Na2SO4，并放出CO2，反應(yīng)為：2Na2CO3+2SO2+O2====2Na2SO4+2CO2。3.(2012·山東高考)石油和煤炭加工過程涉及多種技術(shù)和設(shè)備。(1)石油分餾時(shí)，在不斷向_________(填工業(yè)設(shè)備名稱)內(nèi)投放原料的同時(shí)獲得產(chǎn)品，該過程為_________操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、__________和加氫裂化，裂化的目的是提高_(dá)_________的產(chǎn)量。(3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和_________的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒______________進(jìn)行燃燒的過程。(4)煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和_______存在下與_________作用生成液體燃料的過程?！窘馕觥?1)石油分餾是在分餾塔中進(jìn)行的。因石油成分復(fù)雜，隨分子中碳原子數(shù)增加、沸點(diǎn)升高，逐漸分離出沸點(diǎn)在不同范圍的餾分。(2)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化。裂化是將長鏈烴斷為短鏈烴(輕質(zhì)油)。(3)煤洗選是降低灰分和硫，可以防止煤燃燒導(dǎo)致酸雨。空氣從底部吹入，可使煤粉呈“沸騰”狀，燃燒充分。(4)煤的直接液化是煤在催化劑條件下，與H2作用生成甲醇等液體燃料的過程。答案：(1)分餾塔連續(xù)(2)催化裂化輕質(zhì)燃料油(或汽油)(3)硫(S)浮動(dòng)(4)催化劑氫氣(H2)4.(2012·新課標(biāo)全國卷)由黃銅礦(主要成分是CuFeS2)煉制精銅的工藝流程示意圖如下：(1)在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1000℃左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是________、_______，反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是___________；(2)冰銅(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量為20%～50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)在1200℃左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O，生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是________________________________________________、____________________________________________________；(3)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極_________(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______________________________；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為____________?！窘馕觥?1)黃銅礦與空氣反應(yīng)生成的銅和硫的低價(jià)氧化物分別是Cu2S、FeS，另外氧元素被還原生成SO2；FeS轉(zhuǎn)變成的低價(jià)氧化物為FeO；石英砂的主要成分為SiO2，反射爐中的爐渣為FeSiO3；(2)Cu2S與氧氣反應(yīng)生成Cu2O和SO2；Cu2O和Cu2S反應(yīng)生成銅和SO2；(3)粗銅精煉時(shí)，粗銅做陽極，陰極d發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-====Cu；粗銅中的銀、金成為陽極泥，沉積在陽極底部，鐵被氧化成離子進(jìn)入溶液。答案：(1)2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO22FeS+3O22FeO+2SO2FeSiO3(2)2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2(3)cCu2++2e-====Cu銀、金以單質(zhì)形式沉積在陽極(c極)下方，鐵以Fe2+形式進(jìn)入溶液高溫====高溫====高溫====高溫====5.(2011·海南高考)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(jìn)行煅燒，再浸取，結(jié)晶而制得純堿。①食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________；②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)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)煅燒生成純堿。①圖中的中間產(chǎn)物C是_________，D是_________(寫化學(xué)式)；②裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________；(3)聯(lián)合制堿法對氨堿法的改進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________________________________________；(4)有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請結(jié)合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線，分析說明是否可行？___________________________________________________________________?！窘忸}指南】解答本題要明確以下三點(diǎn)：(1)能夠根據(jù)條件寫出方程式。(2)明確氨堿法和聯(lián)合制堿法制堿的原理及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。(3)能夠根據(jù)流程圖中加入的物質(zhì)和產(chǎn)物判斷反應(yīng)原理?！窘馕觥?1)根據(jù)題中信息，可知食鹽和濃硫酸反應(yīng)生成Na2SO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑，硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)生成Na2CO3、CaS和CO2，其反應(yīng)化學(xué)方程式為Na2SO4+2C+CaCO3Na2CO3+CaS+2CO2↑?！?===高溫====(2)甲中發(fā)生的反應(yīng)是：CaCO3CaO+CO2↑，A是CaO，B是CO2，丙中發(fā)生的反應(yīng)是：CaO+H2O====Ca(OH)2，C是Ca(OH)2，丁中加入Ca(OH)2和NH4Cl，發(fā)生的反應(yīng)是：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，所以D是NH3，由此可知戊中是鹽的氨化過程，則乙裝置是氨鹽水的碳酸化過程，反應(yīng)是：NH3+H2O+CO2====NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl====NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O+NaCl====NaHCO3↓+NH4Cl。高溫====△====(3)氨堿法的缺點(diǎn)是食鹽的利用率不高，產(chǎn)生大量的氯化鈣廢渣，難以處理。聯(lián)合制堿法中的氨氣來自于合成氨工廠，碳酸氫鈉分解產(chǎn)生二氧化碳可循環(huán)使用，析出氯化銨后的飽和食鹽水循環(huán)使用，提高了食鹽的利用率。生成的NH4Cl直接用作氮肥，不再用于生產(chǎn)氨氣，不會產(chǎn)生CaCl2廢渣。(4)氨堿法的主要反應(yīng)為：NH3+CO2+NaCl+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl，此反應(yīng)能夠進(jìn)行的關(guān)鍵是NaHCO3溶解度較小，從而析出沉淀，符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件。而由圖可知，KHCO3的溶解度較大，不會有晶體析出，不符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，所以不能用此方法制KHCO3，從而也不能進(jìn)一步制K2CO3。答案：(1)①2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑②Na2SO4+2C+CaCO3Na2CO3+CaS+2CO2↑(2)①Ca(OH)2NH3②NH3+H2O+CO2====NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl====NH4Cl+NaHCO3↓(或NH3+CO2+H2O+NaCl====NaHCO3↓+NH4Cl)(3)不再產(chǎn)生CaCl2廢渣，原料(NaCl)利用率高，同時(shí)得到氮肥NH4Cl(4)不可行，因?yàn)镵HCO3的溶解度較大，不能析出晶體△====高溫====6.(2011·浙江高考)鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構(gòu)成。請回答下列問題：(1)工業(yè)上采用電解氧化鋁-冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁：2Al2O34Al+3O2↑加入冰晶石的作用：__________________________________。(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(jìn)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．純鋁通電冰晶石=====(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_________________________________________________________。(5)下列說法正確的是__________。A．陽極氧化是應(yīng)用原電池原理進(jìn)行金屬材料表面處理的技術(shù)B．鋁的陽極氧化可增強(qiáng)鋁表面的絕緣性能C．鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性，但耐磨性下降D．鋁的陽極氧化膜富有多孔性，具有很強(qiáng)的吸附性能，能吸附染料而呈各種顏色【解題指南】解答本題應(yīng)該注意以下兩點(diǎn)：(1)掌握電解池的電解原理，熟悉陽、陰兩電極的反應(yīng)特點(diǎn)以及電流回路的形成。(2)結(jié)合電解得到的氧化鋁結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，判斷陽極反應(yīng)的操作和作用?！窘馕觥?1)冰晶石主要起降低熔點(diǎn)的作用，節(jié)省能源。(2)因?yàn)锳l比其他兩種雜質(zhì)活潑，所以優(yōu)先放電，其電極反應(yīng)式為：Al-3e-====Al3+；應(yīng)該用所制備金屬的純凈物作為陰極，可選純鋁。(3)鋁陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2Al-6e-+3H2O====Al2O3+6H+。(4)鋁陽極表面不斷生成致密的氧化膜，其導(dǎo)電能力比金屬差，電阻增加，為了保持穩(wěn)定的電流，需要不斷增大電壓。(5)A項(xiàng)，陽極氧化是應(yīng)用電解池原理進(jìn)行金屬材料表面處理的技術(shù)；B項(xiàng)，鋁的陽極氧化產(chǎn)生致密氧化膜使鋁導(dǎo)電能力變差、絕緣性增強(qiáng)；C項(xiàng)，表面形成的氧化物比金屬更耐磨；D項(xiàng)，和金屬單質(zhì)鋁相比，氧化物有多孔性結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的吸附能力，能吸附各種顏色的染料。所以選B、D。答案：(1)降低熔點(diǎn)(2)Al-3e-====Al3+D(3)2Al-6e-+3H2O====Al2O3+6H+(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(5)B、D7.(2010·海南高考)以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下：請回答下列問題：(1)在爐氣制造中，生成SO2的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________；(2)爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣_________、_________及干燥，如果爐氣不經(jīng)過精制，對SO2催化氧化的影響是__________________________________________________________；(3)精制爐氣(含SO2體積分?jǐn)?shù)為7％、O2為11％、N2為82％)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450℃左右(對應(yīng)圖中A點(diǎn))，而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是__________________、____________________________________________________；(4)在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是__________、_____________，從而充分利用能源?！窘馕觥?1)爐氣制造過程中，黃鐵礦(FeS2)與空氣中的O2高溫下反應(yīng)生成Fe2O3和SO2。(2)爐氣中含有礦塵、砷、硒等化合物和水蒸氣，如果不進(jìn)行精制，則礦塵、砷、硒等化合物會造成催化劑中毒，水蒸氣的存在對生產(chǎn)和設(shè)備都有不良影響。(3)B點(diǎn)與A點(diǎn)反應(yīng)溫度相同，但壓強(qiáng)是A的10倍。增大壓強(qiáng)雖然可提高SO2的轉(zhuǎn)化率，但一個(gè)大氣壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到97%，增加到10個(gè)大氣壓，SO2轉(zhuǎn)化率增加程度并不大，但增加壓強(qiáng)，對設(shè)備的要求提高，消耗的能量增大，因此SO2的氧化過程采用常壓更經(jīng)濟(jì)。C點(diǎn)溫度低于A點(diǎn)，雖然C點(diǎn)SO2轉(zhuǎn)化率高，但是溫度降低，反應(yīng)速率減慢，且催化劑的催化作用受影響。由于在450℃時(shí)，催化劑的活性最高，反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間短，因此選用450℃。(4)熱交換器可以把SO2氧化放出的熱量預(yù)熱進(jìn)入接觸室的氣體，冷卻生成的氣體，使反應(yīng)進(jìn)行得更完全。答案：(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)除塵水洗礦塵、砷、硒等化合物使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響(3)不選B點(diǎn)，因?yàn)閴簭?qiáng)越大對設(shè)備的投資大，消耗的動(dòng)能大；SO2原料的轉(zhuǎn)化率在1個(gè)大氣壓下已是97%左右，再提高壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用1個(gè)大氣壓不選擇C點(diǎn)，因?yàn)闇囟仍降?，SO2轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用受影響，450℃時(shí)，催化劑的催化效率最高，且溫度降低，反應(yīng)速率減慢(4)利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣體上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400℃～500℃進(jìn)入下層使反應(yīng)更加完全高溫====8.(2009·山東高考)金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解：2Al2O34Al+3O2↑請回答下列問題：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是__________________________。(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的__________(填“上層”或“下層”)。750℃～970℃==================通電，Na3AlF6(3)陰極和陽極均由_____________材料做成；電解時(shí)不斷消耗的電極是________(填“陽極”或“陰極”)。(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排的是將回收鋁做成________(填代號)。a．冰晶石b．氧化鋁c．鋁錠d．硫酸鋁【解析】(1)Al2O3的熔點(diǎn)很高，熔化需要消耗較多能量，加入冰晶石做助熔劑可降低熔化溫度，節(jié)約能量。(2)由于冰晶石(Na3AlF6)與氧化鋁熔融物密度比鋁的小，所以鋁沉在熔融液的下層。(3)陰極和陽極均用石墨電極，電解時(shí)陽極上有O2生成，高溫下石墨會被生成的氧氣氧化而不斷消耗。(4)因金屬鋁的制備要消耗很多能量，因此電解產(chǎn)生的鋁要盡量以單質(zhì)形式存在，所以將回收鋁做成鋁錠最好。答案：(1)降低Al2O3的熔化溫度(2)下層(3)碳素(或石墨)陽極(4)c9.(2009·海南高考)工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，其過程包括氨的催化氧化(催化劑為鉑銠合金絲網(wǎng))、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題：(1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為_________________________；(2)原料氣中空氣必須過量，其主要原因是_______________；(3)將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是_________________；(4)水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng)，其化學(xué)方程式為____________________________________________________，為了提高水對二氧化氮的吸收率，可采取的措施為__________(答2項(xiàng))?！窘馕觥?1)氨催化氧化可生成NO和水。(2)一定條件下，氨的催化氧化反應(yīng)為可逆反應(yīng)：4NH3＋5O2

4NO＋6H2O，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，增大反應(yīng)物O2的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可提高NH3的轉(zhuǎn)化率；同時(shí)過量的氧氣可氧化NO生成NO2，反應(yīng)為：2NO+O2====2NO2。(3)將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)可增大鉑銠合金的表面積，增大與氣體的接觸面積，提升催化的效果。(4)NO2的吸收反應(yīng)可表示為：3NO2(g)＋H2O(l)2HNO3(aq)＋NO(g)ΔH＜0。為了提高吸收率，根據(jù)溶解過程放熱可采用降溫處理；該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減少的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可提高NO2的吸收率。答案：(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O(2)提高氨的轉(zhuǎn)化率和一氧化氮的轉(zhuǎn)化率(3)增大單位質(zhì)量的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積(4)3NO2＋H2O====2HNO3＋NO加壓、降溫催化劑△====10.(2009·廣東高考)某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3．45．212．4部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見上表，請回答下列問題：(1)“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有___________________________________(要求寫出兩條)。(2)濾渣Ⅰ的主要成分有_______________________________。(3)從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有___________。(4)Mg(ClO3)2在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑，可采用復(fù)分解反應(yīng)制備：MgCl2+2NaClO3====Mg(ClO3)2+2NaCl已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示：①將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO3)2。簡述可制備Mg(ClO3)2的原因：___________________________。②按①中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中，常伴有NaCl析出，原因是：_______________________，除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是：________________________?！窘馕觥?1)固體溶解及反應(yīng)完全的措施一般是加熱、振蕩或攪拌，或是增大反應(yīng)物的濃度等。(2)從題給信息可以看出pH調(diào)到5.5，則Fe3+和Al3+沉淀完全，所以濾渣Ⅰ應(yīng)該是氫氧化鐵和氫氧化鋁。(3)從流程轉(zhuǎn)化過程中，因?yàn)閺U料浸出用到硫酸，可知濾液中應(yīng)該含有硫酸根離子；從廢料成分中含有CaMg(CO3)2和兩次調(diào)節(jié)pH均用到氫氧化鈉，可知濾液中陽離子應(yīng)該主要有鈉離子，所以從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)是硫酸鈉。(4)①分析該題可以結(jié)合硝酸鉀與氯化鈉的分離方法進(jìn)行思考，同時(shí)要注意題給圖示。從圖示上我們不難得到下列信息，一是相同溫度時(shí)氯酸鎂的溶解度最大，而氯化鈉溶解度最??；二是氯酸鎂溶解度隨溫度變化最大，而氯化鈉溶解度隨溫度變化最小。所以控制反應(yīng)溫度的變化，可以控制可溶性物質(zhì)的分離。②由于相同溫度時(shí)氯化鈉的溶解度最小，因此在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2的過程中一定會析出氯化鈉。由于氯酸鎂和氯化鈉均溶于水，氯酸鎂的溶解度隨溫度變化很大，而氯化鈉的溶解度隨溫度變化很小，因此可用結(jié)晶和重結(jié)晶的方法分離。答案：(1)增大硫酸濃度；加熱升高溫度；邊加硫酸邊攪拌(寫出兩條即可)(2)Fe(OH)3、Al(OH)3(3)Na2SO4(4)①該反應(yīng)的生成物為Mg(ClO3)2和NaCl的混合溶液，NaCl的溶解度隨溫度變化不大，Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度升高而升高。利用兩物質(zhì)的溶解度差異，通過加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，將Mg(ClO3)2與NaCl分離，可制得Mg(ClO3)2②因?yàn)樵谙嗤瑴囟认翹aCl的溶解度最小，所以在冷卻結(jié)晶過程中，會有少量NaCl隨Mg(ClO3)2析出重結(jié)晶化學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系高考指數(shù):★★★★11.(2009·海南高考)下列使用化肥、農(nóng)藥的描述中正確的是()A．高溫多雨時(shí)比較適合施用鉀肥B．長期施用硫銨會造成土壤板結(jié)C．石硫合劑必須與硫酸混合后才能施用D．過磷酸鈣必須經(jīng)硫酸處理后才能施用【解析】選B。選項(xiàng)內(nèi)容指向·聯(lián)系分析結(jié)論A鉀肥易溶于水，多雨時(shí)施肥易造成化肥的流失錯(cuò)誤B硫銨中的NH4+被植物吸收后，生成H2SO4，易破壞土壤的膠體結(jié)構(gòu)使土壤板結(jié)正確C石硫合劑主要成分是多硫化鈣，具有滲透和侵蝕病菌細(xì)胞及害蟲體壁的能力，能在植物體表面形成一層藥膜起保護(hù)作用，如果和硫酸混合后施用，會生成硫酸鈣使石硫合劑失去作用錯(cuò)誤D過磷酸鈣是Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4的混合物，其有效成分為Ca(H2PO4)2·H2O，屬水溶性速效磷肥，應(yīng)直接使用錯(cuò)誤12.(2009·海南高考)下列有關(guān)硬水及其軟化的說法中錯(cuò)誤的是()A．離子交換法可以軟化硬水B．硬水中含有較多Ca2+、Mg2+C．生產(chǎn)、生活使用的天然水必須經(jīng)軟化D．加熱可使暫時(shí)硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀【解析】選C。硬水是指含有較多Ca2＋、Mg2＋的水，在暫時(shí)硬水中主要含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，在加熱時(shí)Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2可以分解生成CaCO3、MgCO3沉淀，長期加熱MgCO3可轉(zhuǎn)變?yōu)楦y溶的Mg(OH)2沉淀。離子交換法是常用的硬水軟化方法。生活使用的天然水并非一定要把Ca2＋、Mg2＋除去。因此只有C說法錯(cuò)誤。13.(2011·新課標(biāo)全國卷)普通紙張的主要成分是纖維素，在早期的紙張生產(chǎn)中，常采用紙表面涂覆明礬的工藝，以填補(bǔ)其表面的微孔，防止墨跡擴(kuò)散，請回答下列問題：(1)人們發(fā)現(xiàn)紙張會發(fā)生酸性腐蝕而變脆、破損，嚴(yán)重威脅紙質(zhì)文物的保存。經(jīng)分析檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酸性腐蝕與造紙中涂覆明礬的工藝有關(guān)，其中的化學(xué)原理是______________________________________________________________________________。為了防止紙張的酸性腐蝕，可在紙漿中加入碳酸鈣等添加劑，該工藝原理的化學(xué)(離子)方程式為____________________________________________________________________________。(2)為了保護(hù)這些紙質(zhì)文物，有人建議采取下列措施。①噴灑堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或氨水等，這樣操作產(chǎn)生的主要問題是______________________________________________________________________________________________。②噴灑Zn(C2H5)2，Zn(C2H5)2可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷。用化學(xué)(離子)方程式表示該方法生成氧化鋅及防止酸性腐蝕的原理_____________________、_____________________。(3)現(xiàn)代造紙工藝常用鈦白粉(TiO2)替代明礬，鈦白粉的一種工業(yè)制法是以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3)為原料按如下過程進(jìn)行的，請完成下列化學(xué)方程式：【解題指南】(1)解答本題時(shí)應(yīng)注意紙張酸性腐蝕的原理是纖維素酸性水解，解決的方法是消除酸性。(2)配平方程式時(shí)準(zhǔn)確判斷各元素化合價(jià)，并根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等和元素守恒進(jìn)行配平?！窘馕觥?1)酸性腐蝕與造紙中涂覆明礬的工藝有關(guān)，說明是酸性影響了紙質(zhì)文物的保存，而明礬遇水時(shí)，其中的鋁離子能水解顯酸性，紙張的主要成分為纖維素，酸性條件下纖維素能水解。(2)噴灑堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或氨水等可能使堿過量，而纖維素在堿性條件下水解。(3)注意在兩個(gè)方程式中鈦元素都沒有發(fā)生化合價(jià)的變化。①式中鐵元素和碳元素化合價(jià)升高，氯元素化合價(jià)降低。②中氯元素化合價(jià)升高，氧元素化合價(jià)降低。答案：(1)明礬水解產(chǎn)生酸性物質(zhì)，在酸性條件下纖維素水解，使高分子鏈斷裂CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O(2)①過量的堿同樣可能會導(dǎo)致纖維素水解，造成書籍污損②Zn(C2H5)2+H2O====ZnO+2C2H6↑ZnO+2H+====Zn2++H2O(3)①267226②111214．(2010·寧夏高考)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__________________________________________________________。(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10mgCaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(如7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol·L-1，c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1，則此水的硬度為______________。(5)若(4)中的天然水還含有c(HCO3-)=8×10-4mol·L-1，現(xiàn)要軟化10m3這種天然水，則需先加入Ca(OH)2_____________g，然后再加入Na2CO3______________g?！窘馕觥?1)水在自然界中可溶解空氣中的O2、N2、CO2等氣體。(2)天然水凈化過程中所加混凝劑通常用鋁鹽或鐵鹽，如明礬、硫酸鋁、硫酸鐵等，鋁鹽或鐵鹽溶于水，Al3＋或Fe3＋發(fā)生水解生成Al(OH)3或Fe(OH)3膠體，可以吸附水中的懸浮物形成沉淀，達(dá)到凈水的目的。(3)凈水是利用混凝劑除去水中的膠體和懸浮物，硬水軟化是為了除去水中較多的Ca2＋和Mg2＋。(4)根據(jù)題意，在1L水中，n(Ca2＋)=1.2×10-3mol，n(Mg2＋)=6×10-4mol，則m(CaO)=1.2×10-3mol×56g·mol-1=67.2×10-3g=67.2mg，m(MgO)=6×10-4mol×40g·mol-1=24×10-3g=24mg。因此水的硬度為(5)在10m3天然水中含有：n(HCO3-)=8mol，n(Ca2＋)=12mol，n(Mg2＋)=6mol，加入Ca(OH)2，則首先與HCO3-反應(yīng)，8molHCO3-消耗4molCa(OH)2，生成8molCO32－；其次Ca(OH)2沉淀Mg2＋生成Mg(OH)2沉淀，6molMg2＋消耗Ca(OH)26mol。因此應(yīng)加入Ca(OH)2的物質(zhì)的量為4mol+6mol=10mol，質(zhì)量為740g?；旌衔镏泄灿蠧a2＋：12mol+10mol=22mol，被HCO3-反應(yīng)生成的CO32－沉淀8mol，因此還需要加入Na2CO3：22mol-8mol=14mol可使Ca2＋完全沉淀，其質(zhì)量為1484g。答案：(1)O2CO2(或氮?dú)?(2)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵(任選兩種)鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，它可吸附天然水中的懸浮物并破壞天然水中的其他帶異種電荷的膠體，使其下沉，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)10.1°(5)740148415.(2009·寧夏高考)請回答氯堿工業(yè)的如下問題：(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時(shí)按照固定的比率k(質(zhì)量比)生成的產(chǎn)品。理論上k＝_____________________________________(要求計(jì)算表達(dá)式和結(jié)果)；(2)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42-等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時(shí)，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②HCl(鹽酸)、③BaCl2，這3種試劑添加的合理順序是____________(填序號)；(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30％以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。①圖中X、Y分別是________、________(填化學(xué)式)，分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a％與b％的大小________________；②分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)：正極：______________；負(fù)極：______________；③這樣設(shè)計(jì)的主要節(jié)(電)能之處在于(寫出2處)____________________、_____________________?！窘忸}指南】本題前半部分考查了氯堿工業(yè)的反應(yīng)原理和粗鹽的提純；后半部分綜合考查考生對原電池和電解池的理解。(1)第(2)題粗鹽提純過程中要注意除雜的先后順序。(2)第(3)題中氣體Y和NaOH在同一電極產(chǎn)生是解答該題的關(guān)鍵。【解析】(1)根據(jù)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可得，反應(yīng)中每生成1molCl2，同時(shí)生成2molNaOH。則≈1∶1.13或0.89。(2)注意Na2CO3和鹽酸的作用，Na2CO3除了用于除去溶液中的Ca2＋等外，還用于除去過量的Ba2＋，因此加BaCl2在加Na2CO3之前；鹽酸是為了最后除去過量的CO32－，因此應(yīng)在沉淀過濾后加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH。電解====(3)綜合考慮圖中信息：A(電解池)中與NaOH同極產(chǎn)生的氣體Y為H2；B(燃料電池)中，通空氣一邊為正極(還原反應(yīng))，那么左邊必然通H2，也可得到Y(jié)為H2；Y為H2，結(jié)合已知的NaOH，依據(jù)電解飽和食鹽水的產(chǎn)物可以確定X必為Cl2。A中的NaOH進(jìn)入燃料電池，然后從B的正極出來的部分，依據(jù)O2+4e-+2H2O====4OH-，可知溶液中OH―濃度增大，由于離子膜只允許陽離子通過，則燃料電池負(fù)極區(qū)的Na＋進(jìn)入正極區(qū)，導(dǎo)致NaOH的濃度增大。答案：(1)M(Cl2)/2M(NaOH)=71/80≈1∶1.13或0.89(2)③①②(3)①Cl2H2a％小于b％②O2+4e-+2H2O====4OH-H2－2e-+2OH-====2H2O③燃料電池可以補(bǔ)充電解池消耗的電能提高產(chǎn)出堿液的濃度；降低能耗(其他合理答案也可)16.(2009·廣東高考)超細(xì)氧化鋁是一種重要的功能陶瓷原料。(1)實(shí)驗(yàn)室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3為原料，在一定條件下先反應(yīng)生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3，該沉淀高溫分解即得超細(xì)氧化鋁(Al2O3)。NH4AlO(OH)HCO3熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________________________________。(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相對分子質(zhì)量為453。欲配制100mLpH為2、濃度約為0.1mol·L-1的NH4Al(SO4)2溶液，配制過程為：①用托盤天平稱量NH4Al(SO4)2·12H2O固體___________g；②將上述固體置于燒杯中______________________________。(3)在0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中，鋁各形態(tài)的濃度(以Al3＋計(jì))的對數(shù)(lgc)隨溶液pH變化的關(guān)系如圖：①用NaOH溶液調(diào)節(jié)(2)中溶液pH至7，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有____________________________________________。②請?jiān)诖痤}卡的框圖中，畫出0.01mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中鋁各形態(tài)的濃度的對數(shù)lgc隨溶液pH變化的關(guān)系圖，并進(jìn)行必要的標(biāo)注?！窘忸}指南】解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)注意托盤天平的精確度為0.1g。(2)繪制鋁各形態(tài)的濃度的對數(shù)(lgc)隨溶液pH變化的關(guān)系圖，應(yīng)認(rèn)真理解溶度積常數(shù)的特點(diǎn)，正確繪制圖像?！窘馕觥?1)根據(jù)NH4AlO(OH)HCO3的組成，聯(lián)系到碳酸氫銨和Al(OH)3的分解，因此可得：2NH4AlO(OH)HCO3Al2O3+3H2O↑+2CO2↑+2NH3↑。(2)由物質(zhì)的量濃度的定義公式可計(jì)算：m［NH4Al(SO4)2·12H2O］=n·M［NH4Al(SO4)2·12H2O］=c·V·M［NH4Al(SO4)2·12H2O］=0.1mol·L-1×100×10-3L×453g·mol-1=4.53g。由于托盤天平的精確度為0.1g，故只能用托盤天平稱量4.5g；高溫====(3)①由圖像可知，開始階段c(Al3+)沒變化；而后c(Al3+)降低，生成Al(OH)3沉淀；當(dāng)pH>8時(shí)，Al(OH)3沉淀開始溶解。調(diào)節(jié)pH至7，OH-先中和加H2SO4產(chǎn)生的H+，再跟NH4+反應(yīng)，然后與Al3+反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀。②作圖時(shí)注意NH4Al(SO4)2濃度的變化，由于溶液濃度變?yōu)?.01mol·L-1，所以起始與最終的lgc數(shù)值為-2。又因?yàn)锳l3+濃度減少為0.01mol·L-1，而Al(OH)3的溶度積常數(shù)不變，所以剛開始產(chǎn)生沉淀時(shí)pH要增大。而Al(OH)3完全沉淀和開始溶解時(shí)的pH應(yīng)與原圖一樣保持不變，Al3＋沉淀過程和Al(OH)3溶解過程兩端圖像的斜率和原圖相同，應(yīng)注意新圖像與原圖像的異同點(diǎn)。答案：(1)2NH4AlO(OH)HCO3Al2O3+3H2O↑+2CO2↑+2NH3↑(2)①4.5②用量筒量取100mL水，攪拌溶解，用H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH至2(3)①H＋+OH－====H2O、NH4++OH-====NH3·H2O、Al3++3OH-====Al(OH)3↓②高溫====硫酸的工業(yè)合成1．主要原料硫黃(或黃鐵礦)、空氣和98.3%濃硫酸2.化學(xué)原理與硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程【名師點(diǎn)睛】SO2的催化氧化和合成氨工業(yè)的條件選擇(1)溫度：兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，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SO2的氧化和合成氨均采用400℃～500℃的溫度。(2)壓強(qiáng)：兩反應(yīng)均為氣體體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可使平衡正向移動(dòng)，但SO2的催化氧化在常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，再加壓會增大成本和能量消耗，故實(shí)際生產(chǎn)采用常壓操作；合成氨工業(yè)采用10MPa～30MPa的高壓。(3)濃度：SO2的催化氧化使用過量的空氣以提高SO2的轉(zhuǎn)化率；合成氨轉(zhuǎn)化率較低，采用循環(huán)操作。(4)催化劑：使用催化劑不影響化學(xué)平衡，但可加快化學(xué)反應(yīng)速率，故SO2的催化氧化采用V2O5為催化劑，合成氨采用以鐵為主的催化劑。合成氨1．主要原料燃料(煤、天然氣、石油)、空氣和水2.生產(chǎn)原理：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)3．原料氣的制取(1)N2來源于空氣。①液化空氣蒸發(fā)分離出O2得到N2；②將空氣中的O2與碳作用生成CO2，再除去CO2得到N2。(2)H2來源于水蒸氣與碳反應(yīng)的產(chǎn)物或與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)的產(chǎn)物。催化劑高溫、高壓①碳與H2O：C＋H2O(g)CO＋H2；CO＋H2O(g)CO2＋H2②甲烷與H2O：CH4＋H2O(g)CO＋3H2；CO＋H2O(g)CO2＋H2(3)原料氣的凈化。除H2S：NH3·H2O+H2S====NH4HS+H2O；除CO：CO+H2O(g)CO2+H2；除CO2：K2CO3+H2O+CO2====2KHCO3高溫====催化劑△====高溫====催化劑△====催化劑△====海水資源的利用1．氯堿工業(yè)原理(1)原料：精鹽水。(2)設(shè)備：離子交換膜電解槽。(3)反應(yīng)原理：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。電解====氨堿法聯(lián)合制堿法原料食鹽、氨氣、石灰石(經(jīng)煅燒后生成CO2和CaO)食鹽、氨氣、二氧化碳原理NaCl＋NH3＋CO2＋H2O====NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑生產(chǎn)過程①制備氨鹽水②通CO2析出NaHCO3晶體并煅燒NaHCO3得到Na2CO3③向?yàn)V液(含NaCl、NH4Cl)中通入CO2后，與石灰乳混合，回收氨氣①、②操作同左③向?yàn)V液(含NaCl、NH4Cl)中加NaCl粉末并通入氨氣析出NH4Cl，回收飽和食鹽水△====2．純堿的生產(chǎn)氨堿法聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)原料便宜、產(chǎn)品純度高、步驟簡單原料利用率高，同時(shí)得到氮肥NH4Cl缺點(diǎn)產(chǎn)生大量CaCl2，食鹽利用率低3.海水的淡化常用方法為蒸餾法、電滲析法等?！緺钤牡谩柯葔A工業(yè)生產(chǎn)中粗鹽的精制(1)目的：除去泥沙，使Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42-等離子的含量達(dá)到要求。(2)原因：Ca2＋、Mg2＋等在堿溶液中形成的沉淀及泥沙等會破壞離子交換膜，而SO42-會引入雜質(zhì)。(3)試劑：BaCl2、NaOH、Na2CO3、稀鹽酸。(4)操作：用BaCl2除去SO42-，用NaOH除去Mg2＋、Fe3＋，用Na2CO3除去Ba2＋及Ca2＋，所加沉淀劑需稍過量，過濾后用稀鹽酸除去過量的CO32-、OH-。處理后的鹽水中仍含有少量Ca2＋、Mg2＋等離子，在進(jìn)入電解槽前需通過離子交換樹脂進(jìn)一步除去Ca2＋、Mg2＋等離子，以防堿性條件下生成沉淀破壞離子交換膜。金屬的冶煉1．煉鐵(1)原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。(2)反應(yīng)原理：C+O2CO2，CO2+C2CO，3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2。(3)石灰石的作用：除去脈石。CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2CaSiO3

(4)設(shè)備：煉鐵高爐。點(diǎn)燃====高溫====高溫====高溫====高溫====2．煉鋼——氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐法用氧化劑在高溫下把生鐵中過多的碳和S、P等雜質(zhì)除去。3．鋁的冶煉(1)原料：鋁土礦(主要成分為Al2O3)。(2)提純Al2O3：(用化學(xué)方程式表示)。Al2O3＋2NaOH====2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O====Al(OH)3↓＋NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。(3)電解：加入冰晶石降低Al2O3的熔點(diǎn)。陰極反應(yīng)：4Al3＋＋12e-====4Al；陽極反應(yīng)：6O2-－12e-====3O2化學(xué)方程式：2Al2O34Al＋3O2↑△====電解====注意：冶煉鋁不能用電解熔融AlCl3的方法(因共價(jià)化合物在熔融時(shí)不導(dǎo)電)。通常采用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁?！緺钤牡谩拷饘僖睙挼囊话阋?guī)律金屬的冶煉方法和金屬活動(dòng)性有著很大的關(guān)系，金屬的活潑程度不同，對應(yīng)的冶煉方法也截然不同，根據(jù)不同金屬的活動(dòng)性，冶煉方法大致如下：(1)熱分解法：對于金屬活動(dòng)性順序表H后面的金屬可用熱分解法冶煉。如：2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑△====△====(2)熱還原法：對于金屬活動(dòng)性順序表Zn到H之間的大部分金屬可用碳、H2、CO、Al等為還原劑高溫下還原制備。如：3CO+Fe2O32Fe+3CO2Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3(鋁熱法煉鐵)(3)電解法：對于非?；顫姷慕饘?Al以前的金屬)一般用電解法冶煉。MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑高溫====高溫====電解====電解====無機(jī)非金屬材料陶瓷：以黏土為原料原料：石灰石、黏土水泥主要成分：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2原料：石英砂、石灰石、純堿玻璃主要反應(yīng)：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑傳統(tǒng)硅酸鹽材料高溫====高溫====耐高溫陶瓷：具有耐高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度小、密度小等特點(diǎn)生物陶瓷：機(jī)體無排異反應(yīng)、不會引起新陳代謝異常壓電陶瓷：具有敏感等特點(diǎn)，可將微弱的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號新型無機(jī)非金屬材料新型陶瓷光導(dǎo)纖維：傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)，能同時(shí)傳輸大量信息，性能好、耐腐蝕、鋪設(shè)方便等用于半導(dǎo)體工業(yè)制備：SiO2+2CSi+2CO↑Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl單晶硅1600～1800℃===============250～300℃============Cu粉或Ag粉1100～1200℃===============【名師點(diǎn)睛】有機(jī)高分子材料的分類(1)按照來源分類。①天然高分子化合物：如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠；②合成高分子化合物：塑料、合成橡膠、合成纖維。(2)按照結(jié)構(gòu)分類。線型高分子和體型高分子①線型高分子以共價(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，如聚乙烯。具有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小，不能導(dǎo)電。②體型高分子以共價(jià)鍵構(gòu)成高分子鏈，鏈與鏈之間以共價(jià)鍵大量交聯(lián)，如酚醛樹脂、硫化橡膠等。沒有彈性和可塑性，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。化石燃料的綜合利用1．石油的煉制石油是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物，石油加工的主要方法有石油的分餾、裂化、裂解、催化重整等。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，將其分離成沸點(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、潤滑油、燃料油、石蠟、瀝青等煉制方法原理變化主要原料主要產(chǎn)品裂化在一定條件下，使長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．煤的利用煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，主要含有碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素。煤可以直接作燃料使用，但利用率較低，而且還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。煤的綜合利用方法有煤的干餾、煤的氣化和煤的液化。3．天然氣的綜合利用天然氣的主要成分是CH4，是一種清潔燃料，更是一種重要的化工原料，主要用于合成氨、生產(chǎn)甲醇以及合成分子內(nèi)含有兩個(gè)或兩個(gè)以上碳原子的其他有機(jī)物?！久麕燑c(diǎn)睛】石油化工和煤化工中兩組概念的對比(1)裂化和裂解。裂化和裂解都是化學(xué)變化。裂化是在一定條件下(加熱或使用催化劑并加熱)，把相對分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴，其目的是為了提高輕質(zhì)燃料的產(chǎn)量。