搜索
从近两年高考来看，“化学与技术”模块主要围绕考试说明中的三大问题展开：一是化学与资源的开发和利用；二是化学材料的制造和应用；三是化学在工农业生产中的应用。试题注重理论与实际相联系，所以元素化合物知识、化学基本理论知识以及化学实验基础知识仍是答好题的基础。第十五讲《化学与技术》化学与工农业生产技术【研习1】下列关于化工生产原理的几种叙述中，均符合目前工业生产实际情况的是()。A．石油是烃的混合物，石油工业中采用干馏的方法把石油分成不同沸点范围的产物B．在光照条件下氯气和氢气混合生成氯化氢，用水吸收氯化氢生成盐酸C．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，再在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸D．合成氨工业中，由于氨易液化，N2、H2循环使用，所以总体来说氨的产率很高名师答疑A中是用分馏的方法把石油分成不同沸点范围的产物；B中反应条件不是光照，是点燃，因为光照容易发生爆炸；C中应用98%的H2SO4吸收SO3。答案D化学与资源的开发利用【研习2】工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示。(1)电解饱和食盐水常用离子交换膜电解槽和隔膜电解槽。离子交换膜和隔膜均允许通过的分子或离子是________。电解槽中的阳极材料为________。(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？________。原因是___________________。(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是____________________________________________________________。名师答疑(1)了解离子交换膜和隔膜的作用；电解槽的阳极材料必须为不活泼材料。(2)若按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备，则需先加石灰水来沉淀Mg2＋，使Mg(OH)2中混有Ca(OH)2，使制得的产品不纯。(3)用四氯化碳萃取后还需将溴从CCl4中蒸馏出来，工艺复杂、设备投资大、经济效益低且污染环境。答案(1)阳离子(或Na＋)钛(或石墨)(2)否如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有Ca(OH)2沉淀，产品不纯(3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大、经济效益低、污染环境【研习3】金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O34Al＋3O2↑请回答下列问题：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是__________________________________。(2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层”或“下层”)。化学与材料(3)阴极和阳极均由________材料做成；电解时不断消耗的电极是________(填“阳极”或“阴极”)。(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成________(填代号)。a．冰晶石b．氧化铝c．铝锭d．硫酸铝名师答疑本题考查《化学与技术》中工业生产铝的流程，意在考查考生了解和掌握基本化工生产原理，提高分析问题与解决问题的能力。(1)由于Al2O3的熔点很高，加入冰晶石(Na3AlF6)可以降低Al2O3的熔化温度，起到助熔剂的作用。(2)电解生成的金属铝是在熔融液的下层。(3)阴极和阳极均由碳材料做成；由于阳极放出的氧气能与碳块发生反应而消耗，即电解时所消耗的电极是阳极。(4)废旧铝材回收后，重新熔融制成铝锭，以再利用。答案(1)降低Al2O3的熔化温度(2)下层(3)碳素(或石墨)阳极(4)c,易误点侯氏制碱法(联合制碱法)的反应原理NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑辨析点尿素的生产原理2NH3＋CO2=====加压、加热CO(NH2)2＋H2O硝酸铵的生产原理4NH3＋5O2=====Pt－Rh，高温4NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、NH3＋HNO3===NH4NO3。疑难点氯碱工业氯碱工业就是用电解饱和食盐水的方法得到NaOH、Cl2和H2，其总反应的化学方程式可表示为2NaCl＋2H2O=====电解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。辨析点化石燃料的综合利用煤、石油、天然气是当前提供能源的主要化石燃料。煤综合利用的方法主要有：干馏、气化和液化。石油综合利用的方法主要有：分馏、裂化和裂解。天然气的重整(一碳化工)：CH4＋H2O(g)=====高温CO＋3H2。疑难点工业炼铁1．主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。2．主要设备：高炉。3．反应原理：化合态铁较易被还原。在高温下，一氧化碳气体可将化合态的铁还原为单质铁。C＋O2=====点燃CO2(提供热能，制造CO2)CO2＋C=====高温2CO(制造还原剂)Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2(制造生铁)CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑(除去SiO2)易错点工业冶炼铝的反应原理1．溶解：将铝土矿溶于NaOH溶液，主要反应为：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O2．过滤：除去残渣(成分为氧化铁、铝硅酸钠等)。3．酸化：向滤液中通入过量的CO2，反应为：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO34．过滤、灼烧Al(OH)3：2Al(OH)3=====高温Al2O3＋3H2O5．电解熔融Al2O3：2Al2O3=====通电冰晶石4Al＋3O2↑学习心得：【例证1】(2010·浙江ⅠB，化学与技术)(1)火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：化学与工农业生产考向立意1.考查化工生产中的反应原理，原料，设备，生产流程，节能减排，“三废”处理等。2.考查化肥、农药的生产和科学施用等。请回答下列问题：①为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多________________________________________________________________________________________________________。②为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________(空气中氧气的体积分数按0.2计)，该尾气的处理方法是________。③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(多选)。A．耗氧量减少B．二氧化硫的转化率提高C．产生的废渣减少D．不需要使用催化剂(2)硫酸的用途非常广，可应用于下列哪些方面________(多选)。A．橡胶的硫化B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成C．铅蓄电池的生产D．过磷酸钙的制备(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式________________________。点拨(1)①反应设备中应安装热交换器，用来移去反应中放出的热量，使反应后的气体降温并预热未反应的气体。塔内装有瓷管，从塔的下部通入的三氧化硫与塔上淋洒下来的浓硫酸在瓷管表面接触而被吸收。②流量计1通入氧气的作用是与硫磺发生反应生成SO2，流量计2氧气的作用是与SO2反应生成SO3。设有1mol的硫磺，则在燃烧室中消耗氧气1mol，生成1molSO2，实际通入氧气为1.5mol，则空气为7.5mol；在接触室中需O20.5mol，则需通入接触室中的O2为1.25mol，空气为6.25mol，故流量计1与流量计2中的体积比为7.5∶6.25＝6∶5。SO2的转化率为95%，消耗0.475mol的O2，剩余0.05molSO2，则SO2的体积分数为：[0.05/(7.5＋6.25－1－0.475＋0.05)]×100%＝0.4%。用氨水吸收尾气中低浓度的SO2生成亚硫酸氢铵，最终用做化肥。③两种方法的不同在于第一步反应：4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2与S＋O2=====△SO2的不同，由化学方程式可看出，生成等量的SO2用硫铁矿的反应耗氧量增多，产生的废渣也多。(2)B项中有磺酸基的引入，与硫酸有关；C项中硫酸做蓄电池的电解质溶液，D项中过磷酸钙可由硫酸溶解磷矿石直接制得。(3)SO2可用石灰石除去，反应为2CaCO3＋2SO2＋O2=====△2CaSO4＋2CO2(或2SO2＋2CaO＋O2=====△2CaSO4)。答案(1)①热交换器增加SO3与浓硫酸的接触面积，有利于SO3的吸收②6∶50.4%用氨水吸收③A、C(2)B、C、D(3)CaCO3=====高温CaO＋CO2↑、2SO2＋2CaO＋O2=====△2CaSO4(或2SO2＋2CaCO3＋O2=====△2CaSO4＋2CO2)接触法制硫酸的注意事项：1．依据反应物之间的接触面积越大，反应速率越快的原理，送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒，增大矿石跟空气的接触面积，使之充分燃烧。2．采用适当过量的空气使黄铁矿充分燃烧，依据的原理是增大廉价易得的反应物的浓度，使较贵重的原料得以充分利用。3．通入接触室的混合气体必须预先净化，其原因是：炉气中含有SO2、O2、N2、H2O以及一些其他杂质。砷、硒等的化合物和矿尘等会使催化剂中毒；水蒸气对生产和设备有不良影响。因此，炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。4．在接触室里装有热交换器，它的作用是在SO2接触氧化时，用放出的热来加热未起反应的SO2和空气，这样可以充分利用热能，节约燃料。5．吸收SO3不用水或稀H2SO4溶液，而用98.3%的浓硫酸，是因为用水或稀H2SO4溶液作吸收剂容易形成酸雾，吸收速度慢。6．硫酸厂的尾气必须进行处理，因为烟道气里含有大量的SO2，如果不加以利用而排入空气会严重污染大气环境，浪费原料。【示范1】根据氨碱法的原理，首先配制氨化饱和食盐水，即向饱和食盐水中通入氨气至饱和；再将二氧化碳通入氨化饱和食盐水中，控制一定的温度，直至有碳酸氢钠析出。请回答下列问题：(1)用化学方程式分别表示氨和二氧化碳在水中产生NH＋4、HCO－3的原理：________________________________________________________。(2)向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳的先后顺序是先通氨气后通二氧化碳。是否可以先通二氧化碳后通氨气？为什么？_____________________________________________________________。(3)写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式_________________________________________________________________________________。解析在通常状况下，氨在水中的溶解度近700体积，二氧化碳在水中的溶解度仅约1体积。答案(1)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－或NH3＋H2ONH＋4＋OH－；CO2＋H2OH2CO3HCO－3＋H＋或CO2＋H2OHCO－3＋H＋(2)否。在常温下，氨在饱和食盐水中的溶解度很大，二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。若先通二氧化碳后加氨水，溶液里只能产生很小浓度的HCO－3，不利于生成NaHCO3沉淀(3)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl【例证2】(辽宁、宁夏高考理综)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