2012届高考化学二轮创新课件：化学与技术.ppt

1、2012届高考化学二轮创新课件：化学与技术从近两年高考来看，“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。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

2、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

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

4、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：2Al2O34Al3O2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

5、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NH3CO2H2O=NH4HCO3 NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3H2OCO

6、2辨析点尿素的生产原理2NH3CO2=加压、加热CO(NH2)2H2O硝酸铵的生产原理4NH3 5O2=PtRh，高温4NO 6H2O、2NO O2=2NO2、3NO2 H2O=2HNO3NO、NH3HNO3=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 2NaCl2H2O=电解2NaOHH2Cl2。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

7、碳化工)：CH4H2O(g)=高温CO3H2。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。CO2=点燃CO2(提供热能，制造 CO2)CO2C=高温2CO(制造还原剂)Fe2O33CO=高温2Fe3CO2(制造生铁)CaCO3SiO2=高温CaSiO3CO2(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：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O2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 C

8、O2，反 应 为：NaAlO2 CO2 2H2O=Al(OH)3NaHCO34过滤、灼烧 Al(OH)3：2Al(OH)3=高温Al2O33H2O5电解熔融 Al2O3：2Al2O3=通电冰晶石4Al3O2学习心得：【例证 1】(2010浙江B，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：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_。为使硫磺充分燃

9、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_。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

10、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)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。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 1 mol 的硫磺，则在燃烧室中消耗氧气 1 mol，生成 1 mol SO2，实际通入氧气为 1.5 mol，则空气为 7.5 m

11、ol；在接触室中需 O2 0.5 mol，则需通入接触室中的 O2 为 1.25 mol，空气为 6.25 mol，故流量计 1 与流量计 2 中的体积比为7.56.2565。SO2的转化率为95%，消耗0.475 mol的 O2，剩余0.05 mol SO2，则 SO2 的体积分数为：0.05/(7.56.2510.4750.05)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。两种方法的不同在于第一步反应：4FeS211O2=高温2Fe2O38SO2 与 SO2=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

12、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 2CaCO32SO2O2=2CaSO42CO2(或 2SO22CaOO2=2CaSO4)。答案(1)热交换器 增加 SO3 与浓硫酸的接触面积，有利于 SO3 的吸收 65 0.4%用氨水吸收 A、C(2)B、C、D(3)CaCO3=高温CaOCO2、2SO22CaOO2=2CaSO4(或 2SO22CaCO3O2=2CaSO42CO2)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

13、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

14、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 NH4、HCO3 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

15、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)NH3H2ONH3H2ONH4 OH或 NH3H2ONH4 OH；CO2H2OH2CO3HCO3 H或 CO2H2OHCO3 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 HCO3，不利于生成 NaHCO3 沉淀(3)NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl【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定的比率 k(质量比)生成的产品。理论上 k_(要求计算表达式

16、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Na2CO3、HCl(盐酸)、BaCl2，这 3 种试剂添加的合理顺序是_(填序号)。化学与资源的综合开发利用考向立意1.考查海水资源的综合开发和利用，重点是氯碱工业。2.考查化石燃料的综合开发和利用，重点是煤的综合利用。(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。图中 X、Y 分别是_、_(

17、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：_；分 别 写 出 燃 料 电 池 B 中 正 极、负 极 上 发 生 的 电 极 反 应：正 极_；负极_；这 样设 计的 主 要节(电)能 之处 在于(写出 2 处)：_、_。点拨(1)电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl2H2O=通电2NaOHH2Cl2，由化学方程式可知，kM(Cl2)/2M(NaOH)71/8011.13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

18、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先进入燃料电池正极再出来，依据 O24e2H2O=4OH可知 NaOH 的浓度增大。答案(1)M(Cl2)/2M(NaOH)71/8011.13 或 0.89(2)(3)Cl2 H2 a%小于 b%12O2H2O2e=2OH H22e2OH=2H2O 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(其他合理答案也可)海水资源的利用氯碱工业。(1)精制食盐水：加 NaOH、BaCl2、Na2CO3 溶液除去食盐

19、水中的 Mg2、Fe3、Ca2、SO24，用盐酸调节 pH 后再经离子交换法进一步除去 Ca2、Mg2。(2)核心技术电解阴极：2H2e=H2阳极：2Cl2e=Cl2总反应式：2NaCl2H2O=通电2NaOHH2Cl2(3)核心设备电解槽首要问题：防止产物间反应H2Cl2=2HClCl22NaOH=NaClNaClOH2O电极选择：石墨阳极、金属钛阳极，碳钢网阴极种类：隔膜电解槽、离子交换膜电解槽【示范 2】(2011山东理综)水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多_离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为_(写出一个即可)。(2)将 RH 型阳离子交换树脂和 RO

20、H 型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过_(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂，原因是_。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为_。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是_。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的_。解析(1)含有较多 Ca2、Mg2的水称为硬水；加热硬水时可发生反应：Ca22HCO3=CaCO3CO2H2O。(2)软化硬水时，应先使硬水通过 RH 型离子交换树脂；若让水先通过 ROH型交换树脂会产生 Mg(OH)2 等沉淀而影响树脂交换效果。(3)通过压力使水分子通过半透膜而获得纯净水的方法

21、称为反渗透法，电渗析法的推动力是电压。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率(或电阻率)。答案(1)Ca2、Mg2 Ca22HCO3=CaCO3CO2H2O(或 Mg22HCO3=MgCO3CO2H2O)(2)RH 先通过阴离子交换树脂可能产生 Mg(OH)2 等沉淀而影响树脂交换效果(3)反渗透法 电势差(或电场力)(4)电导率(或电阻率)【例证 3】(2010山东，31)玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中_加入甲醛，且反应釜应装有_装置。(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由

22、石英砂、_和石灰石(或长石)高温熔融而成，主要反应的化学方程式为_。化学与材料的发展与应用考向立意1.考查无机材料中的新型材料的开发和应用。2.考查有机材料中的合成原理和优异性能。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是_。玻璃钢具有_等优异性能(写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是_。a深埋b粉碎后用作树脂填料c用作燃料d用有机溶剂将其溶解，回收树脂点拨 本题考查复合材料的相关知识。(1)把甲醛缓慢加入反应釜中，并在反应釜中装上冷却装置可减慢反应速率，防止放热过快造成温度过高。(2)制普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英砂。(3)玻璃钢属于复合材料，玻璃纤维是增强体，酚醛树脂是

23、基体。(4)热固性塑料很难降解，不能深埋，a不正确。因为其难溶于有机溶剂，故 d 不正确。用作燃料会产生大量有害气体，c 不正确。答案(1)缓慢 冷却(2)纯碱 SiO2Na2CO3=高温Na2SiO3CO2、SiO2CaCO3=高温CaSiO3CO2(3)增强作用(或：骨架作用)密度小、强度高、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好等(4)b合成材料：1新型有机高分子材料具有传统有机高分子材料所没有的特性的有机高分子材料，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，隐身材料，液晶高分子材料。2功能高分子材料指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。其种类有：(1)高分子分离膜：这是用具有特殊

24、分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选择性地通过，而把另外一些物质分离掉。(2)医用高分子材料：具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以满足人造器官对材料的苛刻要求。3复合材料两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂。(1)主要性能：复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异功能。在综合性能上超过了单一材料。(2)应用领域：主要应用于航天航空工业。【示范 3】(2011浙江)铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：(1)工业上采用电解氧化铝-冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶

25、炼得到金属铝：2Al2O3=通电冰晶石4Al3O2，加入冰晶石的作用：_。(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量 Fe 和 Si 等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为_；下列可作阴极材料的是_。A铝材 B石墨 C铅板 D纯铝(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液，铝阳极发生的电极反应式为_。(4)在 铝 阳 极 氧 化 过 程 中，需 要 不 断 地 调 整 电 压，理 由 是_。(5)下列说法正确的是()。A阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术B铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能C铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨性下

26、降D铝的阳极氧化膜富有多孔性，具有很强的吸附性能，能吸附染料而呈各种颜色解析(1)由于 Al2O3 熔点很高，加入冰晶石可以降低 Al2O3 的熔化温度，故冰晶石作助熔剂。(2)在电解池中阳极发生氧化反应，金属失去电子，电极反应式为 Al3e=Al3，电解精炼铝应以纯铝作阴极材料。(3)根据阳极发生氧化反应可以得到电极反应式为：2Al3H2O6e=Al2O36H。(4)铝阳极生成氧化物薄膜后会使电阻增大，为了保持稳定的电流，需要随电阻增大而不断增大电压。(5)阳极氧化应用的是电解原理，A 项错误；由于氧化物的生成可以增强铝表面的绝缘性，B 项正确；铝的阳极氧化可以提高铝及铝合金的耐腐蚀性，但耐磨性不下降，C 项错误；氧化铝具有不同的晶型，其中的 Al2O3 具有多孔性、强吸附性和催化活性，可做吸附剂和催化剂，D 项正确。答案(1)主要是降低熔化温度(2)Al3e=Al3 D(3)2Al3H2O6e=Al2O36H(4)铝阳极表面不断生成氧化物，电阻增大，为了保持稳定的电流，需要不断增大电压(5)BD