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1、专题16 化学与技术【考向解读】 1.化学与资源开发利用：煤、石油、天然气、海水和废旧物资再生与综合利用。2.化学与材料的制造和应用：金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料特点和生产原理。3.化学与工农业生产：水处理；合成氨的原理、原料、重要设备、流程和意义；精细化工和产品；化学肥料、农药在农业生产中的作用。 【命题热点突破一】化学与资源开发利用 1获取洁净水的主要方法主要方法相关原理水的净化混凝法加入混凝剂(如明矾)沉淀水中悬浮杂质硬水软化加热法、药剂法、离子交换法降低水中钙、镁离子的含量污水处理中和法、沉淀法中和废水、将其中的重金属离子转化为沉淀海水淡化蒸馏法、电渗析法通过蒸馏
2、浓缩、离子交换膜的选择透过性淡化海水2.海水资源的综合利用海水制盐以蒸发法(盐田法)为主，即在太阳照射后，海水受热，水分逐渐蒸发，当各种盐分别达到其饱和浓度时，依次以固态形式析出，此时得到的盐为粗盐氯碱工业用电解饱和食盐水的方法得到NaOH、Cl2和H2。工业上电解饱和食盐水的设备为离子交换膜电解槽海水提溴常用的一种海水提溴技术叫吹出法，即用氯气氧化海水中的Br，使其变成Br2，然后用空气或水蒸气吹出海水提镁工业上从海水中提镁的一种方法是将海水抽入反应槽中，加入石灰乳(或用海洋中的牡蛎壳烧成石灰粉末)，使海水中的镁转变成Mg(OH)2沉淀；加盐酸转化成MgCl2溶液，蒸发结晶、过滤、烘干，然后
3、电解熔融MgCl2得到镁和氯气；氯气可用来制盐酸，再循环使用3.石油的三种加工炼制方法炼制方法变化主要原料主要产品分馏常压物理变化原油石油气、汽油、煤油、柴油等减压重油石蜡、沥青等炼制方法变化主要原料主要产品裂化化学变化重油、石蜡等汽油、煤油、柴油等轻质油裂解化学变化石油分馏产物主要是乙烯、丙烯、丁烯等4.煤的三种化学加工方法原理主要产品干馏将煤隔绝空气加强热使其分解焦炭、煤焦油、焦炉气气化把煤中的有机物转化为可燃性气体CO、H2、CH4液化直接液化高温、高压和有催化剂条件下，与溶剂混合，使煤与H2作用生成液体燃料优质汽油、柴油、芳香烃和副产物燃料气、液化石油气等间接液化先把煤气化成CO和H2
4、，再经催化合成烃类燃料、醇类燃料(如CH3OH)等合成汽油、甲醇等 例1、(2014高考全国卷，T36,15分)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题：(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是_(填序号)。用混凝法获取淡水提高部分产品的质量优化提取产品的品种改进钾、溴、镁等的提取工艺(2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是Br2Na2CO3H2O NaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2时，转移的电子为_mol
5、。(3)海水提镁的一段工艺流程如下图：浓海水的主要成分如下： 离子NaMg2ClSO浓度/(gL1)63.728.8144.646.4该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_，产品2的化学式为_，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为_g。(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：_。【答案】(1)(2)(3)Ca2SO=CaSO4Mg(OH)269.6(4)MgCl2(熔融)MgCl2Mg2H2OMg(OH)2H2【变式探究】 水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣
6、直接影响人体健康。请回答下列问题：(1)天然水中溶解的气体主要有_、_；(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_(写两种)，其净水作用的原理是_；(3)水的净化与软化的区别是_；(4)硬度为1 的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2)1.2103 molL1，c(Mg2)6104 molL1，则此水的硬度为_；(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO)8104 molL1，现要软化10 m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2_g，后加入Na2CO3_g。【答案】(1)O2CO2(或N2)(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁
7、(任写两种)铝盐(或铁盐)在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他胶粒带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子(4)10(5)7401 484【归纳总结】化工生产常涉及的问题绿色化学绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学。是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。理想的化工方式是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，实现“零排放”循环操作利用循环操作能有效地提高原料的利用率，降低生产成本，如合成氨中的循环操作，可提高氮气和氢气的转化率循环利
8、用可以充分利用原料、节约资源，同时也是减少排放、实现变废为宝的重要手段，如制碱工业中氯化钠溶液的循环利用可提高氯化钠的利用率化工生产中的逆流原理化工生产中的逆流原理：热交换器中的冷、热气体(或液体)，沸腾炉中的燃料与空气，制硫酸工业吸收塔中气体和吸收液浓硫酸等。逆流的作用是为了充分接触，此外，在化学实验中的冷凝管也采用了逆流原理【命题热点突破二】化学与材料的制造和应用1金属的冶炼(1)炼铁和炼钢炼铁炼钢主要原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、氧化剂(空气、纯氧)、脱氧剂反应原理CO2CO2 CO2C2COFe2O33CO2Fe3CO22CO22CO 2FeO22FeO FeOCFeCO(脱碳)
9、 FeSCaOCaSFeO(脱硫)(2)电解法炼铝主要原料：铝土矿反应原理a由铝土矿精制Al2O3Al2O32NaOH=2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO32Al(OH)3Al2O33H2Ob电解Al2O32Al2O3(熔融)4Al3O22有机高分子材料材料名称功能高分子材料复合材料概念既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料两种或两种以上材料组成的新型材料，由基体和增强体构成性能不同的功能高分子材料，具有不同的特征性质一般具有强度高、质量轻、耐腐蚀等优异性能实例离子交换树脂、高分子药物、液晶材料、高吸水性树脂等玻璃钢、陶瓷塑料、复合
10、地板、汽车轮胎等例2、(2014高考广东卷)石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：(注：SiCl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 )(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_。(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体中的碳氧化物主要为_，由气体中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_。(3)步骤为搅拌、_，所得溶液中的阴离子有_。(4)由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为_，100 kg初级石墨最多可获得的质量为_
11、 kg。(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注。【答案】(1)排出系统中的氧气，防止氧化初级石墨电极(2)COSiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(3)过滤AlO、Cl和OH(4)AlOCH3COOC2H52H2O=Al(OH)3CH3COOC2H5OH7.8(5)见解析【变式探究】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_。(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【答案】(1)缓慢冷却(2)纯碱Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，CaCO3SiO2CaSiO3CO2(3)增强体强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好(答对两点即可)(4)b【归纳总结】化工生产选择适宜条件的原则化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度，依据外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律确定生产条件，其原则如下：(1)对任一可逆反
