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1、高考总复习化学与技术 考点扫描1化学在水处理中的应用；2我国无机化工的生产资源和产品的主要种类（氯碱工业、合成氨工业、接触法制硫酸等），精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用；3海水的综合利用；知识点拨一、水的净化和污水处理。1、水的净化过程:取水，在水中加入混凝剂，然后进入反应沉淀池沉淀。在沉淀池中进行沉淀后，再转入过滤池，把一些不溶性杂质除掉。把除掉不溶性杂质的相对干净的水送入活性炭吸附池，因为水中除含有不溶性杂质外，还含有一些可溶性杂质，而活性炭可以吸附一些可溶性杂质，如颜色、异味等等。从活性炭吸附池中出来的水已经是相当澄清了，就是所谓的清水了，这时就可进入清水池。最后再进入
2、配水泵，在进入配水泵之前要对水进行投药消毒,如：碱式氯化铝、硫酸铝、硫酸铁等。2、消毒剂：氯气：氯气能溶于水，常温下在水中与水反应生成强氧化剂次氯酸。次氯酸易于穿透细胞壁，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA、DNA 等物质释出，并影响多种酶系统，从而使细菌死亡。同样，把漂白粉加入水中也能生成次氯酸。弊端主要表现在：氯气与水中的某些有机物作用可产生有致癌作用的有机氯衍生物。臭氧：有很强的氧化能力，可使水消毒，去除水中的酚、氰、硫化物，起脱色去臭作用。臭氧可以氧化水中绝大多数有机物。水中不饱和化合物在臭氧作用下形成臭氧化物。臭氧化物水解时，不饱和键断裂，形成较小的有机分子，其主要生成物为甲醛、丙酮酸、
3、乙酸等。随着氧化过程的进行，pH 逐渐降低最后达到中性。二氧化氯:安全高效的饮用水杀菌剂,是因为它的氧化性极强，是氯气的 2.6 倍。在水中的溶解度约是氯气的 5 倍。二氧化氯不像氯气那样能迅速分解，在水中不以二聚或多聚状态存在，这有利于它在水中迅速扩散。二氧化氯不产生有潜在危害的有机卤代物。二氧化氯广泛应用于自来水、医院、食品、饲养、蔬菜等的杀菌、保鲜和漂白中。在工业上也可用它杀灭异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌，并可抑制水垢的产生。它对水中的污染物，如氰化物、硫化物、酚类、胺类等有分解作用，还可以除去有机胺类、有机硫化物所引起的水质异味。3、混凝剂：原理：混凝剂投入水中后，水解形成带正电荷的胶
4、粒，能和水中带负电荷的胶粒相互吸引，使彼此的电荷的中和而凝聚。凝聚的颗粒称绒体或矾花，具有强大的吸附能力，能吸附悬浮物质以及部分细菌和溶解性物质。绒体通过吸附作用，体积逐渐增大而易于下沉。常用混凝剂：无机盐类混凝剂有硫酸铝、明矾和三氯化铁（FeCl 3 6H2O）等，后两者的作用原理与硫酸铝基本相同。高分子混凝剂中常用的有：聚合氯化铝，其化学式有多种。我国目前使用的有聚合氯化铝Al 2(OH)nCl6-n m，（式中 n=15，m10），和碱式氯化铝Al n(OH)mCl3n-m两种。4、污水处理：基本方法 基本原理 单元技术物理法 物理或机械的分离过程 过滤，沉淀，离心分离，上浮等化学法加入
5、化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程中和，氧化，还原，分解，混凝，化学沉淀等物理化学法 物理化学的分离过程 吸附，萃取，离子交换，电解电渗析，反渗透等生物法微生物在污水中对有机物进行氧化，分解的新陈代谢过程活性污泥，生物滤池，生物转盘，氧化塘，厌气消化等二、硬水及其软化1、概念：硬水溶有较多钙镁离子的水软水溶有少量钙镁离子的水或不含钙镁离子的水2、水的硬度：1L 水中含有 10mg CaO 称为 1，8以下为软水，8以上为硬水。暂时硬度：由 HCO3-与钙镁离子组成的盐引起的硬度永久硬度：由 Cl -、SO 42-与钙镁离子组成的盐引起的硬度3、硬水的危害：锅垢的产生：Ca(HCO
6、3)2=CaCO3+CO 2+H 2O，Mg(HCO 3)2=MgCO3+CO 2+H 2OMgCO 3+H2O=Mg(OH)2+CO 2，导致锅炉受热不匀，发生爆炸。4、硬水的软化：加热法（只适用于暂时硬水）Ca(HCO 3)2=CaCO3+CO 2+H 2O Mg(HCO 3)2=MgCO3+CO 2+H 2O药剂软化法石灰纯碱法：把镁离子引起的硬度转化为钙离子引起的硬度Ca(HCO 3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H 2OMg(HCO 3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2+2CaCO 3+2H 2O离子交换法：A：磺化煤法：2NaR+Ca 2+=CaR2+2Na+ 2NaR+
7、Mg 2+=MgR2+2Na+B：阴阳离子交换树脂三、海水淡化的方法海水淡化目前可通过两类技术途径来达到。一是用蒸发和凝固来使水和盐分分离，二是用电和化学手段的影响以及选择性渗透膜等使水中离子从中除去。1、蒸馏法：和制备纯水的蒸馏一样，海水经蒸馏后即可为人类所饮用。这种方法目前仍是海水淡化的主要方法。2、冷冻法：将海水喷入 1 个真空室时，部分海水的蒸发使其余海水冷却（蒸发需要吸收热量），并形成了冰晶。任何固体从溶液中析出时，倾向于排除别的杂质进入到该固体晶格中将这种方法得到的冰晶用适量淡水淋洗一下后再融化即为淡水了。若一次过程尚不足以达到淡化目的，可反复进行几次。3、电渗析：在一个含有离子的
8、溶液中插入两个电极并通上电流，溶液中的阳离子就会朝负极迁移，阴离子就会朝正极迁移，这就是电解过程。如果如图所示，在电解池内再放入两片半透膜把电解池一分为三。靠近负极的半透膜只能使阳离子通过而拒绝使阴离子通过，而靠近正极的半透膜只能使阴离子通过而拒绝阳离子通过。当在电极间通入电流之后，离子就会向两边迁移，时间足够长之后中间部分的离子就会全部迁移到两边。若把海水放入电解池，经过电渗析之后，中间部分放出的水即为淡水。4、反渗透法：若把溶有盐类杂质的海水视为一种稀溶液，那末就存在着一种渗透压。如用某种动物膜或人工制成的多孔薄膜把纯水和海水隔开，则由于渗透压的关系纯水中的水分子可自由通过隔膜渗入海水中。
9、这是因为海水上方的水蒸气压力比纯水上方的水蒸气压力要小，这是由稀溶液的特性所决定的。如果我们在海水上方人为地增压，那末就可阻止这种单向渗透，压力足够大还可使渗透逆向进行。这种过程我们称之为反渗透。利用反渗透技术，我们就可以把海水中的水压出来变为淡水。所用的渗透膜多为醋酸纤维素，目前还在深入研究以寻求更理想的渗透膜。试验已证明，这种渗透法对于除去水中的多氯联苯、酚类化合物、铬、铅和银的化合物极为有效，因此，对解决水污染也不失为一个好方法。四、氨的合成1、原料气的制备、净化和压缩： 一是将空气液化，蒸发，使它分离为 N2和 O2N 2： 二是将空气中的 O2跟碳作用：C + O 2 = CO2，再
10、除去 CO2 H 2：将水蒸气通过赤热的煤层（或焦炭层）：C + H 2O(气) CO + H 2在催化剂存在下：CO + H 2O(气) CO2 + H2 在制取原料气的过程中，常混有不同数量的其他杂质，而合成氨所需要的是纯净的 N2和 H2，所以必须将这些杂质除去，否则会使合成氨所用催化剂“中毒”，清除杂质的过程叫做原料气的净化。由于氨的合成是在高压下进行的，所以在氨的合成之前，还需要将 N2、H 2混合气体用压缩机压缩至高压。2、氨的合成：N 2+3H2 2NH3+热 在合成塔中进行3、氨的分离：从合成塔里出来的混合气体通常含 15%左右的氨。为了使氨从没有起反应的 N2和 H2里分离出
11、来，要把混合气体通过冷凝器，使氨液化，然后在气体分离器里把液态氨分离出来，导入液氨贮罐。由气体分离器出来的气体，经过循环压缩机，再送到合成塔里去，以便充分利用原料。五、氯碱工业1、原理：在 NaCl 溶液中，NaCl电离出 Na+和 Cl-，H 2O 电离出 H+和 OH-通电后，在电场的作用下，Na +和 H+向阴极移动，Cl -和 OH-向阳极移动在阳极，由于 Cl-比 OH-容易失去电子，所以 Cl-失去电子被氧化生成 Cl2在阴极，Na +不得电子而 H+得到电子被还原生成 H2H +得电子后，使水电离向右移动，因此，阴极产物包括H2和 OH-阳极：2Cl 2e Cl 2阴极：2H +
12、2e H 2总反应：2Cl 2H 2O Cl2H 22OH 或 2NaCl2H 2O Cl2H 22NaOH 工业上电解饱和食盐水是用涂有钛、钌等氧化物的钛网作阳极，用碳钢网作阴极2、氯碱工业必须解决两个主要问题：第一个问题是：避免生成物氯气与氢气混合和 Cl2接触 NaOH 溶液因为氯气与氢气混合遇火或遇强光会爆炸，氯气接触 NaOH 溶液会反应生成 NaCl 和 NaClO，使产品不纯第二个问题是：饱和食盐水必须精制因为粗盐水电解会损坏离子交换膜离子交换膜属于功能高分子材料离子交换膜分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子穿过，不许阴离子和气体分子穿过；阴离子交换膜只允许阴
13、离子穿过，不许阳离子和气体分子穿过在电解饱和食盐水制烧碱的工业上，使用阳离子交换膜阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室，使阴极产物氢气和 NaOH 溶液与阳极产物氯气分开，避免混合和接触六、硫酸工业1、接触法制硫酸的原理，过程及其设备：2、接触法制硫酸的条件选择：催化剂在通常状况下 SO2与 O2反应的速率很低，这对生产极不利。已知有几种物质可以作为加快 SO2与 O2反应的催化剂，其中较为理想的是五氧化二矾(V 2O5)，目前工业上都以 V2O5作为 SO2氧化的催化剂。温度二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应。根据化学反应速率和化学平衡理论判断，温度对二氧化硫接触氧化的影响是：温度较低有
14、利于提高二氧化硫的平衡转化率，但不利于提高反应速率；温度较低时催化剂的活性不高，不利于发挥催化剂在提高反应速率中的作用。由上述分析可知，对于二氧化硫的接触氧化 ，需要确定一个既有理想的化学反应速率又有理想的二氧化硫平衡转化率的温度数值。在实际生产中，选定 400500作为操作温度，因为这个温度范围内，反应速率和二氧化硫的平衡转化率(93.%99.2%)都比较理想。压强二氧化硫的接触氧化也是一个气体总体积缩小的可逆反应。根据化学反应速率和化学平衡理论判断，压强对二氧化硫接触氧化的影响是：增大气体压强，既能提高二氧化硫的平衡转化率，又能提高化学反应速率。但是，增大气体压强以后，二氧化硫的平衡转化率
15、提高得并不多。3、环境保护与原料的综合利用：化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”经处理后，不仅消除了污染，而且也使 SO2 和黄铁矿矿渣得到合理利用。尾气吸收（氨水吸收）SO 22NH 3H 2O(NH 4)2SO3(NH 4)2SO3H 2SO4(NH 4)2SO4SO 2H 2O污水处理（石灰乳中和）Ca(OH) 2H 2SO4CaSO 42H 2O废渣的作用黄铁矿的矿渣的主要成分是 Fe2O3和 SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁品位高的矿渣可以炼铁。七、镁和铝的冶炼1、镁的冶炼：氯化镁可从光卤石（K
16、ClMgCl 26H2O）、海水中制取，是制取镁的重要原料。海水提取食盐后，在剩下的苦卤里（主要成分是 MgCl2）加入熟石灰或石灰乳，沉淀出 Mg(OH)2，再用盐酸溶解沉淀并浓缩过滤后，得到 MgCl2晶体，通过电解熔融的 MgCl2制得镁。MgCl 2+Ca(OH)2Mg(OH) 2+CaCl 2Mg(OH) 2+2HClMgCl 2+2H2OMgCl 2（熔融） Mg+Cl22、铝的冶炼：工业上冶炼铝的原料是氧化铝、冰晶石（降低氧化铝的熔点）。氧化铝常从铝土矿中提取，铝土矿的主要成分：Al 2O3nH2O、Fe 2O3、SiO 2等，提纯方法是：将纯净的氧化铝与冰晶石熔融电解，得到金属铝：2Al 2O3 4Al+3O2。3、金属冶炼方法的选择：（1）电解法：活泼金属（K
