化學選修2-2知識點

化學選修2《化學與技術(shù)》第一單元走進化學工業(yè)知識歸納：1制硫酸反應原理造氣：S+O2==SO2催化氧化：2SO2+O22SO3吸收：SO3+H2O==H2SO498.3%的硫酸吸收。原料選擇黃鐵礦：FeS2硫磺：S反應條件2SO2+O22SO3放熱可逆反應（低溫、高壓會提升轉(zhuǎn)化率）轉(zhuǎn)化率、控制條件的成本、實際可能性。400℃～500℃，常壓。釩觸媒：V2O5三廢處理廢氣：SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O廢水：酸性，用堿中和廢渣：黃鐵礦廢渣――煉鐵、有色金屬；制水泥、制磚。局部循環(huán)：充分利用原料能量利用熱交換：用反應放出的熱預熱反應物。2制氨氣反應原理N2+3H22NH3放熱、可逆反應（低溫、高壓會提升轉(zhuǎn)化率）反應條件：鐵觸媒400～500℃，10MPa～30MPa生產(chǎn)過程1、造氣：N2:空氣（兩種方法，(1)液化后蒸發(fā)分離出氮氣和液氧，沸點N2－196℃，H2－183℃；(2)將氧氣燃燒為CO2再除去）。H2:水合碳氫化合物（生成H2和CO或CO2）2、凈化：避免催化劑中毒。除H2S：NH3H2O+H2S==NH4HS+H2O除CO：CO+H2O==CO2+H2K2CO3+CO2+H2O==2KHCO33、氨的合成與分離：混合氣在合成塔內(nèi)合成氨。出來的混合氣體中15％為氨氣，再進入冷凝器液化氨氣，剩余原料氣體再送入合成塔。工業(yè)發(fā)展1、原料及原料氣的凈化。2、催化劑的改進（磁鐵礦）3、環(huán)境保護三廢處理廢氣：H2S－直接氧化法（選擇性催化氧化）、循環(huán)。CO2－生產(chǎn)尿素、碳銨。廢液：含氰化物污水－生化、加壓水解、氧化分解、化學沉淀、反吹回爐等。含氨污水－蒸餾法回收氨，濃度較低可用離子交換法。廢渣：造氣階段產(chǎn)生氫氣原料的廢渣。煤渣（用煤），炭黑（重油）。3制純堿氨堿法（索爾維）1、CO2通入含NH3的飽和NaCl溶液中NH3+CO2+H2O==NH4HCO3NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl2、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑缺點：CO2來自CaCO3，CaO－Ca(OH)2－2NH3+CaCl2+2H2OCaCl2的處理成為問題。和NaCl中的Cl－沒有充分利用，只有70％。CaCO3的利用不夠充分。聯(lián)合法（侯德榜）與氨氣生產(chǎn)聯(lián)合起來：NH3、CO2都來自于合成氨工藝；這樣NH4Cl就成為另一產(chǎn)品化肥。綜合利用原料、降低成本、減少環(huán)境污染，NaCl利用率達96％。資料：一、硫酸的用途硫酸是基本化學工業(yè)中重要產(chǎn)品之一。硫酸作用如下：

1、為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務

(1)肥料的生產(chǎn)。硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）：2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4；和過磷酸鈣（俗稱過磷酸石灰或普鈣）：Ca3(PO4)2+2H2SO4＝Ca(H2PO4)2+2CaSO4；

(2)農(nóng)藥的生產(chǎn)。如硫酸銅、硫酸鋅可作植物的殺菌劑，硫酸鉈可作殺鼠劑，硫酸亞鐵、硫酸銅可作除莠劑。最普通的殺蟲劑，如1059乳劑(45%)和1605乳劑(45%)的生產(chǎn)都需用硫酸。為大家所熟悉的滴滴涕，每生產(chǎn)1t需要20%發(fā)煙硫酸1.2t。二、氨氣1、氮肥工業(yè)原料與酸反應生成銨鹽2、硝酸工業(yè)原料能被催化氧化成為NO3、用作制冷劑易液化，汽化時吸收大量的熱三、純堿燒堿（學名氫氧化鈉）是可溶性的強堿。純堿（學名碳酸鈉）實際上是個鹽，由于它在水中發(fā)生水解作用而使溶液呈堿性，再由于它和燒堿有某些相似的性質(zhì)，所以它與燒堿并列，在工業(yè)上叫做“兩堿”。燒堿和純堿都易溶于水，呈強堿性，都能提供Na＋離子。這些性質(zhì)使它們被廣泛地用于制肥皂、紡織、印染、漂白、造紙、精制石油、冶金及其他化學工業(yè)等各部門中。

1、普通肥皂。高級脂肪酸的鈉鹽，一般用油脂在略為過量的燒堿作用下進行皂化而制得的。

如果直接用脂肪酸作原料，也可以用純堿來代替燒堿制肥皂。

2、印染、紡織工業(yè)。

要用大量堿液去除棉紗、羊毛等上面的油脂。生產(chǎn)人造纖維也需要燒堿或純堿。例如，制粘膠纖維首先要用18～20％燒堿溶液（或純堿溶液）去浸漬纖維素，使它成為堿纖維素，然后將堿纖維素干燥、粉碎，再加二硫化碳。最后用稀堿液把磺酸鹽溶解，便得到粘膠液。再經(jīng)過濾、抽真空（去氣泡），就可用以抽絲了。

3、精制石油。

為了除去石油餾分中的膠質(zhì)，一般在石油餾分中加濃硫酸以使膠質(zhì)成為酸渣而析出。經(jīng)過酸洗后，石油里還含有酚、環(huán)烷酸等酸性雜質(zhì)以及多余的硫酸，必須用燒堿溶液洗滌，再經(jīng)水洗，才能得到精制的石油產(chǎn)品。

4、造紙工業(yè)。

首先要用化學方法處理，將含有纖維素的原料（如木材）與化學藥劑蒸煮制成紙漿。所謂堿法制漿就是用燒堿或純堿溶液作為蒸煮液來除去原料中的木質(zhì)素、碳水化合物和樹脂等，并中和其中的有機酸，這樣就把纖維素分離出來。

5、冶金工業(yè)。

往往要把礦石中的有效成分轉(zhuǎn)變成可溶性的鈉鹽，以便除去其中不溶性的雜質(zhì)，因此，常需要加入純堿（它又是助熔劑），有時也用燒堿。例如，在鋁的冶煉過程中，所用的冰晶石的制備和鋁土礦的處理，都要用到純堿和燒堿。又如冶煉鎢時，也是首先將精礦和純堿焙燒成可溶的鎢酸鈉后，再經(jīng)酸析、脫水、還原等過程而制得粉末狀鎢的。

6、化學工業(yè)。

制金屬鈉、電解水都要用燒堿。許多無機鹽的生產(chǎn)，特別是制備一些鈉鹽（如硼砂、硅酸鈉、磷酸鈉、重鉻酸鈉、亞硫酸鈉等等）都要用到燒堿或純堿。合成染料、藥物以及有機中間體等也要用到燒堿或純堿。

此外，純堿還用于食品工業(yè)和日常生活中。第二單元化學與資源開發(fā)利用教學重點（難點）：天然水凈化和污水處理的化學原理，化學再水處理中的應用和意義。硬水的軟化。中和法和沉淀法在污水處理中的應用。海水曬鹽。海水提鎂和海水提溴的原理和簡單過程。氯堿工業(yè)的基本反應原理。從海水中獲取有用物質(zhì)的不同方法和流程。石油、煤和天然氣綜合利用的新進展。知識歸納：方法原理天然水的凈化混凝法混凝劑：明礬、綠礬、硫酸鋁、聚合鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等Al3++3H2O3H++Al(OH)3絮狀膠體（吸附懸浮物）；帶正電（使膠體雜質(zhì)聚沉）。生活用水凈化過程：混凝沉淀－過濾－殺菌化學軟化法硬水：含有較多的Ca2+,Mg2+的水，較少或不含的為軟水。不利于洗滌，易形成鍋垢，降低導熱性，局部過熱、爆炸。暫時硬度：Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的硬度。1、加熱法永久硬度：鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的硬度。2、藥劑法：純堿、生石灰、磷酸鹽3、離子交換法：離子交換樹脂，不溶于水但能與同電性離子交換2NaR+Ca2+==CaR2+2Na＋再生：CaR2+2Na＋==2NaR+Ca2+污水處理物理法一級處理：格柵間、沉淀池等出去不溶解的污染物。預處理。（微）生物法二級處理：除去水中的可降解有機物和部分膠體污染物?；瘜W法三級處理：中和法－酸性廢水（熟石灰），堿性廢水（硫酸、CO2）沉淀法－含重金屬離子的工業(yè)廢水（沉淀劑，如S2-）氧化還原法。（實驗：電浮選凝聚法）方法原理鹽的利用海水制鹽蒸發(fā)法（鹽田法）太陽照射，海水中的水分蒸發(fā)，鹽析出。鹽田條件：地點（海灘、遠離江河入?？冢?、氣候。鹽田劃分：貯水池、蒸發(fā)池、結(jié)晶池?？帑u：分離出食鹽的母液。食鹽利用電解（氯堿工業(yè)）2NaCl＋2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑陽極：2Cl－-2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑海水提溴吹出法1、氯化：Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br22、吹出：空氣（或水蒸氣）吹出Br23、吸收：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4

再用氯氣氧化氫溴酸。海水提鎂具體過程海水―――Mg(OH)2―――MgCl2―――Mg堿（貝殼）/過濾鹽酸干燥/電解海水提取重水蒸餾法、電解法、化學交換法、吸附法了解化學交換法化工目的石油分餾（常壓、減壓）（物理）把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物，得到汽油（C5~11）、煤油（C11~16）、柴油（C15~18）等輕質(zhì)油，但產(chǎn)量較低。裂化（化學）獲得更多輕質(zhì)油，特別是汽油。斷鏈。列解（化學）獲得重要有機化工原料：乙烯、丙稀、丁烯等。煤關(guān)注問題提高燃燒熱效率，解決燃燒時的污染，分離提取化學原料。干餾隔絕空氣加熱。得焦爐氣（H2、CH4、乙烯、CO等，燃料）、煤焦油（苯等芳香族化合物，進一步提?。⒔固浚ń饘僖睙挘┑?。氣化利用空氣或氧氣將煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體。C＋水液化把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。直接液化：與溶劑混合，高溫、高壓、催化劑與氫氣作用，得到汽油、柴油、芳香烴等。煤制油（內(nèi)蒙古）。間接液化：先轉(zhuǎn)變?yōu)镃O和氫氣，再催化合成為烴類、醇類燃料。一碳化學以分子中只含一個碳原子的化合物（甲烷、甲醇等）為原料合成一系列化工原料和燃料的化學。CO：煤CH4：天然氣。第三單元化學與材料的發(fā)展知識歸納：無機非金屬材料原料成分生產(chǎn)原理性能、用途傳統(tǒng)硅酸鹽材料陶瓷黏土高溫燒制抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型。盛放物品、藝術(shù)品玻璃石英砂、石灰石、純堿Na2SiO3

CaSiO3Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3類似光學玻璃、耐腐蝕玻璃，不同顏色玻璃。水泥石灰石、黏土硅酸二三鈣鋁酸三鈣、鐵鋁酸鈣磨成粉－煅燒－加石膏等－粉磨水硬性，用作建筑材料?；炷粒核?、砂子、碎石新材料碳化硅SiO2,CSiCSiO2+CSiC+CO↑結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度大，優(yōu)質(zhì)磨料，性質(zhì)穩(wěn)定，航天器涂層材料。氮化硅高純Si、N2Si3N43Si＋2N2Si3N43SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl熔點高、硬度大、化學性質(zhì)穩(wěn)定，制造軸承、氣輪機葉片、發(fā)動機受熱面。單質(zhì)硅高純焦炭、石英砂SiSiO2＋2CSi+2CO↑=SiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl半導體工業(yè)金剛石CH4CCH4=====C（金剛石）＋2H2研磨材料其余新材料C60（新型貯氫材料）、超導材料等金屬材料金屬活動順序表：標出金屬冶煉的方法及范圍：原料裝置原理煉鐵鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣高爐還原劑CO的生成：C+O2==CO2CO2+C==2CO生鐵形成：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO煉鋼生鐵氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐降低C％:2C+O2=2CO2Fe+O2=2FeOFeO+C=CO+Fe除雜質(zhì):FeS+CaO=CaS+FeO脫硫添加合金元素：Cr、Mn、Ni煉鋁鋁土礦、純堿、石灰、煤、燃料油電解槽鋁土礦溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O氫氧化鋁析出：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3氫氧化鋁脫水：2Al(OH)3=Al2O3+3H2O電解氧化鋁：2Al2O34Al+3O2↑冰晶石(Na3AlF6)－氧化鋁熔融液,少量CaF2陽極：6O2—12e-=3O2↑陰極：4Al3++12e-=4Al金屬腐蝕及防護：分類實例金屬腐蝕原理化學腐蝕氧氣、氯氣等，溫度影響較大。鋼材高溫容易氧化一層氧化皮電化學腐蝕原電池反應，例如鋼材吸氧腐蝕（大多）：陰極1/2O2+H2O+2e-=2OH-陽極Fe-2e-=Fe2+析氫腐蝕（酸性）：陰極2H++2e-=H2陽極Fe-2e-=Fe2+金屬防腐方法氧化膜用化學方法在鋼鐵、鋁的表面形成