课件13张PPT。单 元 优 化 总 结第一单元 走进化学工业随着经济的发展，环境保护问题越来越引起人们的重视。在工业生产(包括其他各类物质的生产)过程中，之所以出现对环境的污染，一条基本原因是物质使用效率不高所致，资源未全部变成产品，很多是作为有害废物排到环境中去了。如果物尽其用，在生产过程中不产生废物，或者将产生的废物再变为原料循环使用，就不会对环境造成污染了。这
样，不仅防止了环境污染问题，而且可促使经济持续发展。
分析下面两个案例并回答有关问题。
(1)某城镇生产、生活的分布情况如图所示，河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示。①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是______________________________________
________________________________________________________________________；
②Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因可能是______________________________________
________________________________________________________________________。(2)某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3，还含有SiO2等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区建设大型炼
铁厂。①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂
等，形成有规模的工业体系。据此确定上图中相应工厂的名称：
A________、B________、C________、D________；
②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式
__________________________________；③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有？(举出2种措施即可) _____________________________________________________。
【解析】 (1)从给出的数据看，X处水样呈碱性，Y处水样呈酸性，Z处水样缺氧。
(2)①某地区有丰富煤矿可建立发电厂和焦化
厂，有丰富赤铁矿和石灰石建立炼铁厂，有丰富的石灰石和黏土可建立水泥厂。
②高炉炼铁相关反应。
③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应建立污水处理系统。
将石灰石煅烧生成石灰用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO2，减少对空气的污
染。
用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为生产水泥的原料。
用炼铁厂的炉渣作为生产水泥的原料。
【答案】 (1)①造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水pH降低(或火力发电厂燃煤产生的SO2会导致酸雨，飘落后使Y处等的河水pH降低)
②化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养化,水温较高、适于藻类等水生植物生长, 河水中溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡
(2)①发电厂 焦化厂 炼铁厂 水泥厂
课件69张PPT。第一单元 走进化学工业第一单元 走进化学工业课题1 化工生产过程中的基本问题课程标准导航
1.了解生产硫酸的基本流程。
2．了解生产中原料的选择。
3．了解化学科学实验与化工生产的区别。
4．注意生产中的三废处理，防止环境污染。自主学习
一、依据化学反应原理确定生产过程
工业生产上制备硫酸的基本原理：
1.以S为原料制备SO2
化学反应方程式：S(s)＋O2(g) ====SO2(g),
(属_______反应)。
放热放热放热想一想
工业生产硫酸分为几个生产阶段？对应的主要设备是什么？
提示：(1)三个生产阶段：造气、催化氧化、SO3的吸收。
(2)三个主要设备：沸腾炉(造气)、接触室(催化氧化室)、吸收塔。 二、生产中原料的选择
我国生产硫酸需考虑的问题：
1.从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用硫黄制硫酸优于用黄铁矿制硫酸。
2.我国天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂。
3.我国黄铁矿储量比天然硫黄要大。
4.硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短，设备简单，三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化。
5.由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸高。用低温不用2.从工业生产实际考虑条件选择
(1)温度应综合考虑反应速率和实际转化率两个方面；同时还要考虑催化剂的最佳活性。
(2)压强除从反应原理考虑外，还要考虑产
率、设备条件等。
3.工业制硫酸的适宜条件
(1)温度：400～500 ℃(兼顾反应速率和转化
率，同时又能使催化剂达到最佳活性)
(2)压强：常压(常压下SO2转化率已较高，增压对转化率提高有限)
(3)使用催化剂(尽量加大反应速率)
四、生产中的三废处理
1.尾气吸收
H2SO4工业的尾气主要是SO2。
_____________________________________，
______________________________________。
SO2＋Ca(OH)2 ==== CaSO3＋H2OCaSO3＋H2SO4 ==== CaSO4＋SO2↑＋H2O2.污水处理
不同化工生产过程产生的污水，所含杂质不同，要根据杂质的性质不同，采用不同的物理化学方法，如酸碱中和法，重金属离子沉淀法等。
3.废渣的利用
用黄铁矿为原料生产硫酸的过程中，含排出一些炉渣和矿灰，可作为炼铁的原料；还可用来提炼贵重的有色金属；另外，这些废渣还可作为制造水泥的原料或用于制砖。
五、能量的充分利用
1.生产1 t硫酸需消耗100 kW·h的电能，硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应， 生产1 t硫酸放出的反应热相当于200 kW·h的电能。这些废热的利用，可以向外界输出大量能量，大大降低生产成本。
2.可以利用SO2氧化成SO3时放出的热量来预热即将参加反应的_______和______等。SO2O2自主体验
1.最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的( )
A．对废水、废气、废渣进行严格处理
B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质
C．在化工生产中，不使用任何化学物质
D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂
解析：选B。“绿色化学”是指在化学工业生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质。
2. (2012·广州高二检测)下列说法正确的是
( )
A．合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气中
B．进入接触室的气体，必须先经净化、干燥
C．以黄铁矿为原料生产硫酸，从沸腾炉中排出的炉渣可以作为肥料
D．在高温、高压下由SO2和O2合成SO3
解析：选B。硫酸工业的尾气中含有SO2气
体，不能直接排入大气，A错；沸腾炉中排
出的炉渣中含有Fe2O3，砷、硒化合物等，
不能用作肥料，C错；D项中的反应在常压下效果较好。3.下列物质的制备，符合工业生产实际的是
( )
A．将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉
B．用离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气
C．将氢气和氯气混合后点燃，产物用水吸收制备盐酸
D．将SO2和O2的混合气加高压后，通过接触室，制备SO3
解析：选B。Cl2通入石灰乳中制漂白粉；H2和Cl2混合后点燃易爆炸；SO2和O2在接触室内常压条件下生成SO3即可。探究导引1根据化学反应速率及平衡理论阐述SO2接触氧化生成SO3的适宜条件是什么？
提示：常压、较高的温度(400～500 ℃)和催化
剂。要点归纳
黄铁矿的主要成分是FeS2，黄铁矿在燃烧前需粉碎，增大和氧气的接触面积，使燃烧速率加快且更充分，提高原料利用率。
该反应在沸腾炉中进行，从炉内出来的气体叫炉气，成分为SO2、O2、N2、H2O及矿
尘，砷、硒化合物等。其中砷、硒化合物和矿尘能使催化剂中毒，可通过除尘、洗涤等方法除去；水蒸气对设备和生产有不良影
响，可通过干燥除去。
此反应是一个可逆反应，正反应是气体体积缩小的放热反应，由化学平衡理论可知，在较低温度下进行有利，但温度低时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中选择常压下400 ℃～500 ℃进行，化学反应速率和SO2平衡转化率都比较理想。
在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换
器，把反应生成的热传递给进入接触室需要预热的炉气，同时冷却反应后生成的气体。(3)SO3的吸收：
SO3(g)＋H2O(l) ==== H2SO4(l)；ΔH＝－130.3 kJ·mol－1
工业上并不直接用水吸收三氧化硫，而是用质量分数为98%的硫酸作吸收剂，因为三氧化硫与水蒸气容易形成酸雾，从而降低了三氧化硫的吸收率。同时采用逆流吸收，硫酸从塔底放出。
3.废气、废水、废渣的利用：尾气中的SO2用氨水吸收，生成的(NH4)2SO4作化肥，SO2循环利用。
SO2＋NH3＋H2O ==== NH4HSO3
SO2＋2NH3＋H2O(==== NH4)2SO3
2NH4HSO3＋H2SO4(NH4)2 ==== SO4＋2SO2↑＋2H2O
(NH4)2SO3＋H2SO4 ====(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O
废水用石灰乳中和：Ca(OH)2＋H2SO4 ==== CaSO4＋2H2O
废渣可用于制砖、制水泥、回收有色金属等综合利用。
即时应用
1.以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如
下：
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)每160 g SO3气体与H2O化合放出260.6 kJ的热量，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。
①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利
用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是________________________________________________________________________。②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)，该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质
量。
部分测定结果：
铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68 g；铵盐质量为40.00 g
时，浓硫酸的质量不变。
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是________%；若铵盐质量为15.00 g，浓硫酸增加的质量为________。(计算结果保留两位小数)
探究导引 2硫酸工业中涉及哪几个反应，写出化学方程式。要点归纳
接触法制硫酸时涉及三个连续反应，所以在关于工业制硫酸的计算性题目中往往涉及这几步连续反应的计算。而对于连续多步反应的计算通常使用关系式法，这样就避免了对中间产物的繁琐计算，节约了时间，提高了计算结果的准确性。
关系式法解题需要找准关系式，找关系式的一般方法是根据涉及的多步反应的化学方程
式，依照元素质量守恒或电子转移数目守恒的原则找出连续多步反应中元素的转化关系, 如在用黄铁矿(硫黄)制硫酸时，根据转化过程中硫元素守恒的原则可以找到这样的关系式：
FeS2——2SO2——2SO3——2H2SO4；或S——SO2——SO3——H2SO4
在硫酸工业制硫酸的有关计算中通常就利用以上两关系式解题。
另外，在有关计算中往往还涉及物质的转化率和损失率的问题，这在连续多步反应的有关计算中也是一个难点问题。对于这一类的问题，需要我们掌握这样几个原则：
(1)一种化合物中，一种元素的转化率等于该化合物的转化率，例如在FeS2向SO2转化的过程中，若硫元素的转化率为99%，则FeS2的转化率也为99%。(2)在同一个化学反应或多个相关联的化学反应中，具有个别元素质量守恒关系的反应物和生成物，反应物的转化率等于生成物的产
率，例如在FeS2向SO2转化的过程中，FeS2
的转化率必等于SO2的产率，在FeS2向H2SO4转化的过程中，FeS2的转化率等于H2SO4的产率。
即时应用
2.某硫酸厂每天用含FeS2 60%的黄铁矿500 t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，SO2的转化率为90%。每天能生产98%的硫酸多少吨？解析：本题主要考查如何处理多步反应过程中原料的损失。沸腾炉中损失5%的硫，SO2转化率为90%。这些都可转化为S元素的损失，进而转化为FeS2的损失。所以设生产98%的硫酸x吨。则由关系式：
FeS2～ 2H2SO4
120 2×98
500×60%×(1－5%)×90% x×98%即：120∶[500×60%×(1－5%)×90%]
＝2×98∶x×98%
解得x＝427.5。
答案：每天能生产98%的硫酸427.5吨。
在接触法制硫酸的工业生产中，下列生产操作与说明这些操作的主要原因都正确的是(双选)( )
A．黄铁矿煅烧前需要粉碎，因为大块黄铁矿不能燃烧B．从沸腾炉出来的炉气需要净化，这样可以提高产品的纯度
C．在接触室内使用热交换器，这样可以节约能源，降低成本
D．用质量分数为98.3%的硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全【解析】 将黄铁矿粉碎的主要目的是为了增大和空气的接触面积，可使其燃烧得更充分、更快，所以选项A操作正确，但解释错误；炉气净化的目的是防止炉气中的杂质和矿尘使催化剂中毒、失效，所以选项B操作正确，但解释错误；
【答案】 CD
(2012·孝感高二检测)工业制硫酸生产流程如下图：(1)我国黄铁矿资源比较丰富，但很多工厂仍以硫黄为原料生产硫酸，理由是____________________________。
(2)在催化反应室，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有________。
A．升高温度 B．减小压强
C．不断补充空气 D．及时分离出SO3(3)在生产中为提高催化剂催化效率采取了哪些措施？
________________________________________________________________________。
(至少答出两点措施)(5)经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO2 7%、O2 11%、N2 82%。在500 ℃，0.1 MPa条件下达到平衡时，各种气体的体积比为V(SO2)∶V(SO3)∶V(O2)∶V(N2)＝0.46∶6.54∶7.73∶82，则SO2的利用率为________________________________________________________________________。
【思路点拨】 解答此题注意以下两点：
(1) 化学平衡移动原理；
(2) 热化学反应方程式。【答案】 (1)黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高
(2)CD
(3)①净化气体
②控制温度在400～500 ℃
③增大催化剂与反应气体的接触面积(4)< 在1 atm和298 K条件下，2 mol SO2和1 mol O2完全反应生成2 mol SO2，放出196 kJ热量，该反应为可逆反应，不可能进行完全，又因为反应温度为450 ℃，所以放出的热量小于196 kJ
(5)93.4%
[经典案例] 下面的装置是仿照工业上制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98%的浓硫酸吸收三氧化硫。请回答下列问题：
(1)写出沸腾炉内煅烧硫黄的反应方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)甲和乙相当于工业上制取硫酸装置中的________________________________________________________________________；(3)写出在催化剂表面所发生反应的化学方程式________________________________________________________________________，
在实验过程中不能持续加热的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；(4)在乙反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你是如何控制和估计的？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；(5)若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了雾，
而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因可能是__________。
A．浓硫酸对三氧化硫的吸收效率远好于
水，三氧化硫被浓硫酸充分吸收
B．三氧化硫的通气速率太快，三氧化硫未被水和浓硫酸充分吸收C．丙中的导气管插得太深，导致两个吸收瓶内的气压差较大
D．丁中的导气管插得太浅，三氧化硫气体从水中逸出，与水蒸气化合形成酸雾
【解析】 装置甲有多个作用，一是通过观察气泡产生的速率调节通入二氧化硫、氧气的比例，二是使两种原料气体充分混合，三是起到干燥作用。
课件55张PPT。课题2 人工固氮技术——合成氨课程标准导航
1.理解如何应用化学反应速率和化学平衡原
理，选择合成氨的适宜条件。
2．了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。
3．通过合成氨的学习，体现化工生产的过
程，体现实验室研究与实际生产之间转化过
程。自主学习
氮的固定指的是将_______氮转变为______氮的方法。
一、合成氨的反应原理
游离态化合态1.如下图为合成氨的实验装置
加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气的混合气体，可以看到湿润的pH试纸变_______色。
蓝放热铁400～500 10～30想一想
工业合成氨的反应特点是什么？
提示：(1)体积减小的反应；(2)放热反应；(3)反应条件为高温、高压、催化剂。炉(造
气)、接触室(催化氧化室)、吸收塔。 二、合成氨的基本生产过程
1.制备合成氨的原料气
(1)制取N2：物理方法为将空气_______，蒸发分离出氧气。
化学方法为碳在空气中燃烧，O2充分反应后除去CO2制取氮气。液化(2)制取H2：
①用水蒸气通过赤热的煤层，使水蒸气与碳反应制得。主要反应为
__________________________。
②也可用石油、天然气、焦炉气、炼厂气中的碳氢化合物与水蒸气在催化剂作用下制
备。主要反应为_______________________
__________________________________。
C＋H2O ==== CO＋H2 CH4＋H2O ==== 3H2＋CO, CH4＋2H2O ==== 4H2＋CO22.原料气净化处理
(1)原料气净化的原因是有些杂质可使催化剂“中毒”。
(2)用稀氨水吸收H2S杂质：
___________________________________。
(3)使CO变成CO2：
_______________________________。
(4)除去CO2(用K2CO3溶液吸收)：
__________________________________。NH3·H2O＋H2S ==== NH4HS＋H2OCO＋H2O ==== CO2＋H2K2CO3＋CO2＋H2O ==== 2KHCO33.将原料气合成氨与分离
从合成塔出来的混合气体，氨气占总体积的15%，要把混合气体通过冷凝器、_______,再导入液氨贮罐。分离器三、合成氨工业的发展
1.原料及原料气的净化
原料气之一的氮气来自______，目前氢气主要通过不同的______态(煤和焦炭)、液态(石油中提炼的石脑油、重油)、气态(天然气、焦炉气)可燃物为原料制取。
2.催化剂的改进
多年来一直用_________作催化剂，目前有采用______为基础活性物质的新型催化剂。
空气固磁铁矿钌3.环境保护
(1)废渣：可用作原料。
(2)废气：主要是 _____和 _______等有害气体，对H2S的处理，可用_________法(选择性催化氧化)、______法(用溶剂吸收浓缩)，CO2可用来生产尿素和碳铵等。
H2SCO2直接氧化循环(3)废液：主要是含__________和含氨的污水，处理含氰化物污水主要有___________、加压水解、氧化分解、_________、反吹回炉等方法。处理含氨废水可用蒸馏的方法回收，也可用
_______________治理。氰化物生化化学沉淀离子交换法自主体验
1.合成氨所需的原料是( )
①水 ②空气 ③焦炭 ④铁触媒
A．①② B．②③
C．①②③ D．全部
解析：选C。铁触媒是合成氨的催化剂，不属于原料。
2. (2012·长沙高二检测)合成氨工业中控制的反应条件应( )
A．温度越高越好
B．压强越大越好
C．混合气体中氢气含量越高越好
D．所选的催化剂活性越大越好实际上在合成氨的工业生产中，压强不能太
大，否则能耗太高，并且对设备的要求高。而根据化学平衡移动原理，此反应温度越低越有利于平衡向正方向移动，但温度太低，则催化剂的催化活性不能很好地发挥，反应速率太慢；为解决上述矛盾，一般选择使催化剂活性最大时的温度。3.为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中具有开发价值的是( )
A．研制高温下活性较大的催化剂
B．寻求NH3的新来源
C．研制低温下活性较大的催化剂
D．研制耐高温高压的新型材料建造合成塔
解析：选C。合成氨的反应是放热反应，降低温度有利于提高合成氨的生产效率。
探究导引运用化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，同时考虑合成氨生产中的动力、材料、设备等因素如何选择合成氨的适宜生产条件？ 提示：(1)增加N2的比例。
(2)一般采用的压强在10～30 MPa之间。
(3)以500 ℃左右为宜。而且在此温度下催化剂活性最大。
(4)铁触媒为催化剂。
要点归纳
(3)合成：使原料气进行化学反应合成氨。及时分离出氨气，剩余气体再送回合成塔，循环利用。
(4)“三废”处理
①废渣：主要是煤渣和炭黑，可用作肥料的原料和建筑材料。
②废气：主要是H2S和CO2等有害气体。H2S可用直接氧化法、循环法等回收技术处理，CO2可作为生成尿素和碳铵的原料。(3)催化剂
使用催化剂可加快化学反应速率，但不影响化学平衡?采用以铁为主的催化剂。
(4)循环操作
合成氨转化率较低，要采用循环操作。混合气体通过冷凝器，使氨液化，将氨分离出
来，并将没有完全反应的N2和H2经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。特别提醒
(1)合成氨原料中的氮气来源广泛，扩大氢气原料的来源以降低成本。
(2)反应过程中的工艺条件常决定于催化剂的性能。研究高效的新型催化剂，以改变反应条件。
即时应用
(2012·新乡高二检测)利用天然气合成氨的工艺流程如图所示：
依据上述流程，完成下列填空：
(1)天然气脱硫时的化学方程式是__________________________________。
(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n
mol，产生H2________mol(用含n的代数式
表示)。
(3)二次转化的主要原因一是__________________________________，
二是____________________。
(4)K2CO3(aq)和CO2反应在加压条件下进
行，加压的理论依据是____________。
a．相似相溶原理
b．勒夏特列原理
c．酸碱中和原理
(5)由KHCO3分解得到的CO2可以用于______________________________________
________________________________________________________________________。(6)整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环,二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中指出第三处循环(循环方向、循环物质) ______________。
解析：根据框图写反应的化学方程式时，一定要看清框图中的反应物和生成物是什么、反应的条件如何等重要信息。计算时也必须根据反应的化学方程式进行。循环物质肯定是反应不完全时的剩余物，只有可逆反应才不能完全进行。 某合成氨工厂工艺流程如图，试回答相关问题。(1)不同的原料生产氢气其经济指标如表：
③___________________________。
(3)气体的精制
经净化的气体仍有少量的CO有害气体。常用的除去CO的方法有铜洗法和甲烷化法。
铜洗法的原理：CO(g)＋CH3COO
Cu(NH3)2(aq)＋NH3(l)??CH3COO[Cu(NH3)3CO](aq) ΔH＜0；反应在铜洗塔中进行， 吸收后的铜液送到再生器中，在再生器中解吸CO，适宜条件是______________，解吸后铜液循环使用。
【思路点拨】 解答此题注意以下两点：
(1)发展前景一方面从成本比较，另一方面还要比较能源消耗，综合两者天然气更具前
景。
(2)补充方程式的关键是理解题意，最后生成金属氧化物和硫单质。
【解析】 本题考查了平衡原理在工业生产中的应用。反应②中生成SO2，要将SO2转化成硫单质。金属硫化物中硫显－2价，SO2中硫显＋4价，通过两者归中反应可制得
硫。(3)将CO解吸出来，要使平衡向逆反应方向移动，因此需要的条件是减压和加热；
甲烷化平衡需正向移动，即条件为高压和适当温度。
[经典案例] 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。(1)从上图中选择制取气体的合适装置：氮气__________、氢气____________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有______________、__________________。(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，______(填“会”或“不会”)发生倒吸；原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空
气，同时将加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶
内，能使铂丝保持红热的原因是________________________________________________________________________，
锥形瓶中还可观察到的现象是________________________________________________________________________。(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：________________________________________________________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、______、______。【解析】 本题是考查氨的合成和氨催化氧化的实验题。制取氮气用氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液加热反应生成，故选a装置，制取氢气用锌与稀硫酸反应，不用加热，选b装
置。甲装置的作用是混合氮气、氢气，干燥气体，控制氮气和氢气的流速。从氨合成器中出来的气体主要是氮气和氢气，通入水中吸收氨气，因为氮气、氢气难溶于水，不会倒吸。课件56张PPT。课题3 纯碱的生产课程标准导航
1.了解纯碱的生产及发展过程。
2．了解天然碱的生产与化工生产之间的联系及技术发展的过程。
3．掌握路布兰法—索尔维法—联合制碱法(侯氏制碱法)。自主学习
一、氨碱法生产纯碱
氨碱法是由比利时人_______发明的，氨碱法是以_________和________为原料生产碳酸钠的过程。
索尔维碳酸钙食盐1.制取碳酸氢钠和氯化铵
白色NH3＋CO2＋H2O====NH4HCO3、NaCl＋NH4HCO3====NaHCO3↓＋NH4Cl想一想
氨碱法中加入氨的主要作用是什么？二、联合制碱法 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O ====
NaHCO3＋NH4Cl自主体验
1.我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。“侯氏制碱法”中的碱是指下列的( )
A．NaOH B．K2CO3
C．Na2CO3 D．NaHCO3
解析：选C。“侯氏制碱法”中的碱是指
Na2CO3 。
2. (2012·汕头高二检测)与氨碱法比较,下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是( )
A．提高了原料的原子利用率
B．降低了生产成本
C．减少了环境污染
D．减轻了对设备的腐蚀
解析：选D。联合制碱法把氯化氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染。
3.下列属于侯氏制碱法的优点的是( )
A．氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B．母液可回收制氯化铵
C．氯化钠的利用率达96%
D．以上全是
解析：选D。侯氏制碱法的优点有原料易
得，NaCl的利用率高，而且产生的NH4Cl可以作肥料。
探究导引1索尔维法制碱的工艺流程是怎样的？提示：
要点归纳
即时应用
1.以下关于索尔维制碱法的描述正确的是(双选)( )
A．使用的原料为NaCl、CaCO3
B．精制盐水后应先通入CO2再通入过量的NH3
C．析出NaHCO3后的母液中已无NaCl，只有NH4Cl
D．索尔维法的缺点是盐利用率只有70%，生成的CaCl2难处理解析：选AD。索尔维制碱法又叫氨碱法，主要原料有NaCl、CaCO3；反应的原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O====NaHCO3↓＋NH4Cl，而NH3与CO2为1∶1时才能生成NaHCO3，但CO2在水中溶解度小，先通入CO2，CO2溶解度小，再通入NH3时，NH3过量而CO2太少；析出NaHCO3后母液中仍有NaHCO3、NaCl、NH4Cl；加入石灰后回收NH3，但生成的CaCl2吸水性强，呈黏稠状无法处理。
探究导引2侯氏制碱法的工艺流程是怎样
的？
提示：
要点归纳
根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温时却比氯化钠溶解度小的原理，在278 K～283 K(5 ℃～10 ℃)时，向母液中加入磨细的食盐粉末，使氯化铵单独析出。
3.优点
保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮
肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序。即时应用
2.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工
艺。请按要求回答问题：
(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：________________________________________________________________________；(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程
式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)＝____________________。
根据氨碱法的原理，首先配制氨化饱和食盐水，即向饱和食盐水中加入氨水(体积比1∶1)并充分搅拌；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。(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。 (2012·黄冈高二检测)根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30 ℃ ～35 ℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水)表如下所示：①＞35 ℃ NH4HCO3会有分解
请回答：
(1)反应温度控制在30 ℃～35 ℃，是因为若高于35 ℃，则______，若低于30 ℃，则____________；为控制此温度范围，采取的加热方法为____________。(2)加料完毕后，继续保温30分钟，目的是____________。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是________________。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去______________杂质(以化学式表示)。
(3)过滤所得的母液中含有____________(以化学式表示)，需加入____________，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。
再加1滴～2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3(%)＝______________。
【解析】 (1)温度控制在30 ℃～35 ℃，若高于35 ℃，NH4HCO3会分解；若温度低于30 ℃，则反应速率变慢；该温度下可采用水浴加热，温度易于控制、受热均匀。
(4)根据题意可知：反应分为两步，第一步Na2CO3＋HCl==== NaCl＋NaHCO3，第二步为NaHCO3＋HCl==== NaCl＋CO2↑＋H2O [经典案例] “套管实验”是将一支较小的试管装入另一试管中，经组装来完成原来需要两支或更多试管进行的实验。因其有许多优
点，近年来被广泛开发并应用于化学实验
中。下面这个实验为“套管实验”，实验装置如图，小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的脱脂棉。请观察实验装置，分析实验原理，并回答下列问题：(1)整个实验过程中，能观察到的现象为：
①烧杯A中________________________________________________________________________；
②小试管中__________________________________；
③烧杯B中________________________________________________________________________；(2)实验结束时，在操作上要特别注意的问题是________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)写出实验过程中发生反应的化学方程式________________________________________
________________________________________________________________________。【解析】 (1)①烧杯A中导气管中有气泡冒
出；②小试管中脱脂棉变成蓝色，试管内壁有水珠产生；③烧杯B中导气管中有气泡产
生，澄清石灰水变浑浊。
(2)先将导气管从A、B烧杯中取出，再停止加热，以防倒吸。【答案】 (1)①有气泡冒出 ②脱脂棉变
蓝，试管内壁有水珠产生 ③有气泡产生，澄清石灰水变浑浊
(2)先将导气管从A、B的烧杯中取出，再停止加热课件18张PPT。单 元 优 化 总 结第三单元 化学与材料的发展传统无机非金属材料与新型无机非金属材料工业对比 某新型无机非金属材料A，由两种非金属元素组成，其中所含元素的化合价为其最高正价或最低负价，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。A可由化合物B经下列反应制得：①B＋NH3 ―→C[C的化学式为Si(NH2)4]；②C经隔绝空气高温分解得到A。为探究B的组成，进行了下图所示的转化实验，图中G、F、H均为难溶于水的物质，且为白色粉末，图中字母代表的均为中学化学常见的物质。
请回答下列问题：
(1)写出化合物B和化合物G的化学式________________________________________________________________________、
________________。(2)A可能所属的晶体类型是________________，在A晶体中，每个显正价原子周围结合的另一种原子的个数是________。
(3)写出反应②的离子方程式：__________；
(4)写出C经隔绝空气高温分解得到A的化学方程式：__________________。
(5)分析反应③，你能得出的结论是________(合理即可)。对于加聚反应和缩聚反应知识的学习，不仅要求根据单体书写聚合反应，确定聚合物，而且要求根据聚合物推断单体，确定结构
式。现将根据聚合物推断单体的基本方法和步骤进行归纳。1.确定聚合物的类型
聚合物可以通过加聚反应或缩聚反应得到。要推断一种聚合物的单体，必须首先确定这种聚合物是加聚产物还是缩聚产物。2.确定聚合物的单体
根据聚合物的类型以及链节的特点，聚合物的单体推断方法如下： 高分子化合物A和B的部分结构如下:
(1)合成高分子化合物A的单体是________，生成A的反应是________反应。
(2)合成高分子化合物B的单体是________，生成B的反应是________反应。【解析】 (1)由高分子化合物A的结构片段可看出其重复的结构单元为
它应是加聚反应所得的高聚物，其单体是CH2 ==== CH—COOH。
(2)由高分子化合物B的结构片段可看出其重复的结构单元为
，则B的结构简式为? ，它是由
缩聚反应所得的高聚物，其单体是
。【答案】 (1)CH2==== CH—COOH 加聚
(2) 缩聚课件50张PPT。第三单元 化学与材料的发展第三单元 化学与材料的发展课题1 无机非金属材料课程标准导航
1.使学生对无机非金属材料有大致印象，了解水泥、玻璃、陶瓷生产的简单原理。
2．使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。
3．使学生对新型无机非金属材料有大致印
象。自主学习
一、传统硅酸盐材料
1.陶瓷
生产陶瓷的主要原料是______，其主要生产过程为：混合→成型→干燥→烧结→冷却。陶瓷的主要性质有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。黏土石英砂石灰石纯碱3.水泥
制造普通硅酸盐水泥的原料有_________、________、辅助原料。普通硅酸盐水泥的主要成分是___________、_____________、
____________、铁铝酸钙等。水泥在空气中能吸水硬化，在水中也能硬化，因此是水下工程不可缺少的材料。水泥、沙子和碎石等的混合物叫________，它的膨胀系数与钢筋相当，因此它常用钢筋作结构，增大强度。
石灰石黏土硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙混凝土1∶24.关于碳的新材料
(1)C60之所以称为足球烯，是因为分子中有_______键，所以C60可以与氢气发生反应。
(2)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管的物理性质不相同，原因是这几种物质的内部结构不相同。
不饱和自主体验
1.下列说法中错误的是( )
A．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石
B．生产陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英
C．某些合成橡胶可用做生产黏合剂的主要原料
D．生产水玻璃和玻璃的原料中都含有烧碱
解析：选D。黏合剂的基本成分是黏料，常见的黏料有热固性树脂、热塑性树脂、合成橡胶以及混合型黏料。水玻璃是能溶于水的硅酸盐，一般用石英和强碱做原料，例如用石英和氢氧化钠制取硅酸钠水玻璃；生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱，生成水泥的主要原料是石灰石和黏土。2.下列说法中，正确的是( )
A．制陶的主要原料是石英砂
B．制作陶器一般分为制泥、成型、干燥、烧结、冷却等步骤
C．制陶过程中温度越高越好，这样制得的陶器牢固
D．在氧化气氛中烧制得灰陶，在还原气氛中得红陶
解析：选B。制陶的原料是黏土，故A错
误。制陶过程中温度不能太高，太高会使陶器变形，故C错误。在氧化气氛中，铁元素以Fe2O3的形式存在，得红陶，在还原气氛
中，铁元素以FeO的形式存在，得灰陶，故
D错误。3.在高新技术蓬勃发展的今天，陶瓷材料被称为“支撑未来高新技术的尖端材料”，广泛应用在航空、航天、信息、医疗、交通运输等许多领域，下列说法中正确的是( )
A．新型陶瓷材料和传统陶瓷材料都是硅酸盐材料
B．新型陶瓷材料又叫精细陶瓷或高性能陶瓷
C．制造新型陶瓷制品的原料以天然矿物为主
D．现在已经制造出的新型陶瓷材料大都性能优异，具有很好的延性和超塑性
解析：选B。新型陶瓷材料的化学组成已经远远超出了硅酸盐的范围，不再是传统的硅酸盐材料，故A是错误的。制造新型陶瓷制品所用的原料已从天然矿物发展为人工合成的超细、高纯的化工原料，故C错误。目前,人们成功制造出的许多新型陶瓷材料，虽然性能优异，但仍然属于脆性材料，延性不会很好，故D错误。探究导引1如何把硅酸盐由盐的书写形式改写为氧化物的形式？提示：把硅酸盐由盐的书写形式改写为氧化物的形式的方法是：xMO·nSiO2·mH2O[如果有(OH)n时]，其中MO表示金属氧化物，
x、n、m均由组成中有关原子的个数决定。复杂硅酸盐改写成氧化物的顺序为碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水。
要点归纳
1.传统硅酸盐材料的原料
沙石、黏土、石英、石棉、高岭石等许多矿物是硅酸盐或硅的氧化物，传统硅酸盐产品以黏土、石英、钾长石和钠长石为原料。
即时应用
1.过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成
( )
①水泥 ②玻璃 ③瓷器 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品
A．①和④ B．②和⑤
C．③ D．②解析：选B。总结水泥的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3，其生产原料为黏土、石灰石。混凝土是水泥、碎石和沙子的混合物。陶瓷属于硅酸盐产
品，其主要原料是黏土。泥沙的主要成分是SiO2，与纯碱、生石灰在高温下发生如下反
应：探究导引2常见新型无机非金属材料有几类? 要点归纳
1.新型无机非金属材料有何特点
2.碳、硅结构的特殊性
碳和硅分别处在元素周期表ⅣA族的第二
周期、第三周期。碳原子的核外有2个电子
层，最外层上有4个电子；硅原子的核外有3
个电子层，最外层上有4个电子。
原子结构的相似，决定了元素性质的相似。碳和硅都是非金属元素，主要化合价为＋4
价，形成的化学键通常是共价键，化学性质通常比较稳定。原子结构的相似，决定了元素单质的结构的相似。金刚石晶体(碳的单质之一)和晶体硅
(硅的单质之一)的结构很相似(如图是金刚石晶体结构示意图)。由碳和硅化合而成的碳化硅(SiC)也跟金刚石、晶体硅的结构相似——相邻的原子以共价键结合成为正四面
体，一个个的正四面体以共价键互联并向四面八方扩展形成了立体网状结构。
金刚石晶体结构示意图内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体叫做晶体。晶体的类型包括原子晶
体、离子晶体、金属晶体和分子晶体。金刚
石晶体和单质硅晶体都是原子晶体。
原子之间以共价键相互结合而成的立体网状结构的晶体叫做原子晶体。由于共价键强度
大，空间网状结构稳定性强，所以原子晶体硬度很大、熔点和沸点都很高，化学性质相对稳定。即时应用
2.下列对材料的特性及用途的叙述不正确的是( )
A．氧化铝陶瓷具有两性，因此可用来制造人造牙齿
B．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造柴油机部件
C．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料
D．人造刚玉硬度高，可用于制造刚玉球磨机解析：选A。本题以新型无机非金属材料为题材着重考查了性质决定用途这一原则，并与生产和生活相联系。要求学生能够认识生
产、生活中化学的重要作用。氧化铝陶瓷用来制造人造牙齿的原因是它具有很高的硬度及具有良好的生物相容性而不是由于其两
性；氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，所以用于制造柴油机部件时不需要冷却，损失的能量
小；光导纤维传导光的能力很强，在通讯时用于传导光信号；人造刚玉(氧化铝)硬度
高，所以可用作球磨机材料。
某硅酸盐化学式为Mg2Si3O8·nH2O，试用氧化物形式表示其组成，并写出其与盐酸反应的化学方程式。【解析】 按Mg、Si原子个数写出其氧化
物，配平时，遵循原子守恒原则。按照金属氧化物与盐酸反应生成金属氯化物的格式书写产物，硅酸盐中的Si用硅酸表示产物。由H原子数判断生成H2O的化学计量数为(2n＋4－6)/2＝n－1。【答案】 氧化物表示式：2MgO·3SiO2·nH2O，与盐酸反应的化学方程式：Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl==== 2MgCl2＋3H2SiO3↓＋(n－1)H2O。 碳纳米管是由一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型碳纳米材料制成，它是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管
体，具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的可能用途叙述不正确的是( )A．用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B．能解决室温下，低气压、高容量储存氢气的难题
C．作为优秀的绝缘材料
D．制造电脑芯片可大大提高计算机系统的计算能力 【解析】由于碳纳米管具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点，所以它可以制成强度很大、质量较小的绳索，做成攀登月球的“太空天梯”；又由于碳纳米管是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体，所以在管体内可以安全地储存氢气；它是由一层碳原子卷曲而成的管体，因而可以联想到碳纳米管相当于是由石墨的一层碳原子卷曲而成的管体，所以它应像石墨一样能够导电，可以用于制造电器部件。【答案】 C
【名师点评】 新型无机非金属材料是人们根据生活的需要，利用先进的科学技术，由无机物研制出的一些具有特殊结构、特殊功能的新材料。理解这一概念须注意以下几点:
(1)新型无机非金属材料属于无机物；
(2)新型无机非金属材料是高科技产品；
(3)新型无机非金属材料具有特殊结构、特殊功能。[经典案例] (2011·高考福建卷节选)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe3＋＋Fe==== 3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋==== 2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O==== TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋加入铁屑的作用是________________________________________________________________________。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在________范围。
(3)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是___________________ _________________(只要求写出一项)。(4)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用________方法。【解析】 (1)加入铁屑使溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，防止Ti3＋被Fe3＋氧化。
(2)胶体的分散质微粒的直径大小介于1 nm～100 nm之间即10－9m～10－7m。
(3)该工艺流程中产生一些氯气等废气，还有一些废渣、废液等，给环境造成污染。
(4)根据表中的数据可知二者的沸点差距较
大，因此可以通过分馏的方法把SiCl4除去。【答案】 (1)使溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋,防止Ti3＋被Fe3＋氧化
(2)10－9m～10－7m(或其他合理答案)
(3)产生三废(或其他合理答案)
(4)蒸馏(或分馏或精馏)课件74张PPT。课题2 金属材料课程标准导航
1.掌握炼铁、炼钢、电解法制铝的原理。
2．了解金属腐蚀和防止的有关知识。
3．能举例说明金属材料的特点。
4．举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。自主学习铁矿石石灰石N2、CO、CO23.铝的冶炼
(1)电解铝的原料是铝土矿(主要成分是
Al2O3)，提纯Al2O3的方法是：将铝土矿溶解在_________溶液中，然后往溶液中通入过量的____________，过滤，灼烧，即得Al2O3，上述反应的化学方程式为NaOH二氧化碳Al2O3＋2NaOH==== 2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O==== Al(OH)3↓＋NaHCO3Na3AlF6帮助降低Al2O3的熔点二、金属的腐蚀及防止
1.金属的____________是指金属材料与其表面接触的一些物质直接发生化学反应而引起的腐蚀，金属的_____________是指不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的过程。
化学腐蚀电化学腐蚀2.钢铁发生电化学腐蚀，主要原因是由于钢铁制品与其接触的电解质溶液构成许多微型的腐蚀电池，铁通常作为_____极，______电子发生氧化反应而被腐蚀，其电极反应为 Fe－2e－ ==== Fe2＋。钢铁在大气中的腐蚀通常为_________腐蚀，其阴极反应式为 O2＋4e－＋2H2O ==== 4OH－。若电解质溶液酸性较强，则发生的是________腐蚀，其电极反应式为 2H＋＋2e－ ==== H2↑。
阳失去吸氧析氢3.电镀是一种特殊的电解，在电镀时，
____________作阴极，_________作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液，电镀时，电解质溶液的浓度不变。如在一把小刀上镀锌，小刀接电源的________极，电极反应式为 Zn2＋＋2e－ ==== Zn。
待镀金属镀层金属阴自主体验
1.下列物质中，不属于合金的是( )
A．硬铝 B．黄铜
C．钢铁 D．水银
解析：选D。水银即金属汞，只是一种
金属。
2.下列可被工业上采用的冶金方法是( )
A．电解熔融的氯化铝制铝
B．电解熔融的氯化镁制镁
C．电解氯化钠溶液制钠
D．高温下用H2还原氧化镁制镁
解析：选B。氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子形式存在，其中缺少自由移动的离子，基本不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝。A不可选。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液中电解时，电子被H＋得到，因而电解比氢活泼的金属阳离子的水溶液是得不到金属单质的。C不可选。比Al活泼的金属很难用一般的还原剂(如H2、CO、C等)把它们从化合物中还原出来。况且，MgO熔点很高。工业上制取镁是采用电解熔融MgCl2的方法。D不可
选。
3.关于钢铁的腐蚀的下列叙述中，正确的是
( )
A．吸氧腐蚀时阴极放出氧气
B．析氢腐蚀时阴极放出氢气
C．化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率
D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍解析：选B。吸氧腐蚀阴极反应为：O2＋4e－＋2H2O====4OH－，析氢腐蚀需要弱酸性，不如吸氧腐蚀普遍；电化学腐蚀比化学腐蚀
要快。探究导引1炼铁和炼钢的主要反应原理有何异
同？ 提示：炼铁和炼钢的主要反应原理的比较：
相同点：都是利用氧化还原反应。
不同点：炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石中还原出来(侧重还原)，而炼钢主要是用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化而除去(侧重氧化)。 要点归纳
1.金属冶炼的原理
金属的冶炼是把金属从矿石中提炼出来。由于矿石中的金属元素绝大多数都是以正化合价存在的，所以金属冶炼的实质是通过一定的措施将化合态的金属还原成单质。
2.金属冶炼的方法
(1)热分解法3.几种金属的冶炼
(1)炼铁
①几种铁矿石的主要成分：磁铁矿Fe3O4，赤铁矿Fe2O3，褐铁矿2Fe2O3·3H2O，黄铁矿FeS2等。
②原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
③原理：(以赤铁矿为例)
(2)炼钢
①原料：炼铁厂的铁水或废钢铁。
②目的：降低含碳量，除去P、S等元素，调节Si、Mn、Cr、Ni、W等合金元素的含
量。
③原理：高温下用氧化剂将过多的碳及其他杂质除去，再添加Si、Mn、Al等其他合金元素作脱氧剂，调整钢水成分。
即时应用
1.钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应，在________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时，除磷的化学方程式为___；加入硅、锰和铝的目的是
________________________________________________________________________。(3)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的吹氧________(填“前”或“后”)加入，原因是___________________。
(4)炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是________________________________________________________________________。
从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作____________________。解析：(1)高炉炼铁时将原料从炉喉送入高
炉，送风系统从炉腹下部鼓入，炉料在下降过程中与高温煤气流在炉身部分发生作用，焦炭与空气发生反应生成二氧化碳和一氧化
碳。在炉腰部分形成炉渣和生铁，炉渣密度小，浮于生铁上面，分别从出渣口和出铁口排出。
(3)在吹氧后加入Ni、Cr等可以制成不锈
钢，以防止Cr在吹氧时被氧化。
(4)能源和环保已是世界性问题，特别是在工业生产中，能变废为宝更是最佳工艺路线。炼钢和炼铁都含有的污染性气体CO经处理后可用作燃料或还原剂。
探究导引2为何用电解法冶炼金属铝？
提示：因铝金属活泼性较强，还原性强，用常见的还原剂C、H2、CO等无法还原，故采用电解法。要点归纳
特别提醒
有的金属既可以用热还原法，又可以用电
解法，在热还原法中，也可以采用不同的还原剂。对于一种金属的冶炼采用什么样的方法,选用什么样的还原剂,要根据生产原料、设备和金属的用途等多种因素综合确定。
即时应用
2.下图是传统的工业生产金属铝的基本流程
图，结合铝生产流程图解答下列试题：请回答：
(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
(2)氧化铝熔点高达2050 ℃，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措施是________________________________________________________________________。(3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是：_______________ (用化学方程式表示)。
(4)工业上制取金属镁时是电解熔融MgCl2，电解反应方程式为________________________，镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物：____________。解析：该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断、原理的诠释以及能量的合理利
用。
(1)铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，电解前必须进行提纯。石油炼制、煤的干馏的固体物质的成分为碳，具有导电性，可以作为阳极和阴极材料。
(2)纯净Al2O3的熔点很高，而其电解必须在熔融状态下进行，若采用纯净的Al2O3进行电解，则加热熔融需要浪费大量的能量，所以工业上采用加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化钙(CaF2)的方法，降低熔点。(3)工业冶炼铝的关键操作是电解，电解时阳极发生氧化反应，熔融物中的O2－失电子，生成O2，在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应，在高温条件下生成CO。
(4)因为MgCl2为离子化合物，熔融时能发生电离，而AlCl3为共价化合物，熔融时不发生电离，再者MgO熔点很高，很难熔化，耗能太大。
探究导引3在铁皮上镀上一层锌的目的是什
么？快餐杯表面有一层搪瓷，起什么作用？
提示：镀锌的目的主要是将锌覆盖在铁的表
面，隔离空气等，防止铁的腐蚀。快餐杯表面的搪瓷起到保护铁，防止铁生锈的作用。 要点归纳
1.金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀：金属材料与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2等)直接产生化学反应引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀：不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应而引起的金属的腐蚀。
实例：自行车把、车圈用电镀方法镀锌、镀铬等，既美观，又防止钢铁生锈。
②形成钝化膜(发蓝)
③涂油漆
(2)改变金属内部结构
如制不锈钢
(3)电化学保护法
①牺牲阳极的阴极保护法
原理：用活泼金属与被保护金属连接，形成原电池。
阳极：较活泼的金属。
阴极：被保护金属。
实例：轮船船体上焊接锌块。
②外加电流的阴极保护法
原理：外接电源，利用电解原理，使被保护金属做阴极。
阳极：连电源正极，电极材料为惰性电极。
阴极：连电源负极，通电后，电子流向被保护金属，表面聚集电子，抑制该金属失去电
子。
实例：水库铁闸门与直流电源负极相连，并形成闭合回路。
即时应用
3.下列叙述不正确的是( )
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的阴极反应：O2＋2H2O
＋4e－====4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：
2Cl－－2e－====Cl2↑
解析：选A。A项，铁表面镀锌是应用电解原理，镀件铁与电源的负极相连作阴极，镀层金属锌与电源的正极相连作阳极，A项
错误；B项，船底镶嵌锌块是应用原电池原理，活泼金属作负极被氧化，铁作正极得
到保护。
从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(3)验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入________________________________________________________________________
(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________
(填化学式)，写出该溶质的一种用途________________________________________________________________________。
【解析】 流程甲为：
流程乙为：
则滤液E、K中溶质主要成分是NaHCO3，该物质可用作发酵粉、制纯碱等。
以下现象与电化学腐蚀无关的是( )
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易生锈
B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．银质奖牌长期放置后表面变暗【解析】 A黄铜若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是较活泼的锌而不是铜；B生铁中含较多的碳，比软铁芯在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易发生电化学腐蚀而生锈；C铁质器件附有铜配件时，在接触电解质溶液时，铁作阳极失去电子发生氧化反应而被腐蚀；D银质奖牌久置后可能被氧气或硫氧化成银的化合物而使其表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。
【答案】 D[经典案例]对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化
膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a．NH3 b．CO2
c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________。取少量废电解
液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉
淀，产生沉淀的原因是
________________________________________________________________________。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 ________________________________________________________________________。(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防
护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。
?若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为______________。(2)以Cu做阳极，Cu失电子形成Cu2＋，使溶液中Cu2＋浓度保持不变。
(3)作为原电池的正极或电解池的阴极的铁被保护，我们把这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法。课件47张PPT。课题3 高分子化合物与材料课程标准导航
1.能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。
2．知道加聚反应和缩聚反应的特点。
3．举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用，讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。自主学习
一、两种新型的化学反应类型
1.合成聚氯乙烯的化学反应方程式为
,
这种反应类型是加聚反应，氯乙烯称为
_________，链节为—CH2CHCl—，n称为_______________。
单体聚合度分子结构中含有双键、三键或环状结构的分子，都可以通过_________反应生成高分子化合物。
2.对苯二甲酸和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯的化学反应方程式为
加聚这种反应类型是________反应。发生此类反应的必要条件是两种单体分子都含有两个以上能够相互反应的官能团。
二、合成材料及其性能
1.聚乙烯塑料受热到一定范围时开始软化,直到熔化成流动的液体。熔化的聚乙烯塑料冷却后又变成固体,加热后又熔化,这种现象称为______。聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等都是热塑性塑料。热塑性塑料具有____结构。
缩聚热塑性线型2.热固性塑料在形成初期也是长链状的，受热会软化，可以被制成一定的形状。但在进一步受热时，链与链之间会形成_________产生一些交联，形成立体网状结构，硬化定型。再受热时，链状分子的滑动受到限制，因此不会熔化。化学键3.复合材料一般是由起黏结作用的______和起增强作用的_________两种材料构成的。例如，玻璃钢就是一种复合材料，它具有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性好等优良性能。基体增强体4.高分子材料在使用过程中，由于环境的影
响，其强度、弹性、硬度等性能逐渐变差，
这种现象称为高分子材料的______。
5降解是指化学和物理因素引起的聚合物分子链断裂的过程，主要涉及生物降解、
_____________、____________三种过程。老化光降解化学降解自主体验
1.下列有关高分子化合物的叙述中正确的是
( )
A．高分子化合物的特点之一是组成元素简单、结构复杂、相对分子质量大
B．高分子链之间靠分子间作用力结合，因此分子间作用弱，高分子材料强度较小
C．高分子均为长链状分子
D．高分子材料均为混合物
解析：选D。高分子材料中各个分子的n值不一定相同，故应为混合物。
2. (2012·乌鲁木齐高二测试)下列叙述不正确的是( )
A．乙烯和聚乙烯的性质不同
B．聚乙烯是由—CH2—CH2—分子组成的化合物，加热至某一温度则可完全熔化
C．同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成的CO2的质量相等
D．乙烯和聚乙烯的最简式相同
解析：选B。乙烯的结构简式为
CH2==== CH2，聚乙烯为? ，结构不同性质不同；聚乙烯分子中的重复单元为—CH2—CH2—，聚乙烯是混合物；乙烯、聚乙烯的最简式都为CH2，故C、D正确。3.航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船，进行太空探索。其依据是( )
A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产
B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料
C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到
D．塑料是有机物，不会和强酸强碱作用解析：选B。飞船飞行速度很大，所以说其材料要求质轻，耐高温耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新型材料。探究导引1高分子化合物是纯净物吗？
提示：高分子化合物是混合物，不是纯净物。这是因为：对单个高分子来说，相对分子质量是确定的，但对一块高分子材料来说，它是由许多相对分子质量不等的高分子聚集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。要点归纳
1.高分子化合物的特点
(1)有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104～106，且是一个平均值；低分子有机物的相对分子质量一般在1000以下，且是一个固定的数值。
(2)有机高分子化合物由若干个重复单元组
成，低分子有机物分子组成、结构固定。
(3)有机高分子化合物与低分子化合物的物
理、化学性质有较大差异。2.加聚反应和缩聚反应是有机合成高分子的两大重要反应类型
(1)加聚反应
特点：①无小分子的副产物生成；②所生成的高分子的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍；③高分子与单体具有相同的元素质量组成；④通过共价键结合，具有特定结构，故化学组成并不复杂。
(2)缩聚反应
特点：①反应中总伴随有小分子副产品如H2O、HCl、NH3等生成；②单体和聚合物的组成不同。
3.两大聚合反应的单体结构特点及加聚产物和缩聚产物的书写方式
(1)单体结构特点：
①加聚反应单体一般常含
等结构，也就是说含有双键、三键或环状结构的低分子在一定条件下可发生加聚反应。
②缩聚反应：一般来说其单体至少有两个官能团。例如：HOCH2COOH；H2NCH2COOH；HOOC—COOH；HOCH2—CH2OH等等。
(2)加聚产物和缩聚产物的书写方程式不同：加聚产物没有端基原子或原子团，缩聚产物有端基原子或原子团。【归纳小结】 合成高分子化合物的主要化学反应
即时应用
1. 1.下列塑料的合成,所发生的反应类型与另外三种不同的是( ) 解析：选C。判断反应类型,对高聚物进行识
别,实际是变相地找单体。单体依次为：乙
烯、氯乙烯、苯酚和甲醛、苯乙烯,进而得
出酚醛树脂是缩聚产物,另外三种是加聚产
物。探究导引2按结构特点高分子化合物可分为哪两大类？
提示:高分子化合物从结构特点上可分为线型高分子和体型高分子。要点归纳
线型结构、体型结构高分子材料比较
即时应用
2. （2012·芜湖高二检测）现有两种高聚物
A、B,A能溶于苯、四氯化碳等有机溶剂,并加热到一定温度下熔融成粘稠状的液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融,则下列叙述中不正确的是()
A.高聚物A可能具有弹性,而高聚物B没有弹性
B.高聚物A一定是线型高分子材料C.高聚物A一定是体型高分子材料
D.高聚物B一定是体型高分子材料
解析：选C。A具有热塑性,应是线型结构,因而A可能有弹性和一定的溶解性；B具有热固性,应是体型结构,没有弹性,一般也不溶解于溶剂。探究导引3什么是功能高分子材料？
提示:功能高分子材料包括具有新型骨架结构的高分子材料,还包括在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团,使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。要点归纳
功能高分子材料与复合材料比较即时应用
3. “耐高温长寿命抗氧化陶瓷复合材料应用技术”曾获国家技术发明一等奖。该复合材料的强度比钢还大,在航空航天器中用来替代金属材料,可节约20%～30%的燃料。下列关于该材料的叙述中不正确的是()
A.该材料属于新型无机非金属材料
B.该材料的化学性质非常稳定
C.与金属一样有较好的传热性能D.可以替代金属作耐高温结构材料
解析：选C。该物质为陶瓷复合材料,是热的不良导体,选项C不正确。它是新型的无机非金属材料,具有化学性质稳定、耐高温、耐腐蚀等优点。 (2012·开封高二检测)合成结构简式为：
?
的高聚物，其单体是( )①苯乙烯 ②丁烯 ③丁二烯 ④丙炔 ⑤乙烯
A．①② B．④⑤
C．③⑤ D．①③【思路点拨】 解答此题注意以下两点：
(1) 要判断高聚物的单体，首先要判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物。
(2)判断高聚物所属类别的方法是看链节的结构。若结构中在主链中只有碳链，则是加聚产物；若结构中含有其他的基团(如
等)，则是缩聚产物。
【解析】 根据加聚产物找单体的方法：有双键，四个碳，然后两个两个断下来，所以单体有CH2==== CH2、
CH2CH==== CHCH2。
【答案】 C 下列材料中属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料
A．①②⑤ B．②④⑤⑥
C．③④⑤ D．全部【解析】 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都属于功能高分子材料。
【答案】 D 下列物质不属于复合材料的是( )
A．碳化硅纤维
B．生物陶瓷
C．钢化玻璃
D．氮化硅陶瓷【解析】 复合材料具备的特征是：能够承受高温、高强度，具备电学、光学特性，具有生物功能。而传统的非金属材料主要是指以硅酸盐为原料而制备的材料，如水泥、玻
璃、传统陶瓷等。选项C中的钢化玻璃跟普通玻璃的成分是一样的，只是制作工艺稍有差别，钢化玻璃是将玻璃熔融体经过急速冷却而制得的。
【答案】 C
[经典案例]使用某些高分子材料给环境造成“白色污染”，后果严重。最近研究的一些可分解性塑料有良好的生物适应性和分解性，能自然腐烂分解。如：已知3HB的单体叫3-羟基丁酸，则
(1)4HB的单体名称是____________；3HV的单体名称是________________。
(2)两分子3HV的单体脱水时，生成的环酯的结构简式是
________________________________________________________________________。【解析】 已知信息3HB的单体叫3-羟基丁
酸，可以简单推知4HB的单体名称是4-羟基丁酸。结合缩聚物找单体的断键规律，分别补充氢或者羟基，找到二者的单体验证之，
数字3或4表示的是官能团羟基的位置。它们都是含有羟基和羧基的双官能团化合物，两分子3HV的单体脱水时，显然能生成环酯。【答案】 (1)4-羟基丁酸 3-羟基戊酸课件26张PPT。单 元 优 化 总 结第二单元 化学与资源开发利用电解是指电流通过溶液时在阴、阳两极发生化学反应的过程。此类题主要分析阴、阳两极反应，理清溶液中的离子在电极上的放电顺序，电化学常常涉及到物理学中的串联电路、并联电路以及相关物理量，如电流强度、电
压、电阻、时间、电量等，无疑有关电化学知识是物理学和化学的交汇点，这将会成为理科综合测试的热点。
有关电解计算的方法与规律：通常是求电解后某产物的质量、气体的体
积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解决此类题的方法有两种：一种是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；另一种是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。以电子守恒较为简便，注意运用。一般计算电极产物时用电极反应，采用电子守恒法；计算电解后溶液的pH时用电解方程式，列比例求解。
图示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶
液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增
加。据此回答问题：
①电源的N端为__________极；
②电极b上发生的电极反应为：________________________________________________________________________；③电极b上生成的气体在标准状况下的体积: __________；
④电极c的质量变化是__________；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液__________________________________；
乙溶液__________________________________；丙溶液________________________________________________________________________；
(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？________________________________________________________________________。【解析】 首先从图示装置中有直流电源
知，甲、乙、丙均为电解池，从乙中c极质量增加，确定c极电极反应式为Cu2＋＋2e－==== Cu，c为电解池的阴极，则d为电解池的阳极，N为电源的正极，甲池为惰性电极电解NaOH溶液，b极为电解池阳极，电极反应式为4OH－－4e－==== 2H2O＋O2↑， 从丙池溶液浓度的改变计算出电解水的量：【答案】 (1)①正 ②4OH－－4e－==== 2H2O＋O2↑
③2.8 L ④16 g ⑤甲：碱性增大，因为电解后水减少，溶液中NaOH浓度增大 乙：酸性增大，因为阳极OH－放电破坏水的电离平衡，溶液中c(H＋)增大丙：酸碱性不变，电解K2SO4实质是电解
水，K2SO4是强酸强碱盐，浓度增大，酸碱性不变
(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应开发
1.重要的化石燃料：煤、石油、天然气。
2.煤作燃料的利与弊的问题
(1)煤是重要的化工原料，把煤直接作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用；(2)煤直接燃烧时产生的SO2等有毒气体和烟尘会对环境造成严重污染；(3)煤作为固体燃料，燃烧时的反应速率慢，热效率低且运输不方便；(4)可以通过使煤变成清洁能源的技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气脱硫净化等，大大减小燃煤对环境造成的污染，提高煤的热效率。
3.燃料充分燃烧的条件
(1)充足的空气；(2)与空气(氧气)有足够大的接触面积。
4.新能源的开发
(1)调整和优化能源结构，降低化石燃料在能源结构中的比率；(2)最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为可再生能源，对环境没有污染或污染较小。
航天飞机座舱内空气更新过程如下图所示：
(1)Ⅱ是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)从装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可看出，O2的来源是CO2和H2O，宇航员每天消耗28 mol O2，呼出23 mol CO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2O__________mol。
(3)以下是另一种将CO2转化为O2的实验设
想：
其中，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下：
①上图中，装置a由__________，__________，双孔塞和导管组成。
②循环物质甲的名称是__________。
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是__________。
④装置b中填充的物质可能是__________(填入编号)。
e．硅胶 f．碱石灰 g．无水氯化钙 h．浓硫酸
宇航员呼出的CO2气体中含有H2O(g)：56 mol－46 mol＝10 mol。
MgCl2·6H2O制取MgCl2必须在HCl气流中加热失去结晶水，提供HCl气体的装置为
a，其中盛放盐酸，b中应为干燥剂。
课件50张PPT。第二单元 化学与资源开发利用第二单元 化学与资源开发利用课题1 获取洁净的水课程标准导航
1.了解污水处理的方法及获取洁净水的方法。
2．了解硬水的概念，知道硬水软化的常用方
法。
3．理解加热煮沸法和离子交换法软化硬水的基本原理，了解药剂法软化硬水的原理。自主学习
软水硬水软水硬水暂时钠二、污水处理
1.处理污水的方法很多,一般可归纳为______、_________和_______等。污水处理程度可分为一级、二级、三级，一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理程度。对于酸性废水和碱性废水，可以采用_______法进行处理，一般用中和剂如_______来中和钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水，用_______或_____来中和碱性废水。
物理法生物法化学法中和熟石灰H2SO4CO2向含有Hg2＋的废水中加入Na2S，可以使
Hg2转变为HgS沉淀而除去，反应的离子方程式为____________________；用Na2S除去
Hg2＋的同时，也能将水中所含的Pb2＋、Cu2＋等重金属离子除去，有关反应的离子方程式为________________________________
_________________________________。
Hg2＋＋S2－====HgS↓Pb2＋＋S2－====PbS↓，Cu2＋＋S2－====CuS↓三、海水淡化——电渗析法
1.电渗析法是一种利用_______________进行海水淡的方法。
2.离子交换膜是一种功能性膜，应具有良好的_______________和________________。
3.原理：在外加直流电场的作用下，海水中的阴、阳离子分别透过阴膜和阳膜，可达到分离和浓缩的目的。
离子交换膜选择透过性化学稳定性自主体验
1. (2012·合肥高二检测)锅炉水垢的主要成分是( )
A．CaCO3，MgCO3
B．CaSO4，MgCO3
C．CaCO3，Mg(OH)2
D．CaSO4，CaCO3
2.下列叙述中不正确的是( )
A．钟乳石(主要成分为CaCO3)能和稀盐酸反应
B．磺化煤可软化硬水
C．加热暂时硬水可放出CO2
D．加热永久硬水可放出CO2
解析：选D。永久硬水主要含有硫酸盐和氯化物，因此加热永久硬水不能放出CO2。3.海水约占地球现有总水量的97%，海水淡化问题成为科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是( )
A．加化学试剂，使海水中的盐分沉淀
B．利用太阳能，将海水蒸馏而去掉盐分
C．将海水通过离子交换树脂而除去盐分
D．利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分
解析：选A。海水中Na＋等离子不能通过加化学试剂而沉淀，A项错误；B项为蒸馏法淡化海水；C项为电渗析法淡化海水；D项为反渗透法淡化海水。探究导引1具有永久硬度的水通常采用药剂法和离子交换法进行软化。那么药剂法软化硬水常使用何种药剂？提示：常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。对于工业锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药
剂的处理方法，使沉淀物悬浮在水中而不结
垢。
要点归纳
药剂法通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2＋、Mg2＋发生化学反应，使Ca2＋、
Mg2＋以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。
有关反应方程式如下：
Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2====2CaCO3↓＋2H2O
即时应用
1.我国规定饮用水质量标准必须符合下列要
求：
某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下：
①只是物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程
FeSO4·7H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成______________沉淀。
(3)通入CO2的目的是______________。
(4)气体A的作用是______________，这种作用是基于气体A和水反应的产物具有________________性。(5)下列物质中，__________________可以作为气体A的代用品(填写编号)。
①Ca(ClO)2 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2解析：(2)混凝剂要除去固体悬浮颗粒，首先要水解生成胶体再吸附杂质，有化学变化和物理过程。
(3)CO2气体的作用是除Ca2＋，调节溶液的
pH。
(5)根据气体A具有强氧化性，可知作代用品的可以是①③。探究导引 2举例说明使离子交换树脂再生的方法。
提示：把失效后的NaR型离子交换树脂置于
5%～8%的食盐水中，便可发生逆向交换反
应，恢复交换能力，这个过程叫做再生。
要点归纳
离子交换法： 用离子交换剂除去硬水中的Ca2＋、Mg2＋。如用离子交换树脂软化水的过程为：
2NaR＋Ca2＋====CaR2＋2Na＋，
2NaR＋Mg2＋====MgR2＋2Na＋。
而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示)
为：
CaR2＋2Na＋====2NaR＋Ca2＋。
即时应用
2. (2012·平顶山高二检测)氢型阳离子交换树脂的主要反应可表示为：2HR＋M2＋ ====
MR2＋2H＋。若将100 mL只含Ca2＋的水经过此阳离子交换柱后，流出液用0.1000 mol·L－1 NaOH溶液中和,用去NaOH溶液20.00 mL。则此100 mL水中含Ca2＋( )
A．160.00 mg B．80.00 mg
C．40.00 mg D．120.00 mg解析：选C。本题可以采用逆推法求解，即根据用去NaOH溶液的体积求出溶液中H＋
的物质的量，然后再进一步求出Ca2＋的质
量。 磺化煤(表示式NaR)是一种钠型离子交换剂，它能把硬水中的Ca2＋、Mg2＋交换除去而使水软化，现代海水的淡化方法是：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示：(1)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟基型阴离子交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是(填代表符号)：A柱__________；B柱__________。
(2)说明按上述顺序装柱的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。【解析】 由离子交换法的原理迁移应用到题给信息可知，阳离子交换树脂的交换原理为：
Na＋＋H====RH＋＋NaR Ca2＋＋2HR====2H＋＋CaR2 Mg2＋＋2HR====2H＋＋MgR2
阴离子交换树脂的交换原理为：【答案】 (1)HR ROH
(2)若相反，则首先产生OH－易与Mg2＋等反应产生Mg(OH)2等沉淀，堵塞离子交换柱 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)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________。
(3)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的________。(2)通过压力使水分子通过半透膜而获得纯净水的方法称为反渗透法，电渗析法的推动力是电压。
(3)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)。
[经典案例] 随着全球淡水资源危机日益严重，世界各国都把目光投向了占全球总水量约97%的汪洋大海，希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水。
目前海水淡化有了许多新工艺，最广泛应用的为多级闪蒸法，其流程示意图如下图。已知一级闪蒸室和二级闪蒸室内的压强分别是p1和p2，且p2
(1)②处海水的温度比①处海水温度高的原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)盐水能够从一级闪蒸室流入二级闪蒸室的原因是
________________________________________________________________________。(3)为降低能耗，多级闪蒸法采取了降压和________两项措施。降压可以降低能耗的理由是________________________________________________________________________。
(4)海水淡化亦称海水脱盐。该工艺过程包括海水预处理、脱盐、淡化水的后处理等。下列属于海水预处理的是________、________、________。(填序号)①淡水收集 ②除掉悬浮物 ③杀灭海洋生物 ④除掉海水中的盐分 ⑤水质检测 ⑥降低海水浑浊度
为了检验所收集的淡水是否含有氯离子，通常采用的试剂是________。【解析】 (1)受热后的海水进入一级闪蒸室,水蒸气经过冷却后，一部分转化为淡水。由于一级闪蒸室中的压强大于二级闪蒸室，所以一级闪蒸室中余下的盐水可进入二级闪蒸室，水蒸气被再次冷却。由于p2(2)二级闪蒸室的压强小于一级闪蒸室的压
强，(或p2(3)热交换 降压后水的沸点降低，水汽化所需要的能量减少
(4)② ③ ⑥ 硝酸银溶液和稀硝酸课件74张PPT。课题2 海水的综合利用课程标准导航
1.了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源的利用。
2．了解海水提溴的重要步骤。自主学习
一、海水中盐的开发和利用
海水中含有多种盐类，以________最多,约
占海水中盐类总量的80%,还含有_______、_____________等。
氯化钠氯化镁硫酸钙1.海水制盐
(1)海水制盐以_____法(盐田法)为主，主要原理是太阳照射后，水分蒸发，各种盐分达到______浓度时，依次以固体形式析出。
(2)盐田一般分为_________、蒸发池、结晶池三部分。
蒸发饱和贮水池(3)海水制盐要经过风吹、日晒逐渐蒸发浓
缩，达到饱和后会析出食盐晶体，分离后所得的母液叫_______，可综合利用制得副产品________、_________等。(卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化钾。)
苦卤氯化钾氯化镁2.食盐资源的利用
(1)化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为原料制取____________________，再进一步生产其他化工产品。
(2)电解饱和食盐水实验装置
NaOH、Cl2、H2二、海水提溴
从海水中提取的溴约占世界溴年产量的
1/3，常用的方法叫_____________。
1.氯化
(1)用氯气置换溴离子的反应式为
__________________________。
(2)氯气置换溴离子之前，要使海水酸化，使pH＝3.5。
吹出法Cl2＋2Br－ ==== Br2＋2Cl－2.吹出
当Br－被氧化成 Br2后，用_______将其吹出，也可用____________与溴一起蒸出。
3.吸收
用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品的反应方程式为
___________________________________
___________________________。空气水蒸气Br2＋SO2＋2H2O ==== 2HBr＋H2SO4，Cl2＋2Br－ ==== 2Cl－＋Br2重氢D的中子减速剂和传热介质(重水堆)。
3.热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融4.合成氦核，同时放出大量能量的过程。
海水中含重水约2.0×1014 t。自主体验
1.下列说法不正确的( )
A．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应
B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长途运输
C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的
D．海洋资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属
解析：选D。D中硼(B)元素是非金属元素，因此不正确。
2.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
解析：选D。海水中氯、溴、碘是以离子形式存在，没有单质形式，钠、镁、铝也是以离子形式存在。
C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体
D．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生产
C项中海水淡化的同时，得到了含盐较多的卤水，为氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等提供了较好的原料，可以降低成本，C项正确。D项中最初海水淡化能耗大，成本
高，但随着技术的进步，使用规模的扩大，成本已大大降低，故错误。
提示：(1)可选用以下常见试剂：NaOH、Na2CO3、BaCl2和盐酸。
(2)加入试剂的顺序有三种：①先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3，最后用稀盐酸调节pH；②先加BaCl2，后加Na2CO3，再加NaOH，最后用盐酸调节pH；③先加
BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3，最后用盐酸调节pH。要点归纳
电解饱和食盐水实验装置
即时应用
1.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
解析：选D。在直流电源和电解池的闭合电路中，电子从电源负极流向电解池的阴极。电解饱和食盐水，在阳极上生成Cl2，可用碘化钾淀粉溶液作试剂检验Cl2；在阴极上生成H2，可用向下排空气法收集，采用点燃
的操作方法检验H2；在阴极区生成NaOH溶
液，可用酚酞试液作试剂检验NaOH。探究导引 2离子交换膜的基本构造、特性及其作用分别是什么？
提示：(1)基本结构为离子交换膜电解槽单元
槽：由阳极(钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。
(2)离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，且阻止阴离子和气体通过。
(3)离子交换膜的作用：①可防止H2和Cl2混合发生爆炸；②防止Cl2与NaOH反应生成NaClO影响烧碱质量。
要点归纳
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程如下图所示：离子交换膜法电解原理：
精制的饱和食盐水进入阳极室，加入NaOH的纯水进入阴极室，通电时，水在阴极表面放电生成H2，Na＋穿过离子交换膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含NaOH，Cl－则在阳极表面放电生成Cl2，电解后的淡盐水从阳极导出。由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH,称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到
固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗
涤、压缩后被送往氢气贮柜；阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到
液氯。
即时应用
2.氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。工业上主要通过电解饱和食盐水的方法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。
(1)写出电解饱和食盐水的电极反应式和总的反应式：阳极：________________，阴极：________________，总反应式：________________________________________________________________________。(2)离子交换膜电解槽一般采用钛作阳极，其原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
阴极一般用碳钢网制成。离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是
________________________________________________________________________。(3)为使电解饱和食盐水的速率加快，下列措施可行的是________。
A．增大阴极碳钢网面积
B．提高饱和氯化钠溶液的温度
C．加大阴极与阳极间的距离
D．提高电解时的直流电源电压
阳极用金属钛的原因是因为Cl2不易腐蚀金属钛。用离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室的原因是既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaCl、NaClO而影响烧碱的质量。为了加快电解饱和食盐水的速率，可以采用增大阴极碳钢网面积、提高饱和氯化钠溶液温度、提高电解时直流电源电压的方法。探究导引 3 海水提镁过程主要发生的化学反应有哪些？
要点归纳
1.海水淡化
通过从海水中提取淡水或从海水中分离出盐
分，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法已有十几种，主要的有蒸馏法、电渗
析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最
久，技术和工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法，其蒸馏原理如图所示。
2.海水中镁、钾、溴、碘等化工产品元素的提取
海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集问题。(1)海水中溴的提取流程：
①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质。
2NaBr＋Cl2==== Br2＋2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气或水蒸
气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的。
Br2＋SO2＋2H2O==== 2HBr＋H2SO4
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气。
2HBr＋Cl2==== 2HCl＋Br2
⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。
(2)海带中碘的提取原理：海带中的碘元素主要以I－的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。
如用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是:
2I－＋H2O2＋2H＋==== I2＋2H2O
实验中先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用H2O2、H2SO4处理，使得I－被氧化成I2。
3.海水资源的综合利用
(1)从海水中提取淡水——海水淡化；
(2)直接利用海水进行循环冷却；
(3)海水制盐；
(4)从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产
品；
(5)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料；
(6)从海水中获取其他物质和能量。即时应用
3.(2012·武汉高二检测)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，离子交换膜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顺序制备？________(填“是”或“否”)。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____________________________。
解析：(1)电解饱和食盐水用的是阳离子交换膜，而在食盐水中的阳离子只有H＋和
Na＋，电解时，H＋在阴极上生成氢气，Na＋在外加电场作用下向阴极运动，所以通过离子交换膜的是Na＋。由于阳极上发生氧化反应，是溶液中Cl－放电生成Cl2，所以必须用惰性电极，工业上一般用钛(表面涂有钌氧化物)，也可以用石墨电极。(2)在该流程开始时向苦卤中加入硫酸，因CaSO4微溶于水，先形成CaSO4沉淀而将Ca2＋除去。若先制取Mg(OH)2，
加入的石灰水会有部分与硫酸反应生成CaSO4而使制得的Mg(OH)2不纯净。
(3)CCl4是一种易挥发、有毒的液体，所以此流程中不用CCl4萃取的方法，而是利用溴的挥发性，向得到的含溴水的海水中吹入热空气，使溴挥发出来。与萃取相比，该方法简单、实用、经济、无污染。
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CaSO4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、环境污染严重
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＝____________ (要求计算表达式和结果)；(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。①图中X、Y分别是________、________(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________；
②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：________________________________________________________________________；③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)______________________、________________________。
③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(其他合理答案也可) 从海水中提纯粗盐后的母液中含有
K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子，对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
(1)从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是________________________________________________________________________。(2)石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，从充分利用当地海洋化学资源，提高生产与经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料是_______________________________。
(3)电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是(填写代号) ________。
A．H2 B．CO2 C．空气 D．O2 E．水蒸气【解析】 (1)Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水。在K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子
中，Mg2＋与石灰乳提供的OH－反应生成Mg(OH)2沉淀。
(2)“充分利用当地海洋化学资源”，它暗示的是利用贝壳中的CaCO3生产生石灰。
(3)镁单质易被氧化，因此冷却镁蒸气应在还原性的氛围中冷却，题给物质中只有H2不和Mg反应。【答案】 (1)沉淀Mg2＋[或制取Mg(OH)2] (2)贝壳 (3)A
[经典案例] 海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前
列；从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1)请列举海水淡化的两种方法：______、__________。
(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、______、______或
H2、______。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为________________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________，
由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是________________________________________________________________________。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图。请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为________________________________________________________________________。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的
目的，操作中如何控制关键条件：__________________________________。④C中液体产物颜色为______。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是______。课件56张PPT。课题3 石油、煤和天然气的综合利用课程标准导航
1.了解石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解。
2．了解煤的干馏和综合利用。
3．了解煤化工和天然气化工的发展。自主学习
一、石油和天然气
1.石油的炼制和石油化工
石油是烃的混合物，加工前称为_______，石油要炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用。
原油2.工业上常用_______分馏和_________分馏的方法把不同沸点的产品分离出来。
为了提高汽油产量，还可采用__________的方法。如十六烷分解反应方程式为C16H34―→C8H18＋C8H16。
3.石油不仅是燃料资源，还是有机化工原料的重要来源。
常压减压催化裂化4.乙烯的生产主要靠石油______，________的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。
5.天然气的主要用途：①直接作燃料；②
___________________；③合成甲醇及其他化工原料。裂解乙烯合成氨原料气(制H2)二、煤的综合利用
1.煤与炭的关系
木炭、焦炭等是碳的不纯单质，而煤是
_________和________组成的复杂混合物。
煤除了主要含碳元素外还含有少量的S、P、N、H、O等元素以及无机矿物质(主要有
硅、铝、钙、铁等元素)。有机物无机物2.煤的干馏
(1)将煤_____________加强热使其分解的过
程，叫做煤的干馏，也叫煤的焦化。
(2)工业上炼焦的原理是将煤粉放在________的炼焦炉中加热。
隔绝空气隔绝空气3.煤的气化和液化
(1)煤的气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压强下使煤中有机物与气化剂(如蒸气/空气或氧气等)发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有________________等气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。CO、H2、CH4吸热直接间接高温高压催化剂②间接液化是把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气等，然后合成气通过催化合成生成性能优良的液态醇类、烃类及化学品等。
三、煤化工和天然气化工的发展——一碳化学
1.一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4、CH3OH等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。
3.使用不同的催化剂，可以从合成气制出不同的产物，这就是合成气化学，由CH4、CH3OH等含一个碳原子的分子，通过
________________直接生成新的化合物，叫__________化学和__________化学。催化反应甲烷甲醇自主体验
1.节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少二氧化碳排放的是
( )
A．利用太阳能制氢
B．关停小火电企业
C．举行“地球一小时”熄灯活动
D．推广使用煤液化技术
解析：选D。A项利用太阳能制氢一是节省电能，减少煤的燃烧，二是氢可代替一部分化石燃料，减少CO2的排放，B项关停小火电企业减少煤的燃烧，C项举行熄灯活动，节省了煤电，减少了CO2的排放，D项煤液化成水煤气，燃烧后，CO2的排放没减少。2.下列变化，属于物理变化的是( )
A．炭化 B．裂化
C．分馏 D．干馏
解析：选C。分馏只是利用混合物中各物
质沸点不同将它们分离开，并没有新物质生成，属于物理变化。其他变化都有新物质生成，属于化学变化。3.为了更好地解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃煤的燃烧效率，另一方面寻找能源,以下做法不能提高燃烧效率的是( )
A．煤的气化与液化
B．液体燃料呈雾状喷出
C．通入大量的空气
D．将煤粉碎解析：选C。A、B、D都是通过改变燃料的状态，来增大反应物的接触面积，使其充分
燃烧；C通入大量空气，也能使燃料充分燃
烧，但大量气体逸出时会带走热量。探究导引1 通过石油分馏就可以得到汽油、煤
油、柴油等轻质油，为什么石油还要进行裂化制得汽油等轻质油？
提示：通过分馏得到的汽油、煤油、柴油等轻质油仅占石油产量的25%左右，还不能满足社会的要求。为了获得更多的轻质油，特别是提高汽油的产量，采用催化裂化的方
法，在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。要点归纳
石油化工
即时应用
1.下列关于石油及石油炼制的叙述中错误的是( )
A．石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物
B．石油分馏所得的馏分是纯净物
C．为了防止重油进一步分馏时炭化结焦，常采用减压分馏
D．石油裂化的原料是重油、石蜡等解析：选B。石油分馏所得到的是由沸点相近的多种烃的混合物而非纯净物；减压分馏防止了重油的炭化结焦；重油、石蜡等含碳原子数较多的高沸点的烃，通过裂化可以得到沸点低的烃。探究导引 2煤的干馏与石油的分馏本质上有何差别？
提示：分馏：用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物，里面无新物质生成，属于物理过程。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热，使煤分解的过程，是化学变化。
要点归纳
煤的综合利用即时应用
2. (2012·中山高二检测)下列说法正确的是
( )
A．把煤加强热使之分解的过程叫干馏
B．煤的干馏属于化学变化
C．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来
源，主要存在于煤干馏所得的焦炉气中
D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来解析：选B。煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程，选项A中没有强调“隔绝空气”这个重要条件，因此是错误的；煤干馏时发生了复杂的反应，是化学变化，故选项B正确;煤高温干馏的产物主要是焦炭，同时得到焦炉气、煤焦油、粗氨水等。焦炉气的主要成分是H2和CO等气体，芳香烃主要存在于煤焦油中，故选项C不正确；煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质，煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，煤焦油在170 ℃以下蒸馏出来的馏出物中主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等，所以不能说煤中含有苯和甲苯，故选项D不正确。 如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。资料1：石蜡是含有20～30个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。
资料2：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化剂。
某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图所示。实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪
色，实验后闻试管Ⅱ中液体气味，具有汽油的气味。
(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为__________，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是__________，装置中较长导管的作用是________________；(2)试管Ⅱ中少量液体凝结说明了________________________________________________________________________；
(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了________________________________________________________________________；(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)石油裂化的重要意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
试管Ⅱ中有液体生成，说明生成了碳原子数大于5的烃，因为常温常压下，5个碳原子数以上的烃大都呈液体，试管Ⅲ中KMnO4溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃；由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取卤素单质；从以上变化可以看出，石油裂化的主要意义是可提高轻质燃油特别是汽油的产量和质量。
【答案】 (1)从下往上，从左往右 检验装置的气密性 导气、冷凝气体
(2)裂化生成了碳原子数大于5的烃
(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃
(4)不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应其中，D易溶于水，且与CH3COOH互为同分异构体，F分子中的碳原子数是D中的3倍，H经催化氧化可得到G。请回答下列问题：
(1)写出下列物质的结构简式：
A______________，H______________；指出A和H的关系：______________。(2)利用合成气(H2＋CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可合成
醛、酸、酯等多种产物，下列表述正确的是______。
①以合成气为原料的反应都是化合反应
②改变合成气中CO与H2的体积比，可得到不同的产物
③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成④从合成气出发生成气态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径
⑤以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水
A．①②④ B．②③④
C．②④⑤ D．③④⑤
(3)写出下列反应的化学方程式：①CH3COOH＋E―→F：_______________________________；
?
②D与新制氢氧化铜加热：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 本题以能源为载体考查烃的衍生物的性质，命题着眼点在于煤的气化和液
化，同时它又结合有机化学反应类型，要求整合新信息得出结论。
(1)由题图知，A经两次催化氧化得到C，则A为CH3OH，B为HCHO，C为HCOOH，且H应为CH3CH2CH2CH2OH，G为CH3CH2CH2CHO，D的分子式为C2H4O2，易溶于水，说明不是酯，则D为HOCH2CHO，E为HOCH2CH2OH，F为CH3COOCH2CH2OOCCH3。
(2)依题意，CO和H2可合成汽油，汽油是烃
类，所以必然生成水，不是化合反应，①和⑤都不正确。
[经典案例] 下图为实验室干馏煤的装置
图，请回答下列问题：(1)指出图中各仪器的名称：a：_______；
b：______；c：________；d：________。
(2)装置c的作用是__________，d中的液体有__________
和________。其中的无机物里溶有______，可用________检验出来；有机化合物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出
来。在170～230 ℃时可得到________，加热到230 ℃以上可以得到______________。(3)e处点燃的气体主要是______，火焰的颜色是______色。
【解析】 煤干馏是将煤隔绝空气加强热使其发生分解的过程，煤干馏后得到焦炭、煤焦油、焦炉气和出炉煤气。【答案】 (1)酒精喷灯 铁管 烧杯 U形管
(2)冷水浴 煤焦油 粗氨水 氨 酚酞 分馏 酚类和萘 更复杂的芳香族化合物
(3)CH4、H2 淡蓝课件16张PPT。单 元 优 化 总 结第四单元 化学与技术的发展1.化肥 2.农药3.对环境的污染
农业上化肥的过量施用和水土流失，加上日常生活中含磷洗涤剂的使用，会造成近海和湖泊中的水体富营养化。水体中植物营养素的增加，使藻类和其他浮游生物大量繁殖，使水中的溶解氧急剧减少，导致鱼类大量死
亡，产生“赤潮”或“水华”现象。农药的大量使用，一方面也会造成水体污染，另一方面会通过食物链危害人体健康。
霉酚酸酯(MMF)是器官移植中抑制细胞增殖最常用的药物。下列关于MMF的说法正确的是( )A．MMF能溶于水
B．MMF能发生取代反应和消去反应
C．1 mol MMF能与6 mol氢气发生加成反应
D．1 mol MMF能与含3 mol NaOH的水溶液完全反应
【解析】 MMF中有 、酚羟基、
—O—、 官能团。由于酯基、醚键、烃基均为憎水基，只有—OH为亲水基且MMF中含有23个碳原子，因此，MMF不溶于水，故A项错误；由于MMF中无—X及醇羟基，因此，MMF不能发生消去反应，故B项错误；由于1 mol MMF中含有1 mol苯环和1 mol碳碳双键(酯基与H2不发生加成反应)，因此，1 mol
MMF能与4 mol H2发生加成反应，故C项错
误。由于1 mol MMF中含有2 mol酯基和1
mol 酚羟基，因此，1 mol MMF能与含3
mol NaOH的水溶液完全反应,故D项正确。
【答案】 D 油脂A的通式为 ，
(烃基R—中不含有三键)，0.1 mol的A与溶有96 g溴的四氯化碳恰好完全反应，0.1 mol的A完全燃烧时生成的CO2和H2O的物质的量之和为10.6 mol。求油脂A的结构简式，写出油脂A氢化的化学方程式。【解析】 从油脂A与溴发生加成反应的物质的量之比可求出油脂A分子中双键的个
数。然后从与A具有相同碳原子数的高级饱
和脂肪酸甘油酯应具有的分子式通式，推知油脂A的分予式通式。最后从燃烧后生成的CO2和H2O的总物质的量可求出油脂A的分子式和结构简式。【答案】 设与油脂A中羧酸具有相同碳原子数的饱和高级脂肪酸为CnH2nO2，则形成的甘油酯的分子式通式为C3n＋3H6n＋2O6。因0.1 mol A耗Br2的物质的量为0.6 mol，即1 mol的A完全与Br2加成耗Br2为6 mol，故油脂A是不饱和高级脂肪酸的甘油酯，每个不饱和高级脂肪酸中应含有两个 。A的分子式为C3n＋3H6n＋2－12O6即为
C3n＋3H6n－10O6。每摩尔A完全燃烧可生成CO2为(3n＋3)mol，生成H2O为(3n－5)mol,故有0.1×(3n＋3)＋0.1×(3n－5)＝10.6，
n＝18。所以A的结构简式是：
。油脂A氢化的化学方程式为：课件38张PPT。第四单元 化学与技术的发展第四单元 化学与技术的发展课题1 化肥和农药课程标准导航
1.了解常见化肥的组成、性质、作用。
2．了解常见农药的成分及其作用。
3．通过典型事例了解化学肥料、农药及其发展趋势。自主学习
一、化肥为农作物补充必要的营养元素
1.农业生产中,大量使用的化肥主要有____、________、钾肥。
2.常用的钾肥主要有_________、_______、硝酸钾。
3.农业生产中用量最大的氮肥有________、硝酸铵、_____________等。
氮肥磷肥氯化钾硫酸钾尿素碳酸氢铵二、农作物的保护神——农药
1.最早使用的农药石硫合剂是用________和______配制的,农药波尔多液是用______、__________配制的。科学家们在不断寻找高效、低毒、低残留的农药，这样的农药可能从元素周期表的_________区域寻找。
2.人们通过研究合成了一种能促进植物生长的调节剂_________，_____________在植物体内产生乙烯。
石灰硫黄硫酸铜石灰非金属乙烯利乙烯利三、化肥、农药的合理使用与环境保护
农药主要用于对有害生物的防治，但它们对周围生物群落的影响是广泛而复杂的，如能毒害水生物和污染水源等；不合理使用化学肥料往往会造成水体富营养化，产生______等污染现象。水华自主体验
1.保护环境是每一个公民的责任。下列做
法：①推广使用无磷洗涤剂；②城市生活垃圾分类处理；③推广使用一次性木质筷子；④推广使用清洁能源；⑤过量施用化肥、
农药；⑥推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是( )
A．①②④⑤ B．②③④⑥
C．①②④⑥ D．③④⑤⑥
解析：选C。过量使用化肥、农药对环境有破坏作用，使用一次性木质筷子，必定会导致树木大量砍伐，对环境保护不利。2.某研究性学习小组的同学为家乡农业生产提出了下列建议，其中不合理的是( )
A．要加大灌溉用水的管理力度，防止水资源的污染和浪费
B．禁止就地焚烧农作物秸秆，应该将其回收用于制沼气
C．用熟石灰改良酸性土壤，应同时施加碳铵(NH4HCO3)以提高土壤肥力
D．要综合利用农家肥和化肥，重视在增施农家肥的基础上，配合使用化肥
解析：选C。熟石灰的成分是Ca(OH)2，溶液显碱性，与酸性土壤中的H＋能反应，但易使土壤板结盐碱化，加入NH4HCO3，则会与Ca(OH)2反应产生CaCO3和NH3，使肥效降低，土壤硬化。3.下列物质的化学式和名称不相符的是
( )
A．(NH4)2SO4 硫酸铵
B．CO(NH2)2 尿素
C．KH2PO4 磷酸二氢钾
D．Ca(H2PO4)2 过磷酸钙
解析：选D。过磷酸钙是Ca(H2PO4)2和CaSO4的混合物。
探究导引1常见化肥大致分为哪几类？
提示：常见化肥分为氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料等。要点归纳
1.化肥的分类
氮肥：尿素[CO(NH2)2]、氨水[NH3·H2O]、铵盐[NH4HCO3、NH4Cl]、硝酸盐
[NH4NO3、NaNO3]。
磷肥：磷矿粉[Ca3(PO4)2]、过磷酸钙[Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4]。
钾肥：硫酸钾(K2SO4)、氯化钾(KCl)。
复合肥料：磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]、硝酸钾(KNO3)。
2.氮肥的制备
氮肥大多以合成氨生产的氨为原料生产。
例如：2NH3＋H3PO4==== (NH4)2HPO4
NH3＋CO2＋H2O==== NH4HCO3
2NH3＋H2SO4==== (NH4)2SO4
NH3＋HCl==== NH4Cl等。
(NH4)2HPO4、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4Cl都是常用的铵态氮肥。【知识拓展】 化肥的不合理使用会带来很多环境问题。一方面是化肥中常含有一些重金属元素、有毒有机物和放射性物质，施入土壤后形成潜在的土壤污染；另一方面化肥在施用过程中因某些成分的积累、流失或变
化，造成土壤退化和水、大气的污染。根据当地的实际情况合理使用化肥和农药。化肥的施用要以尽量少的投入、尽量小的对环境的影响来保持尽量高的农产品产量及保障食品品质。
即时应用
探究导引 2波尔多液的杀菌原理是什么？
提示：病菌本身是一种蛋白质，而波尔多液由重金属盐硫酸铜和强碱石灰乳混合而成，它们都能使菌体蛋白质凝固而变性，从而达到防治植物病害的目的。要点归纳
农药是指那些可以杀灭农作物病、虫、草害和鼠害等或能调节植物或昆虫生长周期，从而使农业生产达到增产、增收的化学物质。化学农药是用化学方法合成的一大类物质，有杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等。
农药残留及其危害主要有两种途径：
1.施用药剂对农作物的直接作用以及农作物对土壤等环境中残存农药的吸收。例如：在接近收获期施用过多过浓的农药，会造成农产品中残留农药过量。农药对作物这种污染取决于农药本身的化学性质、加工剂型以及施药时间和方式等，也与农作物的品种、特性有关。2.通过食物链造成的富集。通常制造农药中所含有的氟、氯、硫、磷等关键元素在周期表中的位置相近，因此，元素周期表中同周
期元素和同族元素的原子结构、性质递变规
律，可以给农药的研制和创新提供很多有用的信息。即时应用
2. (2012·太原高二检测)CuSO4和石灰的混合物(波尔多液)可以防治葡萄的霉菌病。某人粗心误饮了CuSO4溶液，下列急救措施正确的是( )
A．吃韭菜 B．吃熟鸡蛋
C．喝鸡蛋清 D．喝Ba(OH)2溶液
解析：选C。误饮CuSO4溶液造成重金属盐中毒，应立即吞饮鸡蛋清，再去医院治疗。 (2012·阳江高二检测)硫酸铵是农村常用的一种铵态氮肥。试回答下列问题：(1)某硫酸铵肥料，实验测得氮的质量分数为20%，这种样品中可能混有__________。
A．碳酸氢铵 B．硝酸铵
C．氯化铵 D．磷酸氢二铵
(2)下列物质不能跟硫酸铵肥料混合施用的是__________。
A．碳酸氢铵 B．草木灰
C．过磷酸钙 D．氯化钾(3)田间一次施用化肥过多会使植物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是__________。
A．根细胞从土壤中吸收的养分过多
B．根细胞不能从土壤中吸水
C．根系不能将水向上运输
D．根系加速了呼吸作用，释放的能量过多【解析】 (1)硫酸铵含氮量为21.2%>20%,则必定有含氮量比20%小的一种化肥，经计算只有NH4HCO3含氮量低于20%。
(2)硫酸铵为铵态氮肥，这种肥料不能跟碱性物质混合使用，因易产生挥发物质氨气，降低肥效，而草木灰的主要成分是K2CO3，水解显碱性。
(3)当使用化肥过多时，根细胞不能从土壤中吸水而发黄。
【答案】 (1)A (2)B (3)B
在蔬菜生长过程中，常喷洒农药防治病虫害。据研究，用碱性溶液或清水浸
泡，可使残留在蔬菜上的农药的毒性降低，因此，买来的蔬菜在食用前最好用稀碱水或清水浸泡一段时间，浸泡蔬菜时应加入适量
( )A．纯碱 B．白酒
C．白糖 D．食醋
【答案】 A[经典案例] 根据从草木灰中提取钾盐的实
验，填写下列空白：
(1)此实验操作顺序如下：①称量样品，②溶
解、沉淀，③________，④________，⑤冷却结晶。(2)用托盘天平(指针向上的)称量样品，若指针偏右边，则表示________。
A．左盘重，样品轻
B．左盘轻，砝码重
C．右盘重，砝码轻
D．右盘轻，样品重
(3)在进行第③步操作时，有时可能要重复进
行，这是由于________________________。(4)在进行第④步操作时，有时要用玻璃棒不断小心地搅动液体，目的是防止________。
(5)所得产物中主要钾盐有___________、______________、__________(填化学式)。【解析】 (2)根据天平的使用方法，可知指针偏右应该是砝码重，物品轻。
(3)第③步是过滤，如果一次过滤还有浑浊应继续过滤。
(4)第④步是蒸发，不断搅拌是防止液体局部过热而溅出。【答案】 (1)过滤 蒸发
(2)B
(3)第一次过滤后滤液仍浑浊，则需继续过滤
(4)液体飞溅
(5)KCl K2SO4 K2CO3课件34张PPT。课题2 表面活性剂 精细化学品课程标准导航
1.了解肥皂的去污原理、生产方法、生产原
理。
2．了解合成洗涤剂的结构特点。
3．通过实例了解精细化工产品的生产特点，知道精细化工在社会发展中的作用。自主学习
一、肥皂及其去污原理
1.肥皂的主要成分是______________________，它由两部分组成，一是极性的_______基，二是非极性的________________基。
高级脂肪酸的钠盐或钾盐亲水憎水或亲油2.肥皂(硬脂酸钠)水中加入氯化钙和硫酸的反应方程式：
2C17H35COONa＋CaCl2 ―→ Ca(C17H35COO)2 ↓＋2NaCl
2C17H35COONa＋H2SO4―→2 C17H35COOH↓＋Na2SO4。
3.在洗涤衣物时，肥皂是通过____、____、________三种主要作用达到去污目的的。
4.__________ 是指酯类在碱性条件下的水解反应。润湿乳化起泡皂化反应二、合成洗涤剂
合成洗涤剂的生产原料是石油裂解产品、硫酸、氢氧化钠。在合成洗涤剂的分子中同时具有________基和________基。亲水亲油三、精细化学品
表面活性剂又称____________。精细化学品除了表面活性剂、__________外，一般按用途可分为多种。精细化学品的生产具有产值高、技术密集等特点，大大提高了工业生产的效率，提高了产品的质量和性能。
工业味精农药自主体验
1. (2012·佛山高二测试)下列物质中，分子的一端亲水，另一端亲油的是(双选)( )
A．CH3(CH2)15SO3Na
B．CH2CH2CH3
C．CCl4
D．CH3(CH2)4COOH
解析：选AD。表面活性剂的基本性质是具有极性基团(亲水)和非极性基团(亲油)。烃基是非极性基团能亲油，而酸根为极性基团能亲水，故CH3(CH2)15SO3Na和CH3(CH2)4COOH具有上述性质。2.下列物质能使溴水褪色且无沉淀生成的一项是( )
A．己烯 B．苯酚
C．油酸 D．植物油
解析：选A。本题旨在考查有机物的性质及溶解性。本题要对油酸和油脂的结构正确区
分，抓住结构决定性质的原理去解题。A中C6H12＋Br2―→C6H12Br2(液体)；
B中苯酚与溴水反应生成三溴苯酚白色沉淀; C、D中油酸、植物油之所以为液体，是因为在其分子结构中含有碳碳双键，与Br2加成后，碳链被饱和，必由液体变为不溶于水的固体，即有沉淀生成，C17H33COOH＋Br2―→C17H33Br2COOH↓；
(C17H33COO)3C3H5＋3Br2―→(C17H33Br2COO)3C3H5↓。3.还原反应和皂化反应都能发生的是( )
A．植物油 B．油酸
C．软脂酸 D．硬脂酸甘油酯
解析：选A。能发生还原反应，需含有不饱和键，A、B符合；又能发生皂化反应，应是油脂，只有A符合。
探究导引1肥皂的主要成分是什么？
提示：肥皂的化学成分主要是高级脂肪酸的钠盐或钾盐。要点归纳
1.肥皂的去污原理
肥皂的去污是高级脂肪酸钠起作用。从结构上看，它的分子可以分为两部分，一部分是极性的COONa或COO－，它可以溶于水，叫做亲水基；另一部分是非极性的链状的烃基—R，这一部分不溶于水，叫做憎水基。憎水基具有亲油的性质。
在洗涤过程中，污垢中的油脂跟肥皂接触
后，高级脂肪酸钠分子的烃基就插入油滴
内，而易溶于水的羧基部分伸在油滴外面，插入水中，这样油滴就被肥皂分子包围起
来。再经摩擦、振动，大的油滴便分散成小的油珠，最后脱离被洗的纤维织品，而分散到水中形成乳浊液，从而达到洗涤的目的。
(3)盐析：加入食盐使肥皂析出的过程叫肥皂的盐析。
(4)注意事项
①食盐的作用：一是降低高级脂肪酸钠盐的溶解性；二是使肥皂胶体容易凝聚而析出。
②制取肥皂时，还要加入填充料、抗氧剂、香料、着色剂、杀菌剂等。即时应用
1.热的饱和肥皂水中加入下列物质，不会析出固体或产生沉淀的是( )
A．氯化钙 B．稀H2SO4
C．食盐 D．酒精
解析：选D。肥皂的主要成分是高级脂肪酸
钠。将氯化钙加入肥皂水中会产生沉淀：
Ca2＋＋2RCOO－―→(RCOO)2Ca↓
稀H2SO4加入肥皂水中会产生不溶于水的高级脂肪酸沉淀：RCOO－＋H＋―→ RCOOH↓
食盐加入肥皂水中会发生盐析，使肥皂析
出；酒精与肥皂水互溶。
探究导引 2用水作为主要清洗剂去污时，肥皂和合成洗涤剂去污原理是什么？
提示：用水作为主要清洗剂去污时，一般要加入适量的肥皂或洗涤剂。其中利用了相似相溶原理，即极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。要点归纳
1.合成洗涤剂的优点
(1)肥皂不适合在硬水中使用，而合成洗涤剂的使用不受水质的限制。因为硬水中的钙、镁离子会跟肥皂生成高级脂肪酸钙、镁盐类沉淀，使肥皂丧失去污能力，而合成洗涤剂在硬水中生成钙、镁盐类能够溶于水，不会丧失去污能力。
(2)合成洗涤剂去污能力强，并且适合洗衣机使用。
(3)合成洗涤剂原料便宜。制造合成洗涤剂的主要原料是石油，而制造肥皂的主要原料是油脂，石油比油脂更价廉易得。
2.合成洗涤剂的缺点
洗涤剂对环境的影响较大。合成洗涤剂的
制造过程中产生大量的废水和废气，它的使用，特别是含磷洗涤剂的使用，又增添了一
系列的环境污染。
3.肥皂的优点
肥皂使用后排放出去时，很快就可由微生
物分解。所以相对来说，肥皂在生产和使用上，对环境的影响是轻微的。4.肥皂的缺点
肥皂洗涤的不利之处是，水中的矿物质会与肥皂起反应，形成不能溶解的薄膜，这将使衣物变灰，而薄膜将形成残渣。即时应用
2.下列关于合成洗涤剂的说法不正确的是
( )
A．合成洗涤剂分子中含有亲水基和憎水基
B．合成洗涤剂不适合在硬水中使用
C．合成洗涤剂能造成水体污染，使水质变坏
D．合成洗涤剂去污能力强解析：选B。合成洗涤剂分子中含有亲水基和憎水基，去污能力比肥皂强，但其含有的含磷化合物会造成水体污染，使水体富营养
化；硬水对合成洗涤剂的使用没有影响(硬水中使用肥皂时会因生成沉淀而降低洗涤效
果)。
可以判断油脂的皂化反应基本完成的是( )
A．反应液使红色石蕊试纸变蓝
B．反应液使蓝色石蕊试纸变红C．反应静置后，反应液分为两层
D．反应静置后，反应液不分层
【解析】 油脂的皂化反应是油脂在碱性溶液中发生反应生成高级脂肪酸和甘油，要判断反应有无基本完成，关键要看反应后有无油脂存在或根据生成物的性质加以判断。油脂跟氢氧化钠未反应前分层，发生完全反应皂化后，生成高级脂肪酸钠盐、甘油和水的混合物，不会出现分层现象，所以C项错误;高级脂肪酸钠盐为强碱弱酸盐，水解呈碱
性，即皂化反应前后反应液均呈碱性，不能依据石蕊试纸变蓝判断反应是否完全，所以A项错误；反应液不会呈酸性，也不会使蓝色石蕊试纸变红，所以B项错误。
【答案】 D 合成洗涤剂同肥皂相比有哪些优点:①原料便宜；②不受软水、硬水等水质限
制；③不污染水体；④去污能力强，你认为正确的是( )
A．①②③④ B．①②④
C．②③④ D．①③④【解析】 合成洗涤剂的原料为石油化工产
品，且其可确定合适的碳链长度，以含碳原子个数12～18为最佳——以平衡亲水性和亲
油性。
【答案】 B[经典案例] 如何除去下列物质中所含少量
的杂质？写出所需试剂、分离方法及所用
仪器。【解析】 ①可以向肥皂水中加入食盐，使肥皂析出再进行过滤；②加入饱和Na2CO3溶液，再进行分液；③加入盐酸，使硬脂酸沉淀再过滤。
【答案】 ①食盐 盐析 过滤装置
②饱和碳酸钠溶液 分液 分液漏斗、烧杯
③盐酸 过滤 过滤装置