选修二化学与技术

教学课题专题一化学与工农业生产

1.了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类.

2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的

考纲要求研制对促进化学工业发展的重大意义.

3.了解精细化工产品的生产特点，精细化工在社会发展中的作用.

4.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用.

本部分知识常见的考查形式有：①以硫酸工业为背景资料，考查接触

法制硫酸的化学反应原理、工艺流程、生产设备、反应条件的选择与"三

废”的处理；②围绕合成氨的反应原理以与实际生产的有关问题，从化学

考情分析反应速率与化学平衡的角度考杳合成辄活官条件的选择、原料气的生产与

工艺技巧等问题；③以纯碱为代表物考查无机化工生产中涉与的化学原理

与生产工艺.④化学肥料、精细化工中有关氮肥、较盐的性质，以与表面活

性剂的有关知识.

课时课型复习课

教学过程

节

设计

环

明

或修

基础回顾说

改

一、合成硫酸

1.原料：、、.

2.反应与设备

化学方程式设备

S+0错误!S0?或4Fez+

造气

错误！2FeQ+8Sa—

2so2+。错误!2sos

接触氧化—

SOj的吸收S03+H2（）=H2soi—

3.三废处理

<1>尾气吸收，循环利用：S(h+2NH3+HQ===<NH,>2S6,

〈NHQSOs+H2so产XNHQSO4+SO21+H2O.

<2>污水处理：Ca«)H>2+H2so产=CaS0,J+2HO

<3>废渣处理用作，回收.

［特别提醒］

<1>工业上用98.3%的比SO,吸收S(k是因为用水吸收会产生酸寒，影响吸收.

<2>燃烧黄铁矿制得的炉气中含有三种有害杂质：矿尘，碑、硒等化合物、水

蒸气；对应三个净化过程：除尘、水洗和干燥，避免催化剂中毒.

二、合成氨

1.原料：空气、燃料、水.

2.反应：H9<g>+C错误!C0+H2,H20〈g〉+C()错误!⑩+也，

N?+3H错送@H：,.

3.设备：氨合炭塞.

三、纯碱的生产〈氨碱法〉

1.原料：碳酸钙和氟化钠、氮气.

2.生产过程

<1>在精制的饱和食盐水中通入氨气.

<2>将C02通入氨化的饱和食盐水中，发生反应为：

C02+NH3+H20+NaCl=NH1Cl4-NaHCOjI.

<3>过滤出NaHCO：，,燃烧得到纯碱，发生反应为：

2NaHCO,错误!NaEOj+CO"+HO同时在母液中加入石灰乳，以回收NH：t

并循环利用，发生反应为：2NH.1Cl+Ca<0H>2=CaCl2+2NH31+2H。

四、化肥与农药

1.化肥

〈1》氮肥

氮肥生产原理肥效及特点

2NH3+CO2加星'=龙热

含氮量高，约为46.7%,

尿素

H2NCOONH4肥效长，对土壤酸碱性影

CO(NH2)2HzNCQONIL血越

晌小

H2NCONH2♦H2O

速效、吸收快.不稳定，

受潮，受热易分解，含氯

NH4HCO3NH3+H2O+CO2===NH4HCO3

量为17.7%

I11

4NH3+5O2^P^4NO+6HQ

肥效高、含氮贵为35%,

NH4NO32NO+O»==2NO

22易结块

3NOJ♦H2O===2HNO3♦NO

NH3♦HNO3===NH4NO3

长期使用会使土壤板结，

2NH+H2SO4===(NH.,)2SO4

(NIL)2sO43酸性增强

<2>钾肥:主要有KC1、K2CO3、K2SOt.

<3>磷肥：过磷酸钙.

2.农药

最早使用的农药石硫合剂，农药波尔多液是由CuSO：和Ca«)E〉2配制的.

3.表面活性剂

<1>肥皂的主要成分是高级脂防酸的钠盐〈或钾盐).

(2)制取肥型的典型反应：

Ci.H35('()(X'H>

I

CrlhsCOtKH4-3Na()H--

I

Cl7H35c(<)CH2

CH—OH

I2

3cl7H33c(X)Na+CH—OH.

Cli2—OH

［练习"20####高考》固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定

在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染.下列物质中可用作固硫剂

的有<>

A.CaOB.Na£0」C.NHAO3D.P205

考点分析

考点一：硫酸生产中的有关化学原理

1.化学反应速率和化学平衡原理

〈1》增大化学反应速率的措施

①升高温度.

②使用催化剂.

③在沸腾炉中燃料燃烧时，使原料粉碎，增大与空气的接触面积.

<2>反应条件的选择

①温度：400t〜500(,根据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化

剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用400。(2〜500。(2的温度.

②常压：根据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对S(h的转化率提

高不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产

采用常压操作.

③适当过量的空气：目的是提高SO?的转化率.

2.逆流原理

沸膊炉中原料从炉顶落下，热空气从炉底吹入，使原料与助燃气体充分

接触,反应进行彻底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷环〈片》，浓硫酸从塔顶喷

下，三氧化硫气体从塔底吹入，提高吸收程度.

3.热交换原理

由于2S0,+02===2S0：,是放热反应，在接触室内使用热交换器，用反应后

热的气体预热接触室的原料气,达到节约能源，降低生产成本的目的.

4.循环操作原理

由于2so3+02===2SOJ是可逆反应，尾气中还有一定的S0和。2,再通过一

定措施将这部分气体送回接触室，提高原料利用率，同时减少废气排放.

5.工业生产中的有关计算

<1>关系式法<多步计算的简捷运算方法》

先写出多步反应的化学方程式，然后找出最初反应物和最终生成物之间

的物质的量之比，列出关系式.如由硫酸工业反应原理可推算出，理论上1mol

S完全转化能生成1mol陷0八1molFeSz完全转化生成2molLSOi,即S〜

H2sOrFeS?〜2H2s0公

<2>元素守恒法

原料中的某一关键元素理论上若全部转化为产物，则两物质中该元素的

物质的量相等.

<3》常见量的计算公式

①矿物的纯度=错误！X100览

②原料利用率=错误！X100览

③原料转化率=原料利用率=1一原料损失率.

④产率=错误！X10()$.

⑤多步反应的总转化率一各步反应枝化率的乘积.

［经典例题卜20冲##高三一检)目前，我埔用"接触法"制硫酸，设备如图所

示：

ABC

<1〉图中设备A的名称是，该设备中主要反应的化学方程式为

<2〉有关接触法制硫酸的下列说法中,不正确的是.

A.二氧化硫的接触氧化在接触室中发生

B.吸收塔用浓度为98.3%浓硫酸吸收三氧化硫

C.燃烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS?损失了2%,则S损失2%

D.B装置中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO?的转化率

E.硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO：,转化为ILSO,时放出的

热量

<3〉科研工作者开发了制备S(b,再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如图.

为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO：和水的质量比为.

考点二：合成氨工业的原理分析

I.条件的选择

要考虑实际生产中的动力、材料、设备等因索,以取得最佳

经济效益，

(1)压强

化学反应速率增大

增大压强一L

平衡向正反应方向移动

压强越大越好,但受动

=力、材料、设备限制=>20Mpa~50Mp

(2)温度

化学反应速率增大-----1

升高温度T

J平衡向逆反应方向移动」

采取适宜的温度］

=催化剂在500工时活性最M=>400-

<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.

〈心循环操作

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.

2."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、S02和C02等有害气体.可用直挎氧化法、循环法等

回收技术处理,C02可作为生成尿素和碳酸筱的原料■.

〈3〉废液：主要是含兼化物和氨的污水.

处理氟化物主要有生化、化学沉淀、反吹回炉等方法.处理含氧的废水可用

蒸馆回收和离子交换等方法.

［名师点睛］合成氨工业发展的研究方向有两个方面

<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.

［经典例题］利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：

空气

二次转化

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>〃molCH,经一次转化后产生CO0.9/7mol,产生Wmok用含"的代数式表

示》.

<3>K£OKaq》和C0,反应在加压下进行，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

<4>由KHCO：,分解得到的C0?可以用于〈写出C0「的一种重要用途>.

<5>整个流程有三处循环，一是Fc<OH>：（循环，二是K£0Kaq〉循环，请在上述流

程图中标出第三处循环〈循环方向、循环物质》.

考点三：纯碱的生产工艺对比

氨碱法联合制碱法

食哉，氨气、石灰石（经靖诜

原料食起、氨气、二氧化碳

后生成CO?和CaO）

NaCl+NH3+CO：+NaCI+NH3+CO2+

H2O==NaHCO3I+NH1clH，O==NaHCO31+NH<C1

原理

2NaHCO3-A-Na2cO3+2NaHCO3-A-Na2cO3+

CO：t+H：OtCO：t+H：Ot

①制备氨盐水

①制备装盐水

②通CO,析出NaHCOj晶体

②通析出（）晶体并

并燃烧NaHCOs得到.CO,NaHC3

生产煨烧Na由X）3得到Na2cO3

Na,CO3③向滤液（含NaCJ、El4c中

过程③向滤液（含NaCLNHCh

4加NaCl粉末并通入氧气析出

中通入CO,后，与石灰乳混

合,回收氮气NH4CL回收饱和食起水

原料利用率高，同时得到氮

优点原料便宜，步骤简单

肥NHQ

产生大量CaCl”食蛙利比

缺点

率低

［名师点睛］中学化学中涉与到的化工生产知识渗透绿色化学的观点，具体体

现在以下几个方面：

<1>节省资源，提高原料转化率和利用率.例如在合成氨工业，硝酸工业，接触

法制硫酸，联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节

省能源的基本原理.

<2>尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染.例如：氮氧化法制硝

酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均要有尾气处理或吸收装置.

〈3》设计新的化学反应条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产

生和排放.例如无机电镀，由乙块制乙醛，工业生产中使用非汞催化剂.

［经典例题"20###/工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生

产纯碱.请回答下列问题：

<1>路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行燃烧.

再浸取、结晶而制得纯碱.

①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为.

②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为.<已知产物之一为CaS>.

<2>氨碱法的工艺如下图所示,得到的碳酸氢钠经煨烧生成纯碱.

石灰窑

嫉限化塔

熟化精

混合池

吸收发

真空过渡器

①图中的中间产物C是,D是〈写化学式）.

②装置乙中发生反应的化学方程式为.

<3>联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是

<4》有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氤化

钾和石灰石为原料制碳酸钾.请结合下图的溶解度<5）随温度变化曲线，分析

说明是否可行？

(

070

£60

8

050

040

1

&30

)20

记10

［知识网络］

r~腼酸，业

合成氨

i化学与工农业生产H

纯碱_1_业

|化肥与农药

1-|粘细化工

能力提高

教学反思

教学课题专题二化学与资源开发利用

1.了解化学在水处理中的应用.

2.了解海水的综合利用，了解化学科学发展/自然资源利用的作用.

考纲要求

3.了解煤、石油和天然气等综合利用的定义.

4.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用.

1.本部分知织常见的命题热点有

①天然水净化、污水处理的方法；

②海水中提取谟、镁的工艺流程；

③氯碱工业的生产原理与工艺流程；

考情分析

④石油裂化、裂解的比较，分像产品与煤的统合利用等.

2.本部分知识常以流程图的方式、结合能源与环保问题进行考查.试题的

考查点主要是化学反应、物质的分离与提纯、检验、反应条件的控制、

盐类水解以与离子反应等.

课时2课型复习课

教学过程

环节设计

基础回顾

说明或修

-、从水费源中获取洁净的水

1.水的净化

<1>混凝法

常用明矶、绿矶、Fe2〈S0/、FeSO,、聚合铝等作混凝剂，用明矶净水的原

理是A13++3H2O===Al<0H>3<胶体>+3H+.

<2>化学软化法

①煮沸法除暂时硬度：

Ca<HCO3>2^CaCO3I+C02t+

H2O.

Mg<HCO3>2错误！MgCOjI+

H2O+CO2t、MgCO3+H2O错误!

Mg<OH>2+CO2t.

②药剂法：先力口CavOH>2,再力口

Na2c。3.

③离子交换法：向硬水中加入离

子交换剂〈如NaR>,反应式为Ca2++

2+

2NaR===CaR2+2Na+、Mg+

2NaR===MgR2+2Na+,且离子交换

+

树脂能再生：CaR2+2Na===2NaR

+Ca2+.

2.污水处理

〈1）中和法：酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用H2sO,或H2c6中和.

<2>沉淀法：

22

Hg\Pb\C/+等重金属离子可用Na2s除去,反应的离子方程式为

Hg~+S*==HgSI,Pb2++S2-==PbSI,Cu2++S2-=CuSI.

3.海水淡化：常用方法为蒸偷法、电渗析法等.

［特别提醒］水的暂时硬度和永久硬度的区别：在于所含的主要阴离子种类的

不同，由Mg<HCO3>2或Ca<HCO3>2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁

的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度.天然水的硬度是泛

指暂时硬度和永久硬度的总和.

二、海水的综合利用

1.海水制盐

以岁法为主，主要得到NaCl和CaCh、MgCL、NazSO,.

2.氯碱工业

<1>设备：离子交换膜电解槽.

<2>反应原理：2NaCl+2H2。错误!

2NaOH+H2t+C12f.

3.海水提谟

<1>工艺流程

去悬浮浓缩。2空气+H2（）（g）+空气

海水

杂质酸化奴化取出+Il2()(g)

阚酸吱纯碱吸收一

质

为吸收，

演班化

（2）主要反应原理12比一皿+2。

4.海水提铁

（D工艺流程

贝克燮拄Ca（）上方f乳沉淀盐酸

海水------LMgSH）2就漏MgCl2.6比。

M一处熔融MgClz——H混以J

<2>主要反应原理

CaCCh错误！CaO+CO2t、CaO

+H2O===Ca<OH>2、Mg2++

2+

Ca<OH>2===Mg<OH>2I+Ca>

Mg<OH>2+2HCl===MgCh+

2H2O、MgCl2V熔融〉错误!Mg+Ckt.

［特别提醒］

。》为提高反应中Mg2+的浓度，将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤.

<2〉电解熔融MgCb生成的Cb可用于制盐酸，循环使用，节省成本.

<3>所得Mg〈OH>2沉淀中含有的CaSO,杂质在加盐酸前应除去，以保证MgCL的

纯度.

三、石油、煤、天然气的综合利用

1.石油的综合利用

<1>分保：分为常压分偏和减压分偏，每种僚分仍是混合物.

<2>裂化与裂解

(催化)裂化裂解

通过催化剂催化、高温，使含

采用比裂化更高温度(700C〜

碳原子数多、沸点高的好断裂

含义1000t)使长链烧断裂成短链、

为含碳原子数少、沸点低的短

不饱和烧的过程

的过程

提高轻度曲邪诞铀的芒获得有机化工原料，特别是提

目的

量和质量高乙烯的产量

原料减压分窗后的重油、石蜡等石油分馆的馅分

主要短链不饱和烧：乙烯、丙

轻质燃料油：汽油、柴岫，煤

产品烯、丁烯等组成的裂解气及少

量液态垃

CM加密化出压CMJ+CM

,催化加

C314XH旧加热、加压

举例C岫。加矍球压C2H6+C2用

C8H18+CgHifi

CMo加龄蠹CkCa

相同

裂解就是深度裂化，二者所得产物一定比原反应物的碳原子数少

点

［特别提醒］

<1>汽油指含有5〜11个娱原子的烧，裂化汽油与直偷汽油不同，裂化汽油中

含不饱和泾，能使澳的四氯化碳溶液褪色，而直僭汽油不能.

<2>裂解气中主要含乙烯、丙烽、丁二烯等短链气态浸，而液化石油气是石油

常压分值的产物，主要含有丙浣、丙埔、丁烷、丁烯与少量戊烷、戊烯和含

磕科合物

2.天然气的综合利用

除了直接用作燃料外，还可以制

造合成氨原料气Ha合成甲醇与其他

化工原料.例如：天然气重整的方程

式：CH4+H2O错误CO+3H2.

3.煤的综合利用

<1>煤的干储：将煤隔绝空气加

强热，使之分解的过程,得到的固态物

质焦炭、液态物质煤焦油、粗氨水,

气态物质焦炉气的成分为H2、CH4>

CO、CO2、N2等.

<2>煤的气化：是把煤中的有机

物转化为可燃性气体的过程.

主要反应：2Cvs>+O2错误!

2CO<g>,C<s>+H2O<g>错误！CO<g>

+H2<g>,CO+H2Ovg>错误!CO?+H2.

<3>煤的液化

①直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料.

②间接液化：先把煤转化成CO和出，再催化合成烧类燃料、醇类燃料与化学

品等.

考点分析

考点一：氯碱工业

1.工艺流程

粗盐水错误！过滤错误！离子交换树脂一*精盐水.

在进入电解槽前需通过离子交换树脂进一步除去Ca?+,Mg?”等离子，以防

破坏离子交换膜.

2.粗盐的精制

<1》目的：除去泥沙,使Ca"、Mg2\Fe3+.SO错误！等离子的含量达到要

求.

<2>试剂：BaCh、Ca<0H>：.Na2c0八稀盐酸.

用BaCk除SO错误！，用Ca<OH>2除去Mg2+,Fe计离子，用Na£(h除去B产

与Ca2\所加沉淀剂需稍过量.

试剂的加入顺序：纯碱须加在领试剂后，稀盐酸加在过滤后.

<3>有关反应方程式：

B/十5。错误！一BaSO.I,

2+

Mg+20H-=Mg<0H>2I,

3+

Fe4-30H-=Fe<0H>31,

Ca2"CO错误!=CaC0：J,

Ba、+C()错误!=Ba(UI,

C(储误!+2H+=HZO+C02t.

3.电解生产

<1》设备：离子交换膜电睇槽.离子交换膜只允许Na’通过.

<2》原理:化学方程式为:2NaCl+2ILO错误!2NaOH+lU+C12t.

<3>产品：

阳极室产品：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水.

阴极室产品：氢气和NaOH,补充纯水<加入一定NaOH溶液）流出NaOH溶

液.

［名师点睛］

电解饱和NaCl溶液而不能电解熔融NaCl,否则得到Na和Cl2；电解时使

用惰性电极而不能使用Fe、Cu等活性电极，否则阳极得不到Cl2；阳离子交

换膜既防止了CL与NaOH两种产物之间的反应，又防止了H?和CL的反应.

［经典例题］<20##高考>氯戚工业中电籍饱和食盐水的原理示意为如图所示.

土溶液A

「怅离’子交换展―

精制饱和食如水水（金少量NaOH）

<1>溶液A的溶质是.

〈2〉电解饱和食盐水的离子方程式是.

<3>电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2〜3.用化学平衡移动原理解释盐

酸的作用.

<4>电解所用的盆水需精制，去除有影响的Ca2+、Mg"、刈错误！、SO错误！［&S0

错误!AcVCa"》］.

精制流程如下<淡盐水和溶液A来自电解池）：

髭lIE粗U盐F.ig水a!h洒用溶液A国

B»CO>rn-mNaM，

过程B「感小bj^丽

k全电T|盐标a］

①盆泥a除泥沙外，还含有的物质是.

②过程I中将NH错误!转化为即的离子方程式是.

③BaSO,的溶解度比BaCO,的小.过程H中除去的离子有.

④经过程【【【处理，要求盐水c中剩余Na2sOs的含量小于5mg/L.若盐水b

中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10n?盐水b,至多添加10%Na2som溶液

kg〈溶液体积变化忽略不计》

考点二：海水的综合利用

1.海水提取谟

<1>纯碱吸收法：海水中的滨离子被氧化为溟单质后，用热空气或水蒸气吹

出，通过Na£（h溶液使滨富集后，再将得到的溶液用稀硫酸酸化，用有机溶剂

萃取澳单质，发生反应：3Brz+3\a2co3===5NaBr+NaBrO3+3CO2t

5NaBr+NaBrO..+3H2S0i===3Br2+3Na?S01+3H刈

<2〉S6吸收法：用空气吹出的漠和大量的空气同合在一起.不易分离.用还原

剂SQ吸收后，再用氯气氧化HBr即得到谟单质.

［名师点睛］

<1>通氯气前要将海水酸化,pH为3.5时，氯气的氧化效果最好.

<2>用空气或HQ〈g》将溟吹出，而不用CCL萃取，因后者工艺复杂，设备投资

大，经济效益低且对环境污染严重.

2.海水提取镁中平衡原理的应用

<1〉沉淀溶解平衡原理的应用

①向海水中加入沉淀剂Ca<OH>2,由于c<01厂>增大,Vg〈0H>2的溶解度小于

Ca<0H>2,则最大程度地将Mg?'转化为Mg«)H>2沉淀.

②向Mg〈0H>2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移.

<2>水解平衡原理的应用

在MgCL-6Hq脱水变为MgCL时，由于MgC12+2IU)Nfe<0H>2+2HCl

水解平衡的存在，在HC1气体环境中，增大c<HCl>,抑制了MgCk的水解，避免

了Mg<0H>2的生成.

［经典例题］工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示.

产

<1>电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许

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Br；、CaSO,和Mg<OH>z,能否按Bn、Mg<OH\.CaSO..

顺序制备?〈填"是"或"否"》.原因是.

<3〉澳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

可用于萃取澳，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是

［知识网络］

能力提高

教学反思

教学课题专题三化学与材料的发展

1.了解社会发展和科技进步对材料的要求.了解化学对材料科学发展的促

进作用.

考纲要求2.了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新

材料的特点，了解有关的生产原理.

3.了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理.

4.了解我国现代材料研究和材耨工业的发展情况.了解新材料的发展方

向.

本部分主要的考查内容有：

①以无机非金属材料为背景资料，考查新型无机非金属材料的制备、性质

与用途；

考情分析

②围绕金属的冶炼方法、钢铁与铝的工业制法与原理、金属的腐蚀与防护

等有关问题考查金属元素的实际生产原理与金属的防护方法；

③利用高分子化合物为载体考查聚合反应原理、有机合成等相关知识.

课时2课型受习课

教学过程

环节设计

基础回顾

说明或修

一、无机非金属材料

1.传统硅酸盐材料

陶瓷玻璃水泥

王

要

原磬土和石灰石石膏（

料纯碱、石灰石和石英

辅助原料）

要

备玻璃熔炉水泥回转窑

混和'成型、高温煨烧得熟料，

生产原料粉碎，玻璃熔炉中强

干燥、烧结，再加石膏研成粉末

过程热，澄清、成型、缓冷

冷却得普通硅酸盆水泥

复杂的物理，化学变化，

主要反应Na2cO3+

反应复杂的物理，复杂的物理、化学

SiO2=^^=Na:SiO3+

原理化学变化变化

CO2tCaCO3*SiO:=6^=

CaSiO3+CO2t

?CaOSiO

主要NaSiOCaSIO-4SiO(Na22

嵯酸盐23322CaOSiO：

成分O-CaO-6SiO)

23CaOAhO3等

抗氧化、抗酸

主

要玻璃态物质，没有固定的

碱屁蚀、耐高

性

能熔点，在一定温度范围内水硬性

温、绝缘、易

逐渐软化

成型等优点

［特别提醒］

<1>陶釉料中主要含有一些金属与金属氧化物，如红色Cu20.

<2>石膏的作用是调节水泥硬化速度.

2.新型无机非金属材料

<l>SiC：俗称金刚砂，硬度大，耐高温，用作航天器的涂层，工业上制备方

程式为SiOz+3C错误!SiC+2cot.

〈2）氮化硅：熔点高，硬度大，制备方法3SiCL+2N2+6H2=SLN+12HCL

<3>硅：用作半导体材料,制备方法：

Si02+2C错误!Si+2C（）t,

Si+3HC1错误!SiHS+H：,

SiHCL+H-错误！Si+3HC1.

二、金属材料

1.炼铁

<1>原料：铁矿石，主要成分：磁铁矿Fe：。、赤铁矿Fe2(k

<2>反应原理：3C0+F。。错误!2FC+3C()2.

<3>主要设备：炼铁高炉.

2.炼钢

<1>目的：降低含斐量，除P、S等元素，调节Si、Mn、Cr,\i、N等元素

的含量.

<2〉原理：高温下用氧化剂将过多的碳与其他杂质除去，再添加Si、Mn、

Al等其他合金元素作脱氧剂，调整钢水成分.发生反应：2C+0：错误!2c0,2Fe

十0.错误！FeO,F'e()+C=Ee+C(),KeS-bCaO=CaS+Ee().

<3〉设备：炼钢炉.

3.炼铝

〈1〉原料：铝土矿.

<2>原理：AlQ+2Na0H=2NaA102+HONaA102+C02+2IM=Al<0H>3I

+NaHC0.3,2Al<0}>错误！A1A+3H。2A1O错误！4Al+302f(加入少量冰晶

石和少量萤石降低A1B的熔点》.

4.金属的腐蚀与防护

〈1〉电化学腐蚀

吸氧腐蚀析氢腐他

条件电解质溶液酸性很弱或呈中性电解质溶液呈酸性

2

电负极Fe—2e===Fe*

极

2H++2e~==Ih1

反正极Qz4-4e-+2IL0===40ir

应

■e+2H+===Fe2++H21

总反应2Fe+02+2H20==2Fe<0H>2

<2〉金属防护

①牺牲阳极的阴极保护法

较活泼金属作负极，被保护金属作正极用导线连接,形成原电池.

②外加电流的阴极保护法

利用电解原理，使被保护金属作阴板.

③涂层法

在金属表面涂上油漆或镀上一层不易腐蚀的金属等.

三、高分子材料

1.塑料制品结构和性能

<1>线型高分子：分子呈长链状，可溶于有机溶剂，受热软化，熔融，有热塑性.

<2>体型高分子：高分子链之间形成化学键产生交联，形成立体网状结构.不

易溶于有机溶剂，受热不熔化，有热固性.

2.性能优异的合成材料

<1)塑料的改性

①填充改性，②共混改性，③共聚改性.

<2〉功能高分子材料，如离子交换树脂，能导电的高分子，高分子药物，高吸水

性树脂，微胶囊等.

考点分析

考点一：金属的冶炼

由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力

也就不同，因此冶炼不同的金属必须采用不同的冶炼方法.

金屉活动性反CuODPl)SuFeAlMgNa

AuPtAgHg

顺序ZnCaK

冶炼方法直接开采热分解法热还原法电解法

1.热分解法

适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞和银：2HgO错误！2Hg+0?

t,2Aga错误!4Ag+02t.

2.热还原法

用还原剂＜C、C0、H2、Al等〉还原金属氧化物，适合于金属活动性介于Al〜

Cu之间的大多数金属的冶炼＜不包括AD如：

F现0：,+3co错误！2Fe+3cC*2Cu0+C错误！2Cu+C0„

2A1+Cr。错误!2Cr+A12（kWO3+3H-错误!W+3H2.

若这类金属以硫化物或碳酸盐的形式存在时，应首先将其转化成氧化物

后再还原，如：

2ZnS+3O_错误!2Zn0+2SD2,Zn0+C错误!Zn+C0t.

3.电解法

适合冶炼金属活动性很强的金属〈一般是在金属活动性顺序中铝与排在

铝前边的金属）.例如：

2Al2。3＜熔融）错误!4A1+2t,

MgCh＜熔融》错误!Mg+