化学专题24 化学与技术（选修）
化学与技术专题包含三个方面，分别是资源开发、材料的制造与应用以及工农业生产。资源开发包括化石原料、海水的综合利用、废旧物质的再循环使用等。材料包括硅酸盐工业、新型材料、金属材料、高分子材料，以及与之相关的金属的电化学防护，有机高分子中的聚合与缩聚等知识。工农业生产包括合成氨反应、侯氏制碱、化肥的正确使用等。通过近几年高考情况及最新的考试说明预测2017年高考中继续以选考题形式出现。突破该模块的重点是要注意与化学反应原理的知识相结合分析工业生产。
☆★考点一：化学与资源开发利用 1、了解化学在水处理中的应用。
（1）天然水中所含的杂质及其处理方法。
含有的杂质主要有悬浮物质、胶体物质和可溶物质等。 饮用水（自来水）的处理工序：原水→ 过滤→ 吸附→ 杀菌。 常见的混凝剂：铝盐和铁盐等。
用于自来水消毒杀菌的消毒剂有：漂白粉精、氯气、二氧化氯和臭氧等。 常用吸附剂：活性炭（表面积大、吸附能力强，可除去水中异味）。
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（2）污水处理
处理污水的主要方法是生物化学方法。通常使用含有大量需氧微生物的活性污泥，在强力通入空气的条件下，微生物以水中的有机废物为养料生长繁殖，将有机物分解为二氧化碳、水等无机物。 （3）硬水软化
常见的硬水软化方法：加热煮沸法、离子交换法和药剂法。
2、了解海水的综合利用，了解海水淡化的主要方法。
海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、反渗透法和冷冻法。
3、了解合成氨的主要原理、原料，重要设备、流程和意义，了解催化剂的研制对促进化学工业发展的重大
意义。
4、了解电解食盐水的基本原理，了解氯碱工业产品的主要用途。了解食盐水电解工艺和主要设备——石棉
隔膜电解槽。
（1）食盐水电解原理：
（2）食盐水电解工艺——石棉隔膜电解槽
石棉隔膜的作用：阻止气体通过，防止氯气与阴极氢气、氢氧化钠接触反应。 精制食盐水的目的：防止隔膜堵塞，提高产品的纯度。
5、了解接触法制硫酸的生产工艺、了解各阶段反应的主要设备；了解硫酸工业中“三废”的治理和综合利用。
生产过程 反应原理 主要设备 造气 S+O2SO2 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 沸腾炉 （1）将黄铁矿粉碎至细颗粒； 生产工艺 （2）炉气需经净化、干燥后，才能进入接触室。 硫酸工业的“三废”治理： 废渣处理：黄铁矿矿渣可用炼铁（要注意除硫），制硫酸铁、铁红颜料（氧化铁）等。 污水处理：硫酸工业中的污水,含有硫酸、氟化物、铁、铅离子等杂质,用石灰乳中和硫酸 Ca(OH)2 +H2SO4=CaSO4+2H2O，产生氢氧化铁絮状沉淀并吸附其他重金属离子。 尾气吸收：尾气中的少量SO2用氨水吸收。
SO2+2NH3+H2O= (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3
6、了解从海水中提取镁的过程和原理，了解从铝土矿中提取铝的过程和原理及铝制品在生活中的广泛应用。
（1）海水中提取镁的流程及涉及的化学方程式
CaO + H2O= Ca(OH)2
MgCl2 + Ca(OH)2=Mg(OH)2↓ + CaCl2 Mg(OH)2 + 2HCl= MgCl2+2H2O
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接触氧化 催化剂2SO2+O2========2SO3 △接触室 （1）用上下两层催化剂； （2）接触室中安装热交换器 SO3的吸收 SO3+H2O=H2SO4 吸收塔 （1）用质量分数为98.3%的浓硫酸吸收SO3 （2）塔内放油瓷环（扩大接触面积）
MgCl2 ·6H2O =MgCl2 + 6H2O MgCl2(熔融)= Mg + Cl2↑ （2）从铝土矿中提取铝
【例1】化学·选修2：化学与技术（15分）水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水
进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。 （1）水的净化和软化的区别是________。
（2）①生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是_________。
②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的是_______填字母）。 a．福尔马杯 b．漂白粉 c．氯气 d．臭氧
（3）Na2FeO4是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO4制备Na2FeO4其工艺流程如下：
①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加人绿矾。请解释这一做法的原因：________________________。（用必要的离子方程式和文字描述）。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式：____________。
（4）石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，现将等体积的Ca(OH)2
溶液与Na2CO3溶液混合（假设溶液体积具有加和性），若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5mol/L，则生成沉淀所需Ca(OH)2溶液的最小浓度为____________。
【答案】（1）水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中较多的钙离子和
镁离子（2分）
（2）①混凝沉淀→过滤→杀菌消毒（2分） ②d（2分）
（3）①Fe2+在碱性条件下易被氧化成Fe3+，进而水解生成Fe（OH）3胶体，起到较好的混凝作用，4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3（胶体）（3分）
②2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+5H2O（3分）
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（4）2.0×10-4 mol·L-1 （3分）
考点：考查氧化还原反应、无机流程题、难溶物的Ksp有关计算。学科网
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☆★考点二：化学与材料的制造、应用 1、了解有机合成对人类生活的重要意义，了解阿司匹林、洗涤剂等的合成过程及其相应的反应类型；了解纤维素和橡胶的加工工艺及结构特点。 （1）以氯苯为原料合成阿司匹林课本45页 （2）十二烷基苯磺酸钠的合成
洗衣粉的主要成份之一是烷基苯磺酸钠，常用的有十二烷基苯磺酸钠，其合成路线如下：
C12H25C12H25SO3H
C12H25SO3Na
（3）纤维素酯的制造：纤维素高分子长链由许多葡萄糖单元构成，每个葡萄糖单元中含有羟基，能与
硝酸或醋酸酐发生酯化反应，生成纤维素硝酸酯或纤维醋酸酯。
（4）天然橡胶与合成橡胶：天然橡胶是由许多蜷曲的线型高分子（聚异戊二烯分子）组成的，二烯烃
的性质与乙烯相似，异戊二烯分子加聚时能发生1、4加聚。
2、了解铝的阳极氧化，电镀等金属表面处理的方法。了解氢氟酸蚀刻玻璃、用氯化铁制作电子线路板的化
学原理。
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（1）铝的阳极氧化：能使铝及铝的合金表面生成致密的氧化膜。
（2）电镀：运用电解的原理，在金属器件表面形成一薄层有抗腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜的过程。 3、了解改变材料组成、提高材料纯度方法，了解粗硅提纯和光纤的制造，了解纳米材料的特点和性能。
（1）改变材料的组成
合金：分为金属固溶体、金属化合物和机械混合物等三类。 硅酸盐材料和特种陶瓷。 （2）粗硅提纯
原理： SiO2+2CSiCl4+2H2
Si（粗硅）+2CO↑ Si（粗硅）+2Cl2
SiCl4
Si+ 4HCl
4、了解复合材料的组成、性能特点及其应用。
复合材料由两种或两种以上性质不同的材料组合而成，通常有基本材料和分散于其中的增强材料两部分组成。
【例2】（12分）铬铁矿主要成分为FeO·Cr2O3，含有SiO2、Al2O3等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠(Na2Cr2O7)
的流程如下图所示：
煅烧时反应为：4 FeO·Cr2O3+7 O2 +20 NaOH
8 Na2CrO4 + 4 NaFeO2+10 H2O
（1）步骤①是在坩埚中进行煅烧，可用作此坩埚材料的是 。
A．铁 B．氧化铝 C．石英 D．陶瓷
（2）步骤①煅烧反应极慢，需要升温至NaOH呈熔融状态，反应速率才加快，其原因为______。 （3）步骤②中NaFeO2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，其化学方程式为 。 （4）将五份滤液1分别在130℃蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据
如下表。根据数据分析，步骤③的最佳结晶温度为___________。
（5）步骤④中滤渣3的成分是_________________________。
（6）假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为_____（用含m1、m2
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专题24 化学与技术（选修）-3年高考2年模拟1年原创备战2017高考精品系列之化学（教师版） - 图文
