化学与技术——ⅰb模块。
请在仔细阅读教材的基础上完成）
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，其净水原理：铝离子或铁离子水解生成胶体的净水功能。
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）。
2）污水处理。
水污染的检测项目。
a、水的理化性质——色度、浊度、ph等。
b、无机物——溶解氧（do）、某些金属离子、氯离子、硫酸根离子、氮和磷的化合物等。
c、有机物——通常测定生化需氧量（bod）
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、离子交换法和药剂软化法。
软水与硬水的简单鉴别： 取少量两种水，加入适量的肥皂水，产生沉淀少者为硬水
硬水软化的方法a.加热煮沸法：只能消除暂时硬度， 永久硬度没变化。
b.药剂软化法：常用的药剂有石灰 、 纯碱等。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙形式沉淀，加入的次序先后是先石灰后纯碱 。
c.阴阳离子交换树脂法：(1)先后次序是先通过阳离子交换树脂，后通过阴离子交换树脂
2）优点质量轻、设备简单、占地面积小，操作方便 。
2．了解海水的综合利用，了解海水淡化的主要方法。
海水淡化方法：蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法和离子交换法。
a. 减压蒸馏法的原理：利用压强降低，液体的沸点也降低 。
优点： 设备相对简单，技术成熟 ，缺点： 能耗大
b.电渗析法原理：在外加直流电场作用下，处于中间海水槽里的阴离子、阳离子分别透过阴离子交换膜、阳离子交换膜迁移到阳极区、阴极区，中间水槽里的水含盐量就降低了。
特点：消耗的电能大，但其成本只有蒸馏法的 1/4 。
c.反渗透法的原理：如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加一定的压力，可以迫使水从浓溶液一侧向稀溶液一侧渗透，使浓溶液浓度增大 ，得到淡水。
特点：可以大量、快速地生产淡水，寻找更理想的渗透膜 ，是目前努力的方向。
d.冷冻法原理： 把冷海水喷入真空室，部分海水蒸发吸热使其余海水冷却形成冰晶。固体冰晶中的杂质要比原溶液中少得多。将得到的冰晶用适量的淡水淋洗、熔化就得到淡水。
特点：由于水的比热、汽化热大，这种海水淡化技术要消耗大量的能源 。
3．知道合成氨的主要原理、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。
1）氮的固定：把大气中的氮气转化为氮的化合物 。
2）合成氨原料气的制备。n2：① 燃烧c除氧气 ② 冷凝蒸发法得氮气 ；
h2：①由水蒸气制得 c与水蒸气反应得氢气 ②由天然气制得 ch4+h2o=co+3h2 。
3）合成氨原理： 氮气和氢气在高温高压催化剂作用下生成氨气 ，合适条件：温度 450℃ 压强 20-50mp 催化剂铁触媒
4）合成氨主体设备： 合成塔
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：阳极：2cl--2e-=cl2↑阴极：2h+-2e-=h2↑
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。
3）添加原料：阳极室： 精制食盐水 ； 阴极室：添加纯水（加一定量的 naoh 溶液）
4）离子交换膜的作用： 阻止阴极室产生的气体氢气、氢氧化钠与在阳极室氯气混合反应
5）精制食盐水：粗盐含有泥沙、ca2+、mg2+、fe3+、so42-，所用试剂只有过量才能除净这些杂质，试设计一个合理的顺序逐一除杂。
过滤→过量naoh溶液→过量bacl2溶液（前两步可互换）→纯碱溶液→过滤。
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。
（1）生产工艺：
2）适宜条件的选择：温度 450℃ 压强常压催化剂 v2o5
3）硫酸工业的“三废”治理：
①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，离子方程式为ca(oh)2 + 2h+= ca2+ +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，方程式：
so2 + 2nh3 + h2o =(nh4)2so3 (nh4)2so3 + so2 + h2o = 2nh4hso3
厂址选择 ：靠近消费中心中心的地区，避开人口稠密居民区和环保要求高地区。
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。
caco3=cao+co2cao + h2o ==ca(oh)2
mgcl2 + ca(oh)2 ==mg(oh)2↓ +cacl2
mg(oh)2 + 2hcl ==mgcl2 + 2h2o
mgcl2 ·6h2o ==mgcl2 + 6h2o
mgcl2(熔融) =mg + cl2↑
2) 从铝土矿中提取铝。
al2o3+2oh-=2alo2-+h2o
alo2-+co2+2h2o=al(oh)3↓+hco3-
2al(oh)3=al2o3+3h2o
电解熔融al2o3制备al
冰晶石na3alf6做熔剂。
阳极（c）：2o2-—-4e-=o2↑
阴极（c）：al3++3e-= al
典型题目。1、离子膜法制烧碱示意图如右图所示，有关说法正确的是（ ）
a、a口进水b、b口进精制饱和食盐水。
c、c口出的是cl—是由b口进入的 d、d口出的是h2
2、利用电渗析法淡化海水时，得到淡水的部分 （
、阴极区 b、阳极区 c、中间区 d、各区均得到。
3、为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中最具有开发价值的是（ ）
a. 寻找n2的新**b. 研制低温下活性较大的催化剂。
c. 研制500℃左右时活性较大的催化剂 d. 研制耐高温、高压的材料，用于建造氨合成塔。
4、我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：
以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图：
源水→[,1)源水中含ca2+ 、mg2+、hco3-、cl-等，加入石灰后生成ca(oh)2 ，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式。
2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 (填写编号，多选倒扣分)
只是物理过程只是化学过程是物理和化学过程。
feso4.7h2o是常用的凝聚剂，它在水中最终生成沉淀。
3)通入二氧化碳的目的是和。
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，多选倒扣分)
ca(clo)2nh3 (液k2feo4so2
答案】1、bd 2、c 3、b
4、（1）mg2++oh-=mg(oh)2↓ （2）③ fe(oh)3 （3）将ca2+除去，同时调整溶液中的ph达到饮用水质量标准 （4）消毒杀菌强氧化性 （5）①和③
5、图中表示的是生产硫酸的工业流程。
1）写出上图过程的名称。
2）为上述过程中制备二氧化硫设计两种方法。
3）现在工业上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段，其中发生氧化还原反应的阶段有___个，在催化反应室采取的下列措施中，可用勒夏特列原理解释的是填序号）。
a．采用常压而不采用高压 b．采用400-500℃的温度而不采用常温。
c．用v2o5作催化剂d．在接解室内装有热交换器。
4）制得的硫酸的质量分数和密度分别为98.0%和1.8g·cm-3。计算该硫酸的物质的量浓度___
5）举出硫酸的两个用途。
答案：（1）so2的催化氧化（1分）
2）硫磺制二氧化硫、煅炼硫铁矿制二氧化硫（碳高温还原硫酸钙等） （2分）
3）2 d（2分） （4）18mol/l （2分）
5）有色金属冶炼、化肥（金属表面除锈、石油炼制、制磷酸等） （2分）
6、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：
1)步骤中用硫酸酸化可提高cl2的利用率，为什么。
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