2013届高三化学新课标二轮复习《化学与技术》(知识点详解整合训练,68ppt)

第五单元选考模块专题十五专题十五化学与技术专题十五│知识网络构建知识网络构建专题十五│近年高考纵览考点近年命题情况201020112012化学与工业生产江苏16；浙江自选16江苏16；北京26；浙江自选16；海南20课标全国36；广东32；江苏19；浙江自选16；天津9化学与资源的开发利用课标全国40；广东32；安徽27山东31；天津10山东31；浙江自选16化学与材料的发展与应用山东31课标全国36近年高考纵览专题十五│考纲导航[热点考向]1．化学与工业生产2．化学与资源的开发利用3．化学与材料的发展与应用,考纲导航专题十五│考纲导航[复习策略]1．以总结、对比的方法对硫酸工业、合成氨工业、制碱工业等的原理、设备、流程，特别是涉及充分利用资源以及节能环保问题进行梳理，强化记忆。2．以总结、对比的方法对煤、石油、天然气以及海水的综合利用进行梳理，强化记忆。结合物质分类等知识了解再生资源与再生能源。3．结合物质分类等知识，采用比较、归纳的方法对无机非金属材料、高分子合成材料以及各类复合材料及其特性进行梳理，强化记忆。专题十五│主干知识整合主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合专题十五│主干知识整合2．高分子材料材料名称功能高分子材料复合材料概念既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料两种或两种以上材料组成的新型材料，由基体和增强体构成性能不同的功能高分子材料，具有不同的特征性质一般具有强度高、质量轻、耐腐蚀等优异性能实例离子交换树脂、高分子药物、液晶材料、高吸水性树脂等玻璃钢、陶瓷塑料、复合地板、汽车轮胎等专题十五│要点热点探究►探究点一化工生产流程与化学反应原理的综合考查理论应用于实际工业生产，可指导工业生产少走弯路，如历史上炼铁工业的百年之谜，就是人们对化学反应限度没有认识。运用化学反应速率和化学平衡原理时，既要注意外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。同时还得考虑实际生产中的动力、材料、设备等因素，来选择适宜的化工生产条件。值得注意的是化工生产条件的选择中容易片面考虑条件对反应速率或平衡的影响，有时还忽视生产实际以及工业生产的可行性，如选择超高温或超高要点热点探究专题十五│要点热点探究压等条件。如硫酸工业生产中为了加快反应速率采取了500℃左右高温和使用催化剂以及沸腾炉的燃烧；为了提高二氧化硫的转化率采取了逆流原理，循环利用原理，但未采取高压，因为常压下其转化率已经较大，采取高压势必会增加成本，得不偿失；为了充分利用能源，采取了热交换原理等。工业合成氨则采取了10MPa～30MPa的高压、400℃～500℃的高温以及铁触媒做催化剂。专题十五│要点热点探究例1[2012·广东卷]难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)=2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO2－4＋2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：图15－1专题十五│要点热点探究(1)滤渣主要成分有_______和_______以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：___________。(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入________溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见图15－2，由图可得，随着温度升高，①__________，②_________。图15－2专题十五│要点热点探究(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4已知298K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。专题十五│要点热点探究(1)Mg(OH)2CaSO4(二者位置互换也正确)(2)加入Ca(OH)2溶液后，生成Mg(OH)2、CaSO4沉淀，溶液中Mg2＋浓度减小，使平衡右移(3)K2CO3H2SO4(4)①溶浸达到平衡的时间缩短②平衡时K＋的浸出浓度增大(其他合理答案也可)(5)解：CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq)Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO2－4)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO2－3)K＝cSO2－4cCO2－3＝KspCaSO4KspCaCO3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104专题十五│要点热点探究[解析]本题考查难溶电解质的溶解平衡，考查考生吸收、整合化学信息的能力，以及分析难溶电解质的溶解平衡问题和解决平衡常数计算等问题的能力。(1)饱和Ca(OH)2溶液中存在如下电离：“Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－”，OH－与Mg2＋、Ca2＋与SO2－4存在如下反应：“2OH－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋SO2－4===CaSO4↓”，生成的Mg(OH)2、CaSO4和未溶杂卤石是滤渣的主要成分；(2)杂卤石难溶于水，加入饱和Ca(OH)2溶液时，其中的OH－和Ca2＋能分别沉淀Mg2＋和SO2－4，减小杂卤石溶解平衡体系中Mg2＋和SO2－4的浓度，使杂卤石的溶解平衡向右移动，因此Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋；(3)除去Mg2＋的Ca(OH)2必须过量，过量的Ca2＋必须除去，且不能引入新的杂质阳离子，由于Ca2＋与CO2－3易反应生成CaCO3沉淀，因此专题十五│要点热点探究除杂环节应先加入过量K2CO3溶液除去过量的Ca2＋；过量的OH－、CO2－3必须除去，且不能引入新的杂质阴离子，由于OH－＋H＋===H2O、CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑，因此应再加稀H2SO4除去过量的CO2－3、OH－，调滤液pH至中性；(4)读图可知如下结论：①溶浸达到平衡的时间缩短；②平衡时K＋的浸出浓度增大；③K＋的浸出浓度相同时，溶浸时间：373K323K288K，说明K＋的浸出速率随着温度升高而增大；④相同溶浸时间时，K＋的浸出浓度：288K323K373K，说明K＋的浸出率随着温度升高而增大。[点评]本题为线型流程工艺试题，解决该类试题，应首先对比分析流程图中原材料与产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系。弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题。逐一推敲解答。专题十五│要点热点探究专题十五│要点热点探究美国科学家理查德·海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂，长期使用催化剂会被杂质(如：铁、有机物等)污染而失去活性，成为废催化剂，需对其再生回收。一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下：专题十五│要点热点探究(1)废钯催化剂经烘干后，再在700℃的高温下焙烧，焙烧过程中需通入足量空气的原因是________；甲酸还原氧化钯的化学方程式为_________。(2)钯在王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3)中转化为H2PdCl4，硝酸还原为NO，该反应的化学方程式为___________。专题十五│要点热点探究(3)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图(a)～(c)所示，则王水溶解钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为________、________、________。(4)加浓氨水时，钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2＋，此时铁的存在形式是______(写化学式)。(5)700℃焙烧1的目的是：__；550℃焙烧2的目的是：____。专题十五│要点热点探究(1)使活性炭充分燃烧而除去PdO＋HCOOH===Pd＋CO2↑＋H2O(2)3Pd＋12HCl＋2HNO3===3H2PdCl4＋2NO↑＋4H2O(3)80℃～90℃(或90℃左右)反应时间约为8h钯废渣与王水质量比为1∶8(4)Fe(OH)3(5)除去活性炭及有机物脱氨[解析]本题流程图可解读为：高温燃烧除活性炭及有机物→甲酸还原得粗Pb→王水溶解→调节pH除Fe(OH)3→加入盐酸得Pd的化合物Pd(NH3)2Cl2沉淀→过滤→漂洗→烘干→焙烧→产物。专题十五│要点热点探究(1)甲酸被氧化为CO2，PdO被还原为Pd，根据电子守恒配平方程式即可。(2)根据题意，氧化还原反应发生在Pd和NO－3之间，盐酸起到提供环境的作用，实质上为缺项方程式的配平，首先根据电子守恒配平Pd和HNO3，然后观察法配平即可。(3)控制反应条件，使反应速率最大和钯的回收率最高，故可根据三个图像做出选择。(4)由流程图，加入浓氨水调节溶液pH，Fe3＋完全水解而得到Fe(OH)3沉淀。(5)由流程图看出漂洗、烘干后所得固体为Pd(NH3)2Cl2，故可知550℃焙烧的目的是使之分解得到产品氯化钯。►探究点二化工生产流程的评价与优化专题十五│要点热点探究化工生产方案应从环境保护和综合利用原料、合理利用能量以及化工生产的规模和厂址选择等方面进行考虑。1．绿色化学：绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学。是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。理想的化工方式是：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，实现“零排放”。2．循环操作：是化工生产的重要工艺之一，利用循环操作能有效地提高原料的利用率，降低生产成本。专题十五│要点热点探究3．循环利用：可以充分利用原料、节约资源，同时也是减少排放、实现变废为宝的重要手段。4．化工生产中的逆流原理：热交换器中的冷、热气体(或液体)，沸腾炉中的燃料与空气，制硫酸工业吸收塔中的气体和吸收液浓硫酸等。逆流的作用是使反应物充分接触，此外，在化学实验中的冷凝管也采用了逆流原理。例２[2011·海南化学卷]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，在高温下进行煅烧、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)；专题十五│要点热点探究(2)氨碱法的工艺如图15－5所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。①图中的中间产物C是_______，D________(写化学式)；②装置乙中发生反应的化学方程式为_____________；(3)联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是_________________；专题十五│要点热点探究(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾。请结合图15－6的溶解度(S)随温度变化曲线，分析说明是否可行？____________________________________________________。专题十五│要点热点探究专题十五│要点热点探究(1)①2NaCl＋H2SO4(浓)=====高温Na2SO4＋2HCl↑②Na2SO4＋4C＋CaCO3=====高温Na2CO3＋CaS＋4CO↑(2)①Ca(OH)2NH3②NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl(3)原料利用率高(4)不行，KHCO3溶解度随温度变化较大，当以氯化钾和石灰石为原料时，反应产生的KHCO3溶解在水中过多，产率过低[解析](1)①由第②问题干可知食盐和浓硫酸反应产物之一为硫酸钠，则该反应的方程式为：2NaCl＋H2SO4(