高三第4-5次课讲义第四讲工业生产题型练习高考要求内容要求层次具体要求ⅠⅡⅢ化学实验基础√1．了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法√2．掌握化学实验的基本操作√3．了解化学品的安全使用和实验室一般事故的预防、处理方法√4．掌握配制一定溶质的质量分数和物质的量浓度溶液的方法√5．了解溶液pH的测定方法√6．掌握常见气体的实验室制法√7．综合运用各类物质的性质，进行常见物质（包括离子）的检验、分离和提纯√8．能根据实验要求，做到：（1）设计、评价或改进实验方案（2）采取适当的方法控制实验条件（3）描述实验现象和收集有关数据（4）分析现象和处理数据并得出合理结论（5）识别或绘制典型的实验仪器装置图√9．以上各部分知识与技能的综合应用北京高考解读年次2009 2010 2011题号27 9、27 11、27分值14 20 21解析化学实验是研究物质性质、化学反应原理的重要手段，高考中对于化学实验以考查综合能力为主，尤其是对学生运用所学知识和技能进行实验设计、实验综合能力或评价能力的考查，此外对于基本实验操作、物质分离提纯与鉴别等知识也时有考查。
最近北京地区对于学生实验能力的考查在高考中逐渐侧重起来。
6.1 海水的综合利用利用方式流程与方法海水的淡化主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。
其中蒸馏法历史最为悠久，技术与工艺也比较完善，但成本较高。
海水淡化与化工生产、能源技术结合，是重要发展方向。
粗盐的提纯注意反应中的沉淀顺序。
氯碱工业(1)阴极室与阳极室用阳离子交换膜分开，允许阳离子Na+通过，阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子Cl2通过，这样能阻止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
(2)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，其目的从平衡角度上说是由于阳极生成的Cl2在水中存在平衡：；，因此调节pH呈酸性（2～3），增大H+浓度，平衡逆向移动。
(3)食盐水需经净化，除去Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-等离子。
提取溴单质氯化：吹出：用空气或水蒸气吹出溴蒸汽吸收：（溴元素的富集）氧化：提取碘单质干海带中I元素主要以I－的形式存在，滤液中的反应时为：氧化出碘单质后，可以用CCl4进行萃取、分液、蒸馏的方法得到。
提取镁金属贝壳的主要成分为CaCO3。
而盐卤的主要成分为MgCl2。
其他对于海洋的综合利用，还可以利用潮汐能、波浪能；或是从海水中分离出重水和铀进行核能开发。
6.2 合成氨、硝酸与硫酸工业一、合成氨工业1.原理根据：N2(g) +3H2(g)2NH3(g)2.反应条件的选择速率平衡其他适宜条件增大压强加快右移动力、材料和设备强度有限2×107Pa~5×107Pa的高压升高温度加快左移催化剂在500℃活性最大500℃左右的适宜温度增大反应物浓度（或减小生成物浓度）加快（或减慢）右移另一反应物转化率增大a.不断补充N2、H2并循环操作b.将NH3及时分离催化剂加快无影响铁触媒3.合成氨生产的工艺流程（1）原料气的制备：N2：物理方法为将空气液化，蒸发分离出N2.化学方法为碳在空气中燃烧，除去O2，吸收CO2(如用氨和水吸收制NH4HCO3)后，得到N2.H2：工业上用水蒸气与焦碳在高温下反应制得：C+H2O(g)CO+H2CO + H2O(g)CO2+H2吸收CO2后得到H2.（2）原料气净化、除杂质：主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
（3）NH3的合成：合成塔中选择适宜条件进行.从塔口进气，经热交换器与塔内反应后的高温气体逆流交换热量后，进入接触室与铁触媒接触反应.从塔下口出气.（4）NH3的分离：混合气经冷却后，进入氨分离器，只有氨气在该压强下液化，得到液氨。
而未反应的N2和H2经循环压缩机压缩后再通入合成塔中进行反应.二、氨氧化法硝酸工业1.原料：氨、空气、水2.原理：（通常使用铂系催化剂）（增压、降温、同时补充空气）3.尾气净化：①碱液吸收法：优点：比较经济。
不足：处理后尾气中的氮氧化合物的含量仍难以降到排放标准。
②催化还原法：优点：可以回收大量的热能，且装置紧凑，操作方便。
不足：不能回收氮的氧化物，消耗燃料较多三、接触法硫酸工业1.生产硫酸的主要原理：工业制硫酸主要是以自然硫矿、硫铁矿等含硫的矿物为原料制取二氧化硫，二氧化硫与氧气在有催化剂存在的条件下发生反应生成三氧化硫，三氧化硫被水吸收生成硫酸，由于二氧化硫和氧气是在催化剂表面上接触时发生反应，所以这种制硫酸的方法叫接触法。
注意：①早期生产中以黄铁矿（硫铁矿）为原料：。
由于生产中的废弃物太多，处理成本高，这种工艺正在逐渐的被淘汰。
②实际生产中，并不直接用H2O来吸收SO3，而是用98%的硫酸吸收，这样可以避免形成酸雾并提高吸收率。
③催化剂多使用V2O5。
2.废物充分利用①尾气脱硫：a.氨-酸法：b.石灰水吸收：二氧化硫经干燥后重新用于制硫酸，也可制成液态二氧化硫产品，副产品硫酸铵可做化肥。
②废热的利用：在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，利用余热产生的蒸汽进行发电或供热。
同时由于硫酸生产过程中的上三个化学反应都是放热反应，可充分利用以自行提供能量并向外界输出大量的能量，可大大降低成本。
例如在催化反应室（接触室）中设置热交换装置，利用SO2氧化为SO3释放出的热量来预热即将参加反应的SO2和O2等。
6.3 化学材料相关知识一、金属的冶炼1.金属冶炼概述根据金属活动顺序表，可判断冶炼金属的一些方法：（1）活泼金属：通过电解熔融的盐或金属氧化物。
2Al2O3(熔融)4Al +3O2↑2NaCl(熔融)2Na +Cl2↑（2）较活泼金属：通过铝热反应或CO、C、H2等还原的方法。
Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2↑Fe2O3 +2Al2Fe + Al2O3（3）较不活泼金属：直接加热金属氧化物或硫化物，制得金属单质。
2Ag2O4Ag +O2↑2HgO2Hg +O2↑（4）不活泼金属：如Au、Pt等，在自然界中以单质形式存在，可以直接使用物理方法进行富集。
2.部分常见金属的冶炼方法（1）金属铝的冶炼方法原料：铝土矿（、、、）方法：酸溶法、碱溶法工艺流程：是一种高熔点（2045℃）化合物，电解时需将熔化，对条件要求很高。
为了降低熔点，在中添加了冰晶石（）可在1000℃使熔化。
冰晶石为熔剂。
电解铝工业生产的原理是：（2）金属铁的冶炼方法主要原料：铁矿石[磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）、黄铁矿（FeS2）等]、焦炭、空气原理：；；（3）金属铜的冶炼方法Ⅰ．湿法炼铜：Ⅱ．高温炼铜：高温冶炼黄铜矿（炉渣）；二、硅与硅酸盐硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英粘土反应原理复杂的物理化学变化SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑复杂的物理化学变化主要成分3CaO•SiO22CaO•SiO23CaO•Al2O3CaSiO3、Na2SiO3、SiO2复杂反应条件高温高温高温特性水硬性无固定熔沸点，在一定温度范围内软化可制成各种形状抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘体2．晶体硅的制备（1）原理：三、环境污染与保护1．SO2、NO、NO2的回收①SO2的催化吸收：；SO3＋H2O H2SO4 [工业制硫酸原理]②用氨水吸收：SO2 + 2NH3·H2O(NH4)2SO3 + H2O或SO2 + NH3·H2O NH4HSO3本反应可用于硫酸工业中SO2的循环利用。
③钙基固硫：Ca(OH)2+ SO2CaSO3+H2O④用碱液吸收：2NaOH + NO + NO22NaNO2 +H2ONaOH+ SO2NaHSO32NaOH + 2NO2NaNO2 + NaNO3 + H2O⑤汽车尾气的催化净化2．污水处理处理污水的方法有物理法、生物法和化学法。
主要化学方法有：①混凝法。
加入混凝剂，使细小的悬浮颗粒聚集为较大的颗粒而沉淀与水分离，从而除去水中的悬浮物。
常用的混凝剂有明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]等。
明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]处理污水的原理：明矾放入污水中，其中的Al2(SO4)3与水反应，生成带正电的Al(OH)3胶体，遇到水中带负电的悬浮颗粒时，发生凝聚，达到了净水的目的。
②中和法。
用Ca(OH)2中和酸性废水，用H2SO4或CO2来中和碱性废水。
反应的离子方程式分别为：OH-+H+H2O，CO2+2OH-CO32-+H2O。
高浓度的酸、碱性废水，优先考虑回收利用。
③沉淀法。
利用某些物质作为沉淀剂，与废水中的污染物（主要是重金属离子）发生化学反应，生成难溶解于水的沉淀析出，从废水中分离出去。
利用沉淀法是除去水中重金属离子常用的方法。
如向含有Hg2+的废水中加入Na2S，可以使Hg2+转化为HgS沉淀而除去。
反应的离子方程式为：Hg2++S2-=HgS↓。
④氧化还原法。
将废水中的有害物质转变为无毒物质、难溶物质或易除去的物质，这是废水处理中的重要方法之一。
例如，碱性条件下，Cl2可将废水中的CN-氧化成无毒的N2和CO2等，使水质净化：；又如，酸性条件下，向含铬废水中天降FeSO4，可将还原为Cr3+：，然后再加入熟石灰调节溶液的pH，使Cr3+转变为Cr(OH)3沉淀而从废水中除去。
6.4 工业流程相关的实验题有部分化学实验题以化学工业部分知识为基础信息，在实验室中模拟工业中的生产流程，进而对于化工流程中的反应原理、反应条件的控制、反应流程的选择以及杂质处理等方面进行探究和推理，本类型实验综合性较强、难度较大，但也有一定的规律可循。
分析时注意：1．仔细阅读、熟悉流程、整体把握：对于整体流程进行理解和把握，并结合到实验中，了解每步实验步骤以及各实验装置的作用。
2．提取信息、运用信息、弄懂原理；掌握题目中所给的已知信息以及通过已学过知识推论出的隐藏信息，弄清楚实验原理，并学会利用信息迁移的思维方法，对于陌生情境中的可能过程推理清楚。
3．掌握要点、明确角度、确定答案。
对于题目的出题角度和问题要点深入理解，同时注意在表达上符合实验表达方式。
常见的工业流程相关的实验题：1．离子反应与氧化还原相关的知识：特别是污水的处理，海水综合利用、矿石精制和冶炼等知识；2．化学反应速率和化学平衡相关知识：结合合成氨、硫酸和硝酸工业、废气的综合利用等知识；3．电化学相关知识：氯碱工业、电镀、电冶金以及电解精炼、以及其他利用电化学进行的工业生产知识（如碘盐的制备等）；考点：化学工业相关【例1】（2011海南卷）下列说法错误的是A.“接触法”制H2SO4时，催化氧化阶段的反应原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)＜0B.海水提镁的主要步骤为C.普通水泥的主要成分是硅酸钙D.黏土的主要成分是三氧化二铝【答案】D【例2】从海水中提取镁的工艺流程如下图所示：下列说法错误的是A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤可将晶体置于HCI气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应【答案】B【例3】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下：（1）精制过程中反应的离子方程式为：，，，。