化學(xué)資源綜合利用

1、1煤的綜合利用煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，主要含有碳元素，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。(1)煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過(guò)程。煤的干餾是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程。煤的干餾產(chǎn)物a焦?fàn)t氣，b.煤焦油，c.焦炭，d.粗氨水。(2)煤的氣化將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程，目前主要方法是碳和水蒸氣反應(yīng)制水煤氣?；瘜W(xué)方程式為CH2O(g)CO(g)H2(g)。(3)煤的液化直接液化：煤氫氣液體燃料間接液化：煤水水煤氣甲醇等2天然氣的綜合利用(1)天然氣的主要成分是甲烷，它是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料。來(lái)源:中教網(wǎng)(2)天然氣與水蒸氣反應(yīng)制取H2原理

2、：CH4H2O(g)CO3H2。3石油的綜合利用(1)石油的成分石油主要是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。所含元素以碳、氫為主，還有少量N、S、P、O等。(2)石油的加工方法過(guò)程目的分餾把原油中各組分分離成沸點(diǎn)不同的分餾產(chǎn)物獲得各種燃料用油裂化把相對(duì)分子質(zhì)量大的烴斷裂成相對(duì)分子質(zhì)量小的烴得到更多的汽油等輕質(zhì)油裂解深度裂化，產(chǎn)物呈氣態(tài)來(lái)源:得到乙烯、丙烯、甲烷等化工原料4三大合成材料(1)三大合成材料是指塑料、合成橡膠和合成纖維。(2)聚合反應(yīng)合成聚乙烯的化學(xué)方程式：nCH2=CH2CH2CH2，單體為CH2=CH2，鏈節(jié)為CH2CH2，聚合度為n。深度思考1煤的干餾與石油分餾有何不同？答案煤的干

3、餾是在隔絕空氣加強(qiáng)熱的條件下發(fā)生的復(fù)雜的物理和化學(xué)變化的過(guò)程，而石油分餾是根據(jù)沸點(diǎn)不同將石油中各成分分離的過(guò)程，是物理變化。2為什么不能用裂化汽油萃取溴水中的溴？答案由于裂化汽油中含有不飽和的烯烴，能與溴水中的溴發(fā)生加成反應(yīng)，所以不能用于萃取溴水中的溴。1堿性鋅錳干電池一次電池總反應(yīng)式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e=Zn(OH)2。2鋅銀電池一次電池負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正極反應(yīng)：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；總反應(yīng)式：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。3二次電

4、池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2。(1)放電時(shí)的反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)：PbSO2e=PbSO4；正極反應(yīng)：PbO24HSO2e=PbSO42H2O；總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。來(lái)源:中國(guó)教育出版網(wǎng)(2)充電時(shí)的反應(yīng)陰極反應(yīng)：PbSO42e=PbSO；陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO42H2O2e=PbO24HSO；總反應(yīng)：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。4燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。種類(lèi)酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正極反應(yīng)式O24e4H=2H2OO22H2O4

5、e=4OH電池總反應(yīng)式2H2O2=2H2O來(lái)源:中教網(wǎng)分析電解過(guò)程的思維程序(1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。來(lái)源:(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽(yáng)兩組(不要忘記水溶液中的H和OH)。(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序陰極：陽(yáng)離子放電順序：Ag>Fe3>Cu2>H(酸)>Fe2>Zn2>H(水)>Al3>Mg2>Na>Ca2>K。陽(yáng)極：活潑電極>S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根離子。注意陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解

6、質(zhì))中的陽(yáng)離子放電。最常用、最重要的放電順序是：陽(yáng)極，Cl>OH；陰極：Ag>Cu2>H。電解水溶液時(shí)，KAl3不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。1電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2H2e=H2(還原反應(yīng))(2)總反應(yīng)方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2離子反應(yīng)方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。2電鍍

7、右圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽(yáng)極。來(lái)源:中§教§網(wǎng)z§z§s§tep(2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陽(yáng)極：Age=Ag；陰極：Age=Ag。(4)特點(diǎn)：陽(yáng)極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。3電解精煉銅(1)電極材料：陽(yáng)極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陽(yáng)極：Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2；陰極：Cu22e=Cu。4電冶金利用電解熔融鹽的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg

8、、Al等。(1) 冶煉鈉 2NaCl(熔融)2NaCl2電極反應(yīng)：陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2；陰極：2Na2e=2Na。(2)冶煉鋁 2Al2O3(熔融)4Al3O2電極反應(yīng)：來(lái)源:中教網(wǎng)陽(yáng)極：6O212e=3O2；陰極：4Al312e=4Al。深度思考1(1)電解氯化鈉溶液時(shí)，如何用簡(jiǎn)便的方法檢驗(yàn)產(chǎn)物？答案陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2可以用淀粉­KI試紙檢驗(yàn)，陰極產(chǎn)物H2可以通過(guò)點(diǎn)燃檢驗(yàn)，NaOH可以用酚酞試劑檢驗(yàn)。(2)氯堿工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中必須把陽(yáng)極室和陰極室用離子交換膜隔開(kāi)，原因是什么？答案防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2與溶液中的NaOH反應(yīng)。2電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極泥是怎樣形成的？答案粗銅

9、中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽(yáng)極不斷溶解時(shí)，金屬活動(dòng)性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如Zn、Fe、Ni等也會(huì)同時(shí)失去電子，但是它們的陽(yáng)離子比銅離子難以還原，所以它們并不能在陰極析出，而只能以離子的形式留在電解液里。金屬活動(dòng)性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮拥哪芰Ρ茹~弱，難以在陽(yáng)極失去電子變成陽(yáng)離子而溶解，所以當(dāng)陽(yáng)極的銅等失去電子變成陽(yáng)離子溶解之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽(yáng)極泥。1金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2金屬腐蝕的類(lèi)型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類(lèi)型來(lái)源:中.國(guó)教.育出.版網(wǎng)化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬

10、單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕 以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：來(lái)源:中教網(wǎng)類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe2e=Fe2正極2H2e=H2O22H2O4e=4OH總反應(yīng)式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2來(lái)源:聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍鐵銹的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)(3x)H2O。3金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)犧牲陽(yáng)極的

11、陰極保護(hù)法原電池原理a負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。外加電流的陰極保護(hù)法電解原理a陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b陽(yáng)極：惰性金屬。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕越快。(4)對(duì)同一

12、種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。1計(jì)算類(lèi)型原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。2方法技巧(1)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過(guò)4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電

13、化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。來(lái)源:中教網(wǎng)提示在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用QI·t和Qn(e)×NA×1.60×1019C來(lái)計(jì)算電路中通過(guò)的電量。例題.(2012·海南，16)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2 ，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。 回答下列問(wèn)題：(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為_(kāi)、_。(2)閉合K開(kāi)關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是_，電解氯化鈉

14、溶液的總反應(yīng)方程式為_(kāi)；(3)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過(guò)電解池的電量為_(kāi)(法拉第常數(shù)F9.65×104 C · mol1列式計(jì)算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為_(kāi)L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。來(lái)源:z答案(1)O22H2O4e=4OHCH410OH8e=CO7H2O(2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)×8×9.65×104 C·mol13.45×104 C 4解析(1)甲烷燃料電池中正極為O2被還原，負(fù)極為CH4被氧化，在堿性條件下生成CO，其電極反應(yīng)分別為O22H2O4e=4OH、CH

15、410OH8e=CO7H2O。(2)閉合K后構(gòu)成閉合回路，此時(shí)a、b分別為電解池的陽(yáng)極和陰極，陰極為H得電子被還原，同時(shí)得到H2和NaOH，陽(yáng)極為Cl被氧化得到Cl2，該電解池中的總反應(yīng)為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。(3)每個(gè)電池通入1 L CH4，電路中通過(guò)的電量為×8×9.65×104 C·mol13.45×104 C。1判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)聚乙烯可發(fā)生加成反應(yīng) (×) (2)乙烯和甲烷可用酸性高錳酸鉀溶液鑒別 ()(3)乙烯和苯都能與溴水反應(yīng) (×)解析苯不和溴水反應(yīng)。(4

16、)乙烯和乙烷都能發(fā)生加聚反應(yīng) (×)解析乙烷不能發(fā)生加聚反應(yīng)。(5)乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同 (×)解析乙烯和溴水發(fā)生加成反應(yīng)，而苯萃取溴水中的溴使其褪色。(6)苯不能使KMnO4溶液褪色，因此苯不能發(fā)生氧化反應(yīng) (×)解析苯能在O2中燃燒。(7)用溴水鑒別苯和正己烷解析均在上層顯橙色。 (×) (8)甲烷和Cl2的反應(yīng)與乙烯和Br2的反應(yīng)屬于同一類(lèi)型的反應(yīng) (×)解析前者屬于取代反應(yīng)，而后者屬于加成反應(yīng)。(9)乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鑒別 ()解析乙烯能使溴的CCl4溶液褪色，而甲烷不能。(10)在濃硫酸存在下，苯與濃硝酸

17、共熱生成硝基苯的反應(yīng)屬于取代反應(yīng) () (11)甲烷和氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷與苯和硝酸反應(yīng)生成硝基苯的反應(yīng)類(lèi)型相同 ()解析均屬取代反應(yīng)。2判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)石油和天然氣的主要成分都是碳?xì)浠衔?() (2)煤的干餾和石油的分餾均屬化學(xué)變化 (×)解析干餾屬于化學(xué)變化，分餾屬于物理變化。(3)煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉 () (4)甲烷、乙烯和苯在工業(yè)上都可通過(guò)石油分餾得到 (×) (5)石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴() (6)煤氣的主要成分

18、是丁烷 (×)解析煤氣的主要成分是CO和H2。(7)石油是混合物，其分餾產(chǎn)品汽油為純凈物 (×)1.編織糖類(lèi)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)2對(duì)比明確油脂“三化”油脂中的“三化”是指氫化、硬化、皂化，氫化是指不飽和油脂與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成飽和油脂的反應(yīng)；通過(guò)氫化反應(yīng)后，不飽和的液態(tài)油轉(zhuǎn)化為常溫下為固態(tài)的脂肪的過(guò)程稱為硬化；皂化是指油脂在堿性條件下發(fā)生水解生成高級(jí)脂肪酸鹽與甘油的反應(yīng)。3聚焦鹽析變性異同鹽析：在輕金屬鹽作用下，蛋白質(zhì)從溶液中凝聚成固體析出，其實(shí)質(zhì)是溶解度降低，是物理變化，此過(guò)程可逆，加水后仍可溶解，蛋白質(zhì)仍保持原有的生理活性。變性：在重金屬鹽、受熱、紫外線、甲醛、酒精等作用下蛋白質(zhì)

19、凝聚成固體析出，其實(shí)質(zhì)是結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生變化，是化學(xué)變化，此過(guò)程不可逆，蛋白質(zhì)失去原有的生理活性。二者均是一定條件下，蛋白質(zhì)凝聚成固體的過(guò)程。1判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)醫(yī)用酒精的濃度通常為95% (×)(2012·新課標(biāo)全國(guó)卷，8A)解析消毒酒精的濃度為75%。(2)乙醇、乙酸均能與Na反應(yīng)放出H2，二者分子中官能團(tuán)相同 (×)(2012·山東理綜，10D)解析乙醇的官能團(tuán)為OH，乙酸的官能團(tuán)為COOH。(3)乙醇不能發(fā)生取代反應(yīng) (×)(2012·福建理綜，7A)解析乙醇與乙酸的酯化反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。(4)

20、在酸性條件下，CH3CO18OC2H5的水解產(chǎn)物是CH3CO18OH和C2H5OH (×)(2011·北京理綜，7C)解析CH3CO18OC2H5在酸性條件下水解后生成CH3COOH和CH3CHOH。(5)乙醇中含乙酸雜質(zhì)：加入碳酸鈉溶液洗滌，分液 (×)(2012·上海，12B)解析除去乙醇中的雜質(zhì)乙酸，加入Na2CO3溶液，洗滌后再蒸餾。(6)乙酸丁酯中含乙酸雜質(zhì)：加入碳酸鈉溶液洗滌，分液 ()(2012·上海，12D)解析乙酸和Na2CO3反應(yīng)生成CH3COONa和乙酸丁酯分層，采取分液的方法進(jìn)行分離。2判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)淀粉、纖維素和油脂都屬于天然高分子化合物 (×)(2012·新課標(biāo)全國(guó)卷，8C)解析油脂不是高分子化合物。(2)向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加熱幾分鐘，冷卻后再加入新制Cu(OH)2懸濁液，加熱，沒(méi)有磚紅色沉淀生成，證明淀粉沒(méi)有水解成葡萄糖 (×)(2011·四川理綜，11B)解析沒(méi)有加NaOH中和H2SO4。(3)食用白糖的主要成分是蔗糖 ()(2012·海南，2A)(4)蔗糖、淀粉、油脂及其水解產(chǎn)物均為非電解質(zhì) (×)(2012·浙江理綜，7B)解