一、化学与工艺 1．硫酸工业
三原料：硫(或硫铁矿) 、空气、水。
高温
三反应：①S ＋O 2 SO 2 (4FeS2＋11O 2 2O 3＋8SO 2)
△
催化剂
②2SO 2 + O2 加热 2SO 3 ③SO 3＋H 2O ＝H 2SO 4
三阶段：造气、催化氧化、三氧化硫吸收。 生产条件：
温度：根据化学平衡移动原理，应在较低温度下进行，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效率考虑，对生产不利。实际生产中采用4000C ～5000C 作为操作温度。
压强：根据化学平衡移动原理，增大压强能提高SO 2转化率，但提高幅度不大。考虑加压必须增加设备，增大设资和能量消耗，而常压下4000C ～5000C 时，SO 2的平衡转化率已经很高，所以实际采用常压操作。 2．硫酸工业综合经济效益的讨论
⑴尾气处理：尾气中的SO 2可用石灰水处理，发生的反应为： SO 2＋Ca(OH)2＝CaSO 3＋H 2O
CaSO 3＋H 2SO 4＝CaSO 4＋SO 2↑＋H 2O 。气体可返回作原料。 也可用氨水或氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体。 ⑵污水治理：用石灰乳中和处理。 Ca(OH)2＋H 2SO 4＝CaSO 4＋H 2O
⑶废渣利用：制水泥、渣砖，品位高的矿渣用来炼铁。 ⑷能量的利用：充分利用反应热，降低生产成本。 ⑸生产规模和厂址的选择
现代化工生产应有较大的生产规模。厂址选择涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素，应综合考虑权衡利弊，才能作出合理抉择。硫酸厂不应建在人口稠密的居民等环保要求高的地区。 3．环境污染及其环境保护
工业“三废”是指废气、废水、废渣。环境污染包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、噪声污染等。消除污染的主要方法是减少污染物的排放。
二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一，它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病，严
重时会使人死亡。空气中的二氧化硫在氧气和水的共同作用下，会形成硫酸，空气中的硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成酸雨。
酸雨危害极大：①直接破坏农作物、森林和草原，使土壤酸性增强；②使湖泊酸化，造成鱼类等死亡；③加速建筑物、桥梁、工业设备，以及电信电缆等的腐蚀。 环境保护一般采用的方法：
①严格治理“三废”，严格执行国家关于“三废”的排放标准。 ②将“三废”变成有用的副产品，实行综合利用。 ③建立无废物排放出的“封闭式生产”，实行绿色生产。 ④保护生态环境。
⑤人人建立环境保护的意识，减少废弃物的排放。 4、合成氨适宜条件的选择。
⑴目的：尽可能加快化学反应的速率和提高化学反应的程度。 ⑵依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响。 ⑶原则：
①既要注意外界条件对两者影响的一致性，又要注意对两者影响的矛盾性。②既要注意温度、催化剂对反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。③既要注意理论生产，又要注意实际可能性。
⑷反应特点：正反应是体积减小的放热反应。
⑸适宜条件：400O C ～500O C 、铁催化剂、10MPa ～30MPa ；循环操作（N 2与H 2的体积比为1﹕3）。
5、 氨碱法——工业制备纯碱的方法
工业上是先在冷却的条件下将氨气通入饱和的食盐水，制得氨化盐水，再在加压条件下通入CO 2，得到NaHCO 3晶体，最后将滤出的NaHCO 3经焙烧得到纯碱。氨气极易溶于水，先溶在食盐中，可在碱性条件下吸收更多CO 2。
NH 3＋H 2O ＋CO 2＝NH 4HCO 3
NH 4HCO 3＋NaCl ＝2NaHCO 3↓＋NH 4Cl 〔用C a (O H ) 2回收氨〕 2NaHCO 3 Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O （CO 2可回收利用）
在加压通入CO 2时温度选在200C ～260C 左右，因为此时NaHCO 3的溶解度最小。
△
二、化学与资源 1．硬水的危害
⑴ 对生活的危害：用硬水洗衣服不易洗净；硬度过高的水或硬度过低的水，若长期饮用，不利于人体健康。
⑵ 对生产的危害：长期烧煮的锅炉，使用硬度太高的水易形成锅垢，不仅浪费燃料，而且会引起爆炸。暂时硬水对锅炉的危害更大。 2．水的净化和硬水的软化
水的净化和软化是两个不同的概念。天然水中常含有许多细小的悬浮物（如泥土、细菌、藻类等不溶物）、腐殖质胶体和一些可溶性盐类、气体等。水的净化是除去天然水中的悬浮物、细菌等，常用FeCl 3、AlCl 3、Al 2(SO4) 3或明矾等易水解的物质作净水凝聚剂、用木炭脱色脱臭，饮用水还常用漂白粉、液氯等消毒、杀菌。水的软化是降低水中大量C a 2+、M g 2+的过程。常用的方法有：加热法、药剂法（石灰纯碱法、磷酸钠法）、离子交换法（离子交换剂如磺化煤等）。
经净化和软化后的水仍含有少量的Ca 2、Mg 2和一定量的SO 42、N a +，并不是纯水。
＋
＋
－
3．水的暂时硬度和永久硬度的区别
主要区别在于所含的主要阴离子种类的不同，由M g (H C O 3) 2或Ca(HCO3) 2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。 4．硬水软化的方法及原理
⑴加热煮沸法：只能软化暂时硬水，其原理为：Ca(HCO3) 2 CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O ，
△
△
Mg(HCO3) 2 MgCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O ，继续煮沸时，MgCO 3可转化为更难溶的
△
M g (O H ) 2：MgCO 3＋H 2O Mg(OH)2↓＋CO 2↑
⑵离子交换法：利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用磺化煤（N a R ）作离子交换剂：2N a R +C a 2+=C a R 2+2N a +，2N a R +M g 2+=M g R 2+2N a +。用8%～10% 的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生：C a R 2+2N a +=2N a R +C a 2+。 ⑶用石灰纯碱法：先加Ca(OH)2，再加N a 2C O 3。C a (O H ) 2可消除水的暂时硬度，还可将M g 2+引起的永久硬度转化为由C a 2+形成的硬度，其作用原理如下： C a (H C O 3) 2+C a (O H ) 2=2C a C O 3↓+2H 2O
M g (H C O 3) 2+2C a (O H ) 2=2C a C O 3↓+M g (O H ) 2↓+2H 2O M g S O 4+C a (O H ) 2=M g (O H ) 2↓+C a S O 4
加入纯碱的作用是将过量C a 2+的沉淀出来，C a 2++C O 32=C a C O 3↓。
－
5. 氯碱工业：以食盐为原料，用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH 、H 2、Cl 2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 原理：阳极(C)： 2Cl -－2e -＝Cl 2↑ (氧化反应) 阴极(Fe)： 2H +＋2e -＝H 2↑ (还原反应)
电解
总反应：2NaCl ＋2H 2
＋Cl 2↑＋H 2↑ 装置：离子交换膜电解槽
6 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
⑴食盐水的精制：由于食盐水中含有泥沙、Ca 2、Mg 2、Fe 3、SO 42等杂质，必须除去。
＋
＋
＋
－
先加氯化钡，除去SO 42；再加碳酸钠，除去过量的Ba 2和Ca 2以及大部分的Mg 2、
－
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＋
＋
Fe 3；再加氢氧化钠除去Mg 2、Fe 3，；最后用盐酸调整溶液的pH 。这样处理的盐水中仍
＋
＋
＋
含有少量的Ca 2、Mg 2等金属阳离子，必须送入阳离子交换塔进一步进行离子交换。
＋
＋
⑵电解：阳极区得到氯气；阴极区生成氢气和氢氧化钠溶液。
7. 镁的工业制法：镁是活泼的金属，不宜用热还原法制取，一般采用电解熔融的MgCl 2的方法。MgCl 2主要存在于海水和光卤石中，所以制取MgCl 2的途径是在海水或若卤中加入熟石灰，使M g (O H ) 2析出：MgCl 2＋C a (O H ) 2＝M g (O H ) 2↓＋C a Cl 2，再用盐酸溶解M g (O H ) 2，然后将溶液浓缩，得到MgCl 2晶体，将晶体在H Cl 中加热除去结晶水，即得无水MgCl 2。然后电解熔融的MgCl 2，MgCl 2 Mg ＋Cl 2↑，就可得到金属镁。
电解
8、石油的炼制
9．煤的综合利用
10．几组易混淆概念的比较
⑴分馏和干馏的本质区别：分馏是对石油固有的成分的分离，为物理变化；干馏是对煤强热分解得到新产物，为化学变化。
⑵煤和木炭、焦炭组成不同：煤是以碳为主的复杂有机物和无机物的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质，所以木炭、焦炭易于燃烧，而煤不易燃料。
⑶天然气和焦炉气不同：天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其主要成分是CH 4、C 2H 6、C 3H 8等小分子烷烃，主要是CH 4，它既是一种重要能源，又是一种重要的工业资源。焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H 2、CH 4、CO 、C 2H 4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。
三、化学与材料 1．硅酸盐工业
2．新型无机非金属材料
无机非金属包括两大类：一类是传统无机非金属材料；二类是新型无机非金属材料。传统无机非金属材料：主要指硅酸盐材料，如水泥、玻璃、陶瓷等，其优点是有抗腐蚀性、耐高温等，但也有质脆、经不起热冲击等弱点。新型无机非金属材料：主要指新型陶瓷、光导纤维等。新型无机非金属材料除继承传统无机非金属材料的许多优点、克服某些弱点外，还具有如下特性：⑴耐高温、强度高。⑵具有电学特性，可用作集成电路的半导体。⑶具有光学特性，如光导纤维，用于光缆通讯、医疗、信息处理等。⑷具有生物功能。 3．炼铁和炼钢的主要区别
由铁矿石冶炼成铁，再由铁冶炼成钢，这是冶炼钢铁的必经过程。由于炼铁和炼钢的任务不同，因此采用的原料、利用的化学原理、冶炼设备等也各不相同。现比较如下：
⑴炼铁中，为什么不用焦炭直接还原氧化铁？
碳有还原性，在高温条件下，能把铁从它的氧化物中还原出来。 Fe 2O 3+3C 高温
2Fe+3CO 但是，焦炭是固体，与氧化铁的表面接触很有限，很难充分发
生反应，而一氧化碳是气体，能与氧化铁充分接触，完全反应。所以，炼铁中必须通过一氧化碳去还原氧化铁。
焦炭的作用有两个：一是制造了还原剂CO ，二是它燃烧放出大量的热，为高炉提供了高温条件。
⑵炼钢中要除去硅和锰，为什么在后期的脱氧反应中，又要加入硅和锰作为脱氧剂？ 炼钢，并不是要完全除去硅和锰等合金元素，而是将他们的含量调整到规定的范围之内。炼钢期，FeO 会将硅和锰氧化，成为炉渣，从而降低了硅和锰的含量。但后期，钢水中含有少量没有反应的FeO ，这会使钢具有热脆性。因此，用硅铁或锰铁作为脱氧剂将FeO 还原，同时又调整了硅锰的含量。
4．电解原理的应用
5．金属的腐蚀
金属腐蚀的原因：许多金属有较活泼的化学性质，当金属与周围接触到空气、水及具有腐蚀性的物质时，金属失去电子发生氧化反应。
钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较
⑴金属腐蚀的快慢：与电解质溶液互相接触的两种金属，活泼金属总是先被腐蚀，而不活泼金属得到保护。两种金属活泼性相关越大，活泼金属被腐蚀得越快。
⑵金属的保护：①改变金属的内部结构：如可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金，以防止腐蚀；②覆盖保护层：如可以采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离，以防止腐蚀；③使用电化学保护法：将一种比需要保护的金属活泼的金属与之相连构成原电池，则较活泼的金属被腐蚀，而需要保护的金属被保护不被腐蚀。如埋在地下的钢管用导线与较活泼金属（铝、锌等）相连，则铁被保护。 6．高分子化合物
高分子化合物按其来源可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物主要有三大类：合成纤维、塑料和合成橡胶。
新型高分子材料
7．高分子化合物的单体、链节和聚合度 单体：能合成高分子化合物的小分子物质。 链节：重复出现的简单的结构单元。 聚合度：链节重复的次数。
四、化学与技术 化学肥料
1．氮肥：氮是作物体内蛋白质、核酸和叶绿素的重要成分，氮肥能促使农作物的茎、叶生长茂盛，叶色浓绿。
⑴氨水 NH 3＋H 2O
NH 3·H 2O NH 4＋OH ，氨水是一种速效肥，施入土壤中，作物很快吸收，不会残留有害物质。
⑵用作氮肥的铵盐：氨水是液体，运输不便，又容易挥发而降低肥料。工业上常利用酸和氨起反应制成固体铵盐用作肥料。例如：NH 3＋H 2O ＋CO 2＝NH 4HCO 3 NH 3＋HNO 3＝NH 4NO 3 2NH 3＋H 2SO 4＝(NH4) 2SO 4 NH 3＋HCl ＝NH 4Cl ⑶尿素：工业上用氨和CO 2在2.02×104KPa 和180℃合成CO(NH2) 2：
2NH 3＋CO 2 CO(NH2) 2，尿素施入土壤受微生物的作用跟水缓慢起反应生成碳酸铵，
＋－
碳酸铵容易被作物吸收。CO(NH2) 2＋2H 2O ＝(NH4) 2CO 3
2．磷肥：磷肥能促进作物根系发达，增强抗旱抗寒能力，还能促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满。常用的磷肥为钙镁磷肥、过磷酸钙、重过磷酸钙等。
⑴原料：磷矿石〔主要成分Ca 3(PO4) 2〕、磷灰石〔主要成分Ca 5F(PO4) 3〕、硫酸。
⑵H 3PO 4的制备：Ca 3(PO4) 2＋H 2SO 4(浓) 3CaSO 4↓＋H 3PO 4 Ca 5F(PO4) 3＋H 2SO 4(浓) 5CaSO 4↓＋3H
3PO 4＋HF ↑ ⑶过磷酸钙制备：Ca 3(PO4) 2＋2H 2SO 4(浓) ＝ 2CaSO 4＋Ca(H2PO 4) 2
△
△
△
⑷重钙的制备：Ca 3(PO4) 2＋4H 3PO 4(浓) 3Ca(H2PO 4) 2
Ca 5F(PO4) 3＋7H 3PO 4(浓) 5Ca(H2PO 4) 2 ＋HF ↑
3．钾肥：钾肥能促进作物生长健壮，茎秆粗硬，增强对病虫害和倒伏的抵抗能力，并能促进糖分和淀粉的生成，常用的钾肥有K 2SO 4、KCl 等。
4．复合肥料：复合肥料是含有两种或两种以上营养元素组成的化肥，如NH 4H 2PO 4、(NH4) 2HPO 4、KNO 3、KH 2PO 4等。
5．微量元素化肥：主要有硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、钼肥等。施用的量很少。植物缺乏这些微量元素就会影响生长发育，减弱抗病能力。
6．肥皂的去污原理：肥皂的去污是高级脂肪酸钠起作用。从结构上看，它的分子可以分为
－
两部分，一部分是极性的－COONa 或－COO ，它可以溶于水，叫做亲水基；另一部分是
△
非极性的链状的烃基－R ，这一部分不溶于水，叫做憎水基。憎水基具有亲油的性质。在洗涤过程中，污垢中的油脂跟肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的烃基就插入油滴内。而易溶于水的羧基部分伸在油滴外面，插入水中。这样油滴就被肥皂分子包围起来。再经摩擦、振动、大的油滴便分散成小的油珠，最后脱离被洗的纤维织品，而分散到水中形成乳浊液，从而达到洗涤的目的。
777R SO 3Na
质。主要有烷基磺酸钠(R－SO 3Na) 、烷基苯磺酸钠（ ）等。 8．肥皂与合成洗涤剂的比较
⑴制造肥皂需要消耗大量油脂，但是油脂是可以再生的。制造合成洗涤剂以石油化工产品为原料，可以节省食用油脂，但是石油资源是有限的。
⑵肥皂在自然界能被微生物分解，不会累积污染水源。有些合成洗涤剂很稳定增长，不能被除微生物分解，能积累而污染水源。近年来用直链烃基来代替洗涤剂分子中的支链烃基，而具有直链烃基的洗涤剂是能被微生物所分解的。
⑶肥皂在硬水中使用时能跟Ca ＋和Mg ＋形成不溶于水的钙盐和镁盐，浪费了部分肥皂。
22
合成洗涤剂跟Ca ＋和Mg ＋不能形成不溶性盐，所以它可以有效地在硬水中使用。
2
2
⑷肥皂经长时间储存容易变质，合成洗涤剂不易变质。 9．肥皂的工业制法
⑴生产原理：利用皂化反应制肥皂
NaOH 肥皂
混合物 盐析 高级脂肪酸钠 ⑵生产流程：动、植物油 皂化反应加工
⑶盐析：加入食盐使肥皂析出的过程叫肥皂的盐析。
⑷注意事项
①食盐的作用：一是降低高级脂肪酸钠盐的溶解性；二是使肥皂胶体容易凝聚而析出。 ②制取肥皂时，还要加入多种形式填充料、抗氧剂、香料、着色剂、杀菌剂等。
五、有机物相关
1. 油脂的水解反应
（1）油脂+水
油
油脂在碱性条件下的水解反应，叫做皂化反应。工业上常用此反应制取肥皂。 油脂在动物体内的水解，是在酶催化下完成的。
油脂水解
2. 蛋白质的化学性质
⑴盐析—可逆过程—可分离提纯蛋白质 ⑵变性—不可逆过程
⑶颜色反应—可鉴别蛋白质 ⑷灼烧时有烧焦羽毛的气味—可鉴别蛋白质 酸 △∆高级脂肪酸+甘油（2）油脂+氢氧化钠−−→高级脂肪酸钠+甘⑸蛋白质的水解：蛋白质的水解产物是氨基酸。
氨基酸分子中含有碱性基氨基(—NH 2) 和酸性基羧基(—COOH) ，氨基酸呈两性。
天然蛋白质水解的最终产物都是α—氨基酸
一、化学与工艺 1．硫酸工业
三原料：硫(或硫铁矿) 、空气、水。
高温
三反应：①S ＋O 2 SO 2 (4FeS2＋11O 2 2O 3＋8SO 2)
△
催化剂
②2SO 2 + O2 加热 2SO 3 ③SO 3＋H 2O ＝H 2SO 4
三阶段：造气、催化氧化、三氧化硫吸收。 生产条件：
温度：根据化学平衡移动原理，应在较低温度下进行，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效率考虑，对生产不利。实际生产中采用4000C ～5000C 作为操作温度。
压强：根据化学平衡移动原理，增大压强能提高SO 2转化率，但提高幅度不大。考虑加压必须增加设备，增大设资和能量消耗，而常压下4000C ～5000C 时，SO 2的平衡转化率已经很高，所以实际采用常压操作。 2．硫酸工业综合经济效益的讨论
⑴尾气处理：尾气中的SO 2可用石灰水处理，发生的反应为： SO 2＋Ca(OH)2＝CaSO 3＋H 2O
CaSO 3＋H 2SO 4＝CaSO 4＋SO 2↑＋H 2O 。气体可返回作原料。 也可用氨水或氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体。 ⑵污水治理：用石灰乳中和处理。 Ca(OH)2＋H 2SO 4＝CaSO 4＋H 2O
⑶废渣利用：制水泥、渣砖，品位高的矿渣用来炼铁。 ⑷能量的利用：充分利用反应热，降低生产成本。 ⑸生产规模和厂址的选择
现代化工生产应有较大的生产规模。厂址选择涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素，应综合考虑权衡利弊，才能作出合理抉择。硫酸厂不应建在人口稠密的居民等环保要求高的地区。 3．环境污染及其环境保护
工业“三废”是指废气、废水、废渣。环境污染包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、噪声污染等。消除污染的主要方法是减少污染物的排放。
二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一，它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病，严
重时会使人死亡。空气中的二氧化硫在氧气和水的共同作用下，会形成硫酸，空气中的硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成酸雨。
酸雨危害极大：①直接破坏农作物、森林和草原，使土壤酸性增强；②使湖泊酸化，造成鱼类等死亡；③加速建筑物、桥梁、工业设备，以及电信电缆等的腐蚀。 环境保护一般采用的方法：
①严格治理“三废”，严格执行国家关于“三废”的排放标准。 ②将“三废”变成有用的副产品，实行综合利用。 ③建立无废物排放出的“封闭式生产”，实行绿色生产。 ④保护生态环境。
⑤人人建立环境保护的意识，减少废弃物的排放。 4、合成氨适宜条件的选择。
⑴目的：尽可能加快化学反应的速率和提高化学反应的程度。 ⑵依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响。 ⑶原则：
①既要注意外界条件对两者影响的一致性，又要注意对两者影响的矛盾性。②既要注意温度、催化剂对反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。③既要注意理论生产，又要注意实际可能性。
⑷反应特点：正反应是体积减小的放热反应。
⑸适宜条件：400O C ～500O C 、铁催化剂、10MPa ～30MPa ；循环操作（N 2与H 2的体积比为1﹕3）。
5、 氨碱法——工业制备纯碱的方法
工业上是先在冷却的条件下将氨气通入饱和的食盐水，制得氨化盐水，再在加压条件下通入CO 2，得到NaHCO 3晶体，最后将滤出的NaHCO 3经焙烧得到纯碱。氨气极易溶于水，先溶在食盐中，可在碱性条件下吸收更多CO 2。
NH 3＋H 2O ＋CO 2＝NH 4HCO 3
NH 4HCO 3＋NaCl ＝2NaHCO 3↓＋NH 4Cl 〔用C a (O H ) 2回收氨〕 2NaHCO 3 Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O （CO 2可回收利用）
在加压通入CO 2时温度选在200C ～260C 左右，因为此时NaHCO 3的溶解度最小。
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二、化学与资源 1．硬水的危害
⑴ 对生活的危害：用硬水洗衣服不易洗净；硬度过高的水或硬度过低的水，若长期饮用，不利于人体健康。
⑵ 对生产的危害：长期烧煮的锅炉，使用硬度太高的水易形成锅垢，不仅浪费燃料，而且会引起爆炸。暂时硬水对锅炉的危害更大。 2．水的净化和硬水的软化
水的净化和软化是两个不同的概念。天然水中常含有许多细小的悬浮物（如泥土、细菌、藻类等不溶物）、腐殖质胶体和一些可溶性盐类、气体等。水的净化是除去天然水中的悬浮物、细菌等，常用FeCl 3、AlCl 3、Al 2(SO4) 3或明矾等易水解的物质作净水凝聚剂、用木炭脱色脱臭，饮用水还常用漂白粉、液氯等消毒、杀菌。水的软化是降低水中大量C a 2+、M g 2+的过程。常用的方法有：加热法、药剂法（石灰纯碱法、磷酸钠法）、离子交换法（离子交换剂如磺化煤等）。
经净化和软化后的水仍含有少量的Ca 2、Mg 2和一定量的SO 42、N a +，并不是纯水。
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3．水的暂时硬度和永久硬度的区别
主要区别在于所含的主要阴离子种类的不同，由M g (H C O 3) 2或Ca(HCO3) 2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。 4．硬水软化的方法及原理
⑴加热煮沸法：只能软化暂时硬水，其原理为：Ca(HCO3) 2 CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O ，
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Mg(HCO3) 2 MgCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O ，继续煮沸时，MgCO 3可转化为更难溶的
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M g (O H ) 2：MgCO 3＋H 2O Mg(OH)2↓＋CO 2↑
⑵离子交换法：利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用磺化煤（N a R ）作离子交换剂：2N a R +C a 2+=C a R 2+2N a +，2N a R +M g 2+=M g R 2+2N a +。用8%～10% 的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生：C a R 2+2N a +=2N a R +C a 2+。 ⑶用石灰纯碱法：先加Ca(OH)2，再加N a 2C O 3。C a (O H ) 2可消除水的暂时硬度，还可将M g 2+引起的永久硬度转化为由C a 2+形成的硬度，其作用原理如下： C a (H C O 3) 2+C a (O H ) 2=2C a C O 3↓+2H 2O
M g (H C O 3) 2+2C a (O H ) 2=2C a C O 3↓+M g (O H ) 2↓+2H 2O M g S O 4+C a (O H ) 2=M g (O H ) 2↓+C a S O 4
加入纯碱的作用是将过量C a 2+的沉淀出来，C a 2++C O 32=C a C O 3↓。
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5. 氯碱工业：以食盐为原料，用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH 、H 2、Cl 2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 原理：阳极(C)： 2Cl -－2e -＝Cl 2↑ (氧化反应) 阴极(Fe)： 2H +＋2e -＝H 2↑ (还原反应)
电解
总反应：2NaCl ＋2H 2
＋Cl 2↑＋H 2↑ 装置：离子交换膜电解槽
6 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
⑴食盐水的精制：由于食盐水中含有泥沙、Ca 2、Mg 2、Fe 3、SO 42等杂质，必须除去。
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先加氯化钡，除去SO 42；再加碳酸钠，除去过量的Ba 2和Ca 2以及大部分的Mg 2、
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含有少量的Ca 2、Mg 2等金属阳离子，必须送入阳离子交换塔进一步进行离子交换。
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⑵电解：阳极区得到氯气；阴极区生成氢气和氢氧化钠溶液。
7. 镁的工业制法：镁是活泼的金属，不宜用热还原法制取，一般采用电解熔融的MgCl 2的方法。MgCl 2主要存在于海水和光卤石中，所以制取MgCl 2的途径是在海水或若卤中加入熟石灰，使M g (O H ) 2析出：MgCl 2＋C a (O H ) 2＝M g (O H ) 2↓＋C a Cl 2，再用盐酸溶解M g (O H ) 2，然后将溶液浓缩，得到MgCl 2晶体，将晶体在H Cl 中加热除去结晶水，即得无水MgCl 2。然后电解熔融的MgCl 2，MgCl 2 Mg ＋Cl 2↑，就可得到金属镁。
电解
8、石油的炼制
9．煤的综合利用
10．几组易混淆概念的比较
⑴分馏和干馏的本质区别：分馏是对石油固有的成分的分离，为物理变化；干馏是对煤强热分解得到新产物，为化学变化。
⑵煤和木炭、焦炭组成不同：煤是以碳为主的复杂有机物和无机物的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质，所以木炭、焦炭易于燃烧，而煤不易燃料。
⑶天然气和焦炉气不同：天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其主要成分是CH 4、C 2H 6、C 3H 8等小分子烷烃，主要是CH 4，它既是一种重要能源，又是一种重要的工业资源。焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H 2、CH 4、CO 、C 2H 4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。
三、化学与材料 1．硅酸盐工业
2．新型无机非金属材料
无机非金属包括两大类：一类是传统无机非金属材料；二类是新型无机非金属材料。传统无机非金属材料：主要指硅酸盐材料，如水泥、玻璃、陶瓷等，其优点是有抗腐蚀性、耐高温等，但也有质脆、经不起热冲击等弱点。新型无机非金属材料：主要指新型陶瓷、光导纤维等。新型无机非金属材料除继承传统无机非金属材料的许多优点、克服某些弱点外，还具有如下特性：⑴耐高温、强度高。⑵具有电学特性，可用作集成电路的半导体。⑶具有光学特性，如光导纤维，用于光缆通讯、医疗、信息处理等。⑷具有生物功能。 3．炼铁和炼钢的主要区别
由铁矿石冶炼成铁，再由铁冶炼成钢，这是冶炼钢铁的必经过程。由于炼铁和炼钢的任务不同，因此采用的原料、利用的化学原理、冶炼设备等也各不相同。现比较如下：
⑴炼铁中，为什么不用焦炭直接还原氧化铁？
碳有还原性，在高温条件下，能把铁从它的氧化物中还原出来。 Fe 2O 3+3C 高温
2Fe+3CO 但是，焦炭是固体，与氧化铁的表面接触很有限，很难充分发
生反应，而一氧化碳是气体，能与氧化铁充分接触，完全反应。所以，炼铁中必须通过一氧化碳去还原氧化铁。
焦炭的作用有两个：一是制造了还原剂CO ，二是它燃烧放出大量的热，为高炉提供了高温条件。
⑵炼钢中要除去硅和锰，为什么在后期的脱氧反应中，又要加入硅和锰作为脱氧剂？ 炼钢，并不是要完全除去硅和锰等合金元素，而是将他们的含量调整到规定的范围之内。炼钢期，FeO 会将硅和锰氧化，成为炉渣，从而降低了硅和锰的含量。但后期，钢水中含有少量没有反应的FeO ，这会使钢具有热脆性。因此，用硅铁或锰铁作为脱氧剂将FeO 还原，同时又调整了硅锰的含量。
4．电解原理的应用
5．金属的腐蚀
金属腐蚀的原因：许多金属有较活泼的化学性质，当金属与周围接触到空气、水及具有腐蚀性的物质时，金属失去电子发生氧化反应。
钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较
⑴金属腐蚀的快慢：与电解质溶液互相接触的两种金属，活泼金属总是先被腐蚀，而不活泼金属得到保护。两种金属活泼性相关越大，活泼金属被腐蚀得越快。
⑵金属的保护：①改变金属的内部结构：如可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金，以防止腐蚀；②覆盖保护层：如可以采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离，以防止腐蚀；③使用电化学保护法：将一种比需要保护的金属活泼的金属与之相连构成原电池，则较活泼的金属被腐蚀，而需要保护的金属被保护不被腐蚀。如埋在地下的钢管用导线与较活泼金属（铝、锌等）相连，则铁被保护。 6．高分子化合物
高分子化合物按其来源可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物主要有三大类：合成纤维、塑料和合成橡胶。
新型高分子材料
7．高分子化合物的单体、链节和聚合度 单体：能合成高分子化合物的小分子物质。 链节：重复出现的简单的结构单元。 聚合度：链节重复的次数。
四、化学与技术 化学肥料
1．氮肥：氮是作物体内蛋白质、核酸和叶绿素的重要成分，氮肥能促使农作物的茎、叶生长茂盛，叶色浓绿。
⑴氨水 NH 3＋H 2O
NH 3·H 2O NH 4＋OH ，氨水是一种速效肥，施入土壤中，作物很快吸收，不会残留有害物质。
⑵用作氮肥的铵盐：氨水是液体，运输不便，又容易挥发而降低肥料。工业上常利用酸和氨起反应制成固体铵盐用作肥料。例如：NH 3＋H 2O ＋CO 2＝NH 4HCO 3 NH 3＋HNO 3＝NH 4NO 3 2NH 3＋H 2SO 4＝(NH4) 2SO 4 NH 3＋HCl ＝NH 4Cl ⑶尿素：工业上用氨和CO 2在2.02×104KPa 和180℃合成CO(NH2) 2：
2NH 3＋CO 2 CO(NH2) 2，尿素施入土壤受微生物的作用跟水缓慢起反应生成碳酸铵，
＋－
碳酸铵容易被作物吸收。CO(NH2) 2＋2H 2O ＝(NH4) 2CO 3
2．磷肥：磷肥能促进作物根系发达，增强抗旱抗寒能力，还能促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满。常用的磷肥为钙镁磷肥、过磷酸钙、重过磷酸钙等。
⑴原料：磷矿石〔主要成分Ca 3(PO4) 2〕、磷灰石〔主要成分Ca 5F(PO4) 3〕、硫酸。
⑵H 3PO 4的制备：Ca 3(PO4) 2＋H 2SO 4(浓) 3CaSO 4↓＋H 3PO 4 Ca 5F(PO4) 3＋H 2SO 4(浓) 5CaSO 4↓＋3H
3PO 4＋HF ↑ ⑶过磷酸钙制备：Ca 3(PO4) 2＋2H 2SO 4(浓) ＝ 2CaSO 4＋Ca(H2PO 4) 2
△
△
△
⑷重钙的制备：Ca 3(PO4) 2＋4H 3PO 4(浓) 3Ca(H2PO 4) 2
Ca 5F(PO4) 3＋7H 3PO 4(浓) 5Ca(H2PO 4) 2 ＋HF ↑
3．钾肥：钾肥能促进作物生长健壮，茎秆粗硬，增强对病虫害和倒伏的抵抗能力，并能促进糖分和淀粉的生成，常用的钾肥有K 2SO 4、KCl 等。
4．复合肥料：复合肥料是含有两种或两种以上营养元素组成的化肥，如NH 4H 2PO 4、(NH4) 2HPO 4、KNO 3、KH 2PO 4等。
5．微量元素化肥：主要有硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、钼肥等。施用的量很少。植物缺乏这些微量元素就会影响生长发育，减弱抗病能力。
6．肥皂的去污原理：肥皂的去污是高级脂肪酸钠起作用。从结构上看，它的分子可以分为
－
两部分，一部分是极性的－COONa 或－COO ，它可以溶于水，叫做亲水基；另一部分是
△
非极性的链状的烃基－R ，这一部分不溶于水，叫做憎水基。憎水基具有亲油的性质。在洗涤过程中，污垢中的油脂跟肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的烃基就插入油滴内。而易溶于水的羧基部分伸在油滴外面，插入水中。这样油滴就被肥皂分子包围起来。再经摩擦、振动、大的油滴便分散成小的油珠，最后脱离被洗的纤维织品，而分散到水中形成乳浊液，从而达到洗涤的目的。
777R SO 3Na
质。主要有烷基磺酸钠(R－SO 3Na) 、烷基苯磺酸钠（ ）等。 8．肥皂与合成洗涤剂的比较
⑴制造肥皂需要消耗大量油脂，但是油脂是可以再生的。制造合成洗涤剂以石油化工产品为原料，可以节省食用油脂，但是石油资源是有限的。
⑵肥皂在自然界能被微生物分解，不会累积污染水源。有些合成洗涤剂很稳定增长，不能被除微生物分解，能积累而污染水源。近年来用直链烃基来代替洗涤剂分子中的支链烃基，而具有直链烃基的洗涤剂是能被微生物所分解的。
⑶肥皂在硬水中使用时能跟Ca ＋和Mg ＋形成不溶于水的钙盐和镁盐，浪费了部分肥皂。
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合成洗涤剂跟Ca ＋和Mg ＋不能形成不溶性盐，所以它可以有效地在硬水中使用。
2
2
⑷肥皂经长时间储存容易变质，合成洗涤剂不易变质。 9．肥皂的工业制法
⑴生产原理：利用皂化反应制肥皂
NaOH 肥皂
混合物 盐析 高级脂肪酸钠 ⑵生产流程：动、植物油 皂化反应加工
⑶盐析：加入食盐使肥皂析出的过程叫肥皂的盐析。
⑷注意事项
①食盐的作用：一是降低高级脂肪酸钠盐的溶解性；二是使肥皂胶体容易凝聚而析出。 ②制取肥皂时，还要加入多种形式填充料、抗氧剂、香料、着色剂、杀菌剂等。
五、有机物相关
1. 油脂的水解反应
（1）油脂+水
油
油脂在碱性条件下的水解反应，叫做皂化反应。工业上常用此反应制取肥皂。 油脂在动物体内的水解，是在酶催化下完成的。
油脂水解
2. 蛋白质的化学性质
⑴盐析—可逆过程—可分离提纯蛋白质 ⑵变性—不可逆过程
⑶颜色反应—可鉴别蛋白质 ⑷灼烧时有烧焦羽毛的气味—可鉴别蛋白质 酸 △∆高级脂肪酸+甘油（2）油脂+氢氧化钠−−→高级脂肪酸钠+甘⑸蛋白质的水解：蛋白质的水解产物是氨基酸。
氨基酸分子中含有碱性基氨基(—NH 2) 和酸性基羧基(—COOH) ，氨基酸呈两性。
天然蛋白质水解的最终产物都是α—氨基酸