第24講化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1、第二十四講第二十四講 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考點(diǎn)概覽考綱要求1.化學(xué)在水處理中的應(yīng)用1.了解化學(xué)在水處理中的應(yīng)用2.精細(xì)化工產(chǎn)品2.了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)、精細(xì)化工在社會發(fā)展中的作用3.化肥與農(nóng)藥3.了解合成氨的主要原理、原料、重要設(shè)備、流程和意義，認(rèn)識化學(xué)科學(xué)發(fā)展對技術(shù)進(jìn)步的促進(jìn)作用4.通過典型事例了解化學(xué)肥料、農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑和除莠劑及其發(fā)展趨勢，了解化學(xué)肥料、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用化學(xué)在處理水的應(yīng)用化學(xué)在處理水的應(yīng)用知識回顧1城市自來水處理：主要經(jīng)過_、_、_、_四個步驟，降低雜質(zhì)含量和殺菌、消毒使之符合飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。2生活污水的危害和處理：生活污水和某些工業(yè)污水中一

2、般含較多_、_化合物，它們在分解過程中消耗水中大量的溶解氧，并使水體發(fā)生_化。使江、湖中出現(xiàn)“水華”和海洋中出現(xiàn)“赤潮”災(zāi)害。城市污水處理大多采用活性污泥法二級處理工藝，通過加入一定量的化學(xué)消毒 沉淀過濾曝氣氮 磷 富營養(yǎng) 試劑和利用細(xì)菌等微生物除去廢水中的有機(jī)污染物等雜質(zhì)，降低廢水的化學(xué)_量和生物_量，使部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為_和_，經(jīng)過處理后的污水可作冷卻水、沖洗衛(wèi)生間、澆灌綠地，從而達(dá)到減少水污染和節(jié)約水資源的目的。3純凈水的制取方法：利用符合生活衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的飲用水為原料，選用電滲析法、離子交換法、反滲透法、蒸餾法、膜分離法等方法除去水中某些_或(和)_，再經(jīng)過紫外線或臭氧殺菌消毒而制得。因純凈

3、水中的某些有益于人體健康的微量元素也被除去(如硒)，因此_長期飲用。無機(jī)鹽耗氧耗氧二氧化碳不宜 離子有機(jī)物4硬水的軟化：溶有較多 _ 離子的水叫硬水，溶有較少或不含 _ 離子的水叫軟水。暫時硬度是指鈣鎂類的 _ 鹽引起的水的硬度；永久硬度是指鈣鎂類_和_引起的水的硬度。當(dāng)水中Ca2 、Mg2 離子含量較多時對生產(chǎn)和生活都產(chǎn)生較大危害，必須加以除去，降低其在水中的含量，方能使用。1升水中含有10毫克氧化鈣，這種水的硬度就是1度。一般將04度的水稱為很軟水，48度的水稱為軟水，816度的水稱為中等硬水，1630度的水稱為硬水，30度以上的水稱為最硬水。一般采用的方法有加熱法、藥劑法、離子交換法等。

4、Ca2、Mg2Ca2、Mg2硫酸鹽 氯化物碳酸氫(1)加熱法：用加熱法可以降低因Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的水的硬度。Ca(HCO3)2 CaCO3CO2H2OMg(HCO3)2 MgCO3CO2H2O(2)石灰純堿法：先加石灰處理Ca2、Mg2，再加純堿處理過剩的Ca2。HCOOH=COH2O；Mg22OH=Mg(OH)2；Ca2CO=CaCO3。=(3)離子交換法。凡具有離子交換能力的物質(zhì)稱為離子交換劑。離子交換劑分無機(jī)和有機(jī)兩大類。用離子交換劑處理水可以降低水的硬度。5幾種工業(yè)廢水的處理(1)含氰廢水：主要來自礦石萃取和采礦、照相加工、焦?fàn)t、合成纖維生產(chǎn)、鋼的表面硬化和酸

5、洗及工業(yè)氣體洗滌，主要來源是電鍍工業(yè)。 一般用氯化法、電解法、臭氧氧化法、蒸發(fā)回收法以及反滲透、離子交換和催化氧化法。(2)含油廢水：含油廢水的主要來源是鋼鐵制造、金屬加工、煉油廠以及食品加工工業(yè)。 含油廢水的處理類似于生活廢水的處理。先用初級處理將浮油(游離油)從水和乳化含油物料中分出。然后，再用二級處理以破壞油水乳液并將剩下的油與水分離。 (3)氟化物廢水：氟化物廢水的來源有：焦炭生產(chǎn)、玻璃和陶瓷制造、晶體管制造、電鍍、鋼和鋁加工以及農(nóng)藥和肥料生產(chǎn)。常用沉淀法和吸附法?！纠?】 (2012年廣東學(xué)業(yè)水平考試)下列說法正確的是()A過濾可使硬水軟化B硬水經(jīng)煮沸后就變?yōu)檐浰瓹水垢的主要成分是碳

6、酸氫鈣和碳酸氫鎂D永久硬度是指鈣鎂類硫酸鹽和氯化物引起的水的硬度解析：解析：過濾方法不能降低水中鈣鎂離子含量，不能使硬水軟化；因鈣鎂類碳酸氫鹽引起的水的暫時硬度，可以通過加熱煮沸降低水的硬度，而鈣鎂類硫酸鹽和氯化物引起的水的永久硬度，不能用加熱煮沸的方法降低水的硬度；水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂。答案：答案：D 課堂練習(xí)1(2011年學(xué)業(yè)水平考試)保護(hù)環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的重要課題。下列關(guān)于酸性廢水處理的說法正確的是()A可加入粗鹽B可加入熟石灰C處理后pH 不變 D處理后pH降低解析：酸性廢水處理時，可加入熟石灰，處理后pH升高至中性。答案：B2在自來水生產(chǎn)過程中，不涉及化學(xué)變化的是()A殺

7、菌消毒B過濾水中的泥沙C調(diào)節(jié)水的pHD沉淀水中的Ca 2和Mg 2解析：過濾操作方法不涉及化學(xué)反應(yīng)。答案：B精細(xì)化工產(chǎn)品精細(xì)化工產(chǎn)品知識回顧1精細(xì)化學(xué)品及其生產(chǎn)特點(diǎn)(1)含義：歐美等國把產(chǎn)量小、按不同化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)和銷售的化學(xué)物質(zhì)，稱為精細(xì)化學(xué)品(fine chemicals)；把產(chǎn)量小、經(jīng)過加工配制、具有專門功能或最終使用性能的產(chǎn)品，稱為專用化學(xué)品(specialty chemicals)。中國、日本等國則把這兩類產(chǎn)品統(tǒng)稱為精細(xì)化學(xué)品。(2)分類：精細(xì)化學(xué)品的品種繁多，有無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、聚合物以及它們的復(fù)合物。中國精細(xì)化學(xué)品大體上包括：醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、涂料、顏料、信息技術(shù)用化學(xué)品

8、(包括感光材料、磁記錄材料等)、化學(xué)試劑和高純物質(zhì)、食品添加劑、飼料添加劑、催化劑、膠粘劑、助劑、表面活性劑等。2肥皂(1)主要成分：是高級脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽，溶于水時，電離出RCOO和Na或K，RCOO中COO為親水基，溶于水而不易溶于油；R為親油基，溶于油而不易溶于水。(2)肥皂的去污原理：分為三步：_：使附著的油污易于分散到水中；_：使油污在水中形成小滴，脫離附著物而懸浮在水中；_：使油污和其他固體污垢更容易被吸附而脫離附著物。(3)肥皂的生產(chǎn)原理/皂化反應(yīng)：油脂在_催化下的酯 _。得到高級脂肪酸的鈉鹽和甘油的反應(yīng)。這個反應(yīng)是制造_流程中的一步，因此而得名。 起泡 潤濕乳化 水解反應(yīng) 堿

9、肥皂 脂肪和植物油的主要成分是甘油三酯，它們在堿性條件下水解的方程式為： CH2OCORCHOCOR3NaOH 3RCOONaCH2OCORCH2OHCHOHCH2OHR基可能不同，但生成的RCOONa都可以做肥皂。油酸是不飽和_，由油水解得。軟、硬脂酸都是飽和脂肪酸，由脂肪水解得。 使用KOH水解，得到的肥皂是軟的。 鹽析：向水解后的溶液中加入氯化鈉可以分離出脂肪酸鈉，這一過程叫_。高級脂肪酸鈉是肥皂的主要成分。3表面活性劑：指具有表面活性，由_基團(tuán)和_基團(tuán)組成的在溶液的表面能定向排列，并能使表脂肪酸 鹽析 親水 親油面張力顯著下降的化合物。溶于水后容易電離的基團(tuán)叫_。能與油類互相吸引、溶解

10、的基團(tuán)叫_，通常是由石油或油脂組成的長碳鏈的烴基。表面活性劑根據(jù)溶于水后的存在形式可分為_表面活性劑和_表面活性劑。非離子型親水基親油基離子型【例2】 下列有關(guān)合成洗滌劑的敘述錯誤的是()A合成洗滌劑含有烴基和羧基B在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中，烷基應(yīng)以鏈狀烴基為宜C在合成洗滌劑中添加酶制劑可提高洗滌效果D在合成洗滌劑中應(yīng)以無磷助劑代替含磷助劑解析：選項A錯誤，合成洗滌劑一般含烴基和磺酸基；選項B正確，鏈狀烴基的親油性較強(qiáng)；選項C正確，加酶制劑對蛋白質(zhì)污垢清洗效果好；選項D正確，無磷助劑代替含磷助劑可以避免水體富營養(yǎng)化。答案：A 課堂練習(xí)3下列有關(guān)肥皂的敘述中錯誤的是()A肥皂與純堿的去污原理相同B

11、肥皂可以加速油污在水中的分散C肥皂是油脂在堿性條件下水解生成的D肥皂主要成分的分子中含有親油基團(tuán)和親水基團(tuán)解析：A項錯誤，純堿的去污原理是在堿性條件下使油污水解，去污原理與肥皂不同。B、C、D三項正確。答案：A4肥皂的主要成分是高級脂肪酸鈉，洗潔精的主要成分是十二烷基苯磺酸鈉。關(guān)于它們的說法不正確的是()A肥皂和洗潔精都含有親水基和親油基B肥皂和洗潔精都有去污作用C肥皂和洗潔精都適合于酸性溶液中使用D肥皂和洗潔精都能溶于水解析：肥皂和洗潔精都是鈉鹽，可溶于水，兩者都含有親水基和親油基，能去污。但前者屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，能與酸作用而降低去污效果；后者屬于強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽，能在酸性或中性或堿性溶液中使用。答

12、案：C化學(xué)與農(nóng)業(yè)化學(xué)與農(nóng)業(yè)知識回顧1合成氨工業(yè)(1)氨的合成是人類從自然界制取含氮化合物的最重要的方法。氨除了本身可以作為肥料外，它也是進(jìn)一步制取各種氮肥的原料。由氨制成的氮肥，最重要的是尿素。氨和其它的氮化合物是生產(chǎn)染料、炸藥、醫(yī)藥、合成纖維、塑料等的原料。(2)合成氨的生產(chǎn)方法。原料制取和凈化：制備合成氨需要純凈的氫、氮混合氣體，氫、氮比約3 1。以煤、焦炭為原料制備原料氣。CH2O COH2，COH2O CO2H2。原料氣需要經(jīng)過凈化后才能滿足合成氨的要求。氨的合成：氨的合成是一個放熱、氣體體積縮小的可逆反應(yīng)。反應(yīng)方程式：_(合成塔)以鐵為主的催化劑的活性溫度，一般控制在400500 范

13、圍內(nèi)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率也越大。高溫催化劑N23H2 2NH3 高溫高壓催化劑(3)對環(huán)境的污染：主要是氮的氫化物_和燒煤產(chǎn)生的_對大氣的污染。2化肥( 1 ) 農(nóng) 作 物 在 生 長 過 程 中 需 要 的 主 要 有_ 等元素，以及需要量很少但不可或缺的微量元素。其中， ，作物可以從空氣和土壤里的水中獲得；微量元素土壤中大都供給有余。農(nóng)作物需要量最大的 _ 元素，必須通過人工施肥加以補(bǔ)充。 化肥主要為農(nóng)作物補(bǔ)充氮、磷和鉀三種元素，例如，NH3、NH4NO3、Ca(H2PO4)H2O和CaSO4、KCl、K2SO4等。與天然肥料(農(nóng)家肥)相比，化學(xué)肥料具有有效成分含量_、SO2NH3碳、氫、

14、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂 碳、氧、氫高氮、磷和鉀作物容易_、肥效_等優(yōu)點(diǎn)，也有肥效持續(xù)時間_、容易引起土壤酸堿性和結(jié)構(gòu)的_等缺點(diǎn)，人們過多食用含化肥的食物對人體有害。 (2)磷肥：主要以_為原料生產(chǎn)。常見的磷肥有：過磷酸鈣(主要成分_ H2O和_)、鈣鎂磷肥(主要成分是 _ 和 _ )；磷肥的主要作用是促進(jìn)作物根系發(fā)達(dá)，增強(qiáng)抗寒、抗旱能力，促進(jìn)作物提早成熟，穗粒增多，籽粒飽滿。(3)鉀肥：常見鉀肥有_、_、短變化吸收 快Mg3(PO4)2Ca3(PO4)2Ca(H2PO4)2CaSO4Ca3(PO4)2KCl K2SO4_和草木灰。鉀肥的主要作用是促進(jìn)作物生長、增強(qiáng)抗病蟲害和抗倒伏能力。 (4)

15、氮肥：常見氮肥有_、_、_和碳酸氫銨等。它們大都以_為原料生產(chǎn)。氮肥的主要作用是促進(jìn)作物的莖葉生長茂盛、葉色濃綠。尿素的生產(chǎn)原理。2NH3CO2 H2NCOONH4H2NCOONH4 CO(NH2)2H2O根瘤菌的固氮：根瘤菌的固氮作用是在常溫、常壓下進(jìn)行的。根瘤菌固氮比合成氨固氮所需要的能量少，而且這種能量又來自植物的光合作用。因此，同合成氨相比，根瘤菌具加熱、加壓催化劑KNO3尿素 硫酸銨 硝酸銨氨水 有成本低、固氮效率高、不造成環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，生物固氮是一個更為理想的固氮過程。世界上豆科植物中根瘤菌痰饔謎紀(jì)壤生物固氮量的50%。(5)復(fù)合肥：含有 _ 中兩種或兩種以上的肥料。其肥效更好。

16、3農(nóng)藥農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用已有悠久的歷史，大體上可分為利用天然物質(zhì)、無機(jī)農(nóng)藥和有機(jī)農(nóng)藥三個階段。(1)殺蟲劑：第一代農(nóng)藥是 ；第二代是_農(nóng)藥，效果好，但高毒、高殘留，以有機(jī)氯、 有機(jī)磷、氨基甲酸酯等為代表；第三代農(nóng)藥的特點(diǎn)是_、_、氮、磷、鉀 天然產(chǎn)物和無機(jī)物有機(jī)合成低毒 高效_。混合和交替地使用不同的農(nóng)藥，防止產(chǎn)生抗藥性、保護(hù)害蟲天敵；注意農(nóng)藥使用的安全間隔期；嚴(yán)格按照使用說明(濃度、劑型、適用范圍和使用條件等)施用等。同時一定要注意個人防護(hù)。(2)殺菌劑：殺菌劑的主要作用是防治農(nóng)作物的病害，早期使用的殺菌劑是表面殺菌劑，常用_、硫磺、_等；它們不能 消除進(jìn)入植物體內(nèi)的菌絲，后來人們發(fā)明的_性殺

17、菌劑能消除進(jìn)入植物體內(nèi)的菌絲。低殘留 內(nèi)吸收 石灰波爾多液4植物激素能調(diào)節(jié)植物的生長、分化與代謝，人們可模擬天然植物激素的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)人工合成植物生長調(diào)節(jié)劑，如乙烯利釋放出的_可促進(jìn)植物果實(shí)的成熟。5農(nóng)藥與化肥的使用注意事項(1)堿性肥料氨水、石灰氮、草木灰等不能與敵百蟲、樂果、甲胺磷、速滅威、托布津、井崗霉素、多菌靈、葉蟬散、菊酯類殺蟲劑等農(nóng)藥混用，否則會降低藥效。(2)堿性農(nóng)藥石硫合劑、波爾多液、松脂合劑等，不能與碳酸氫銨、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨等銨態(tài)氮肥和過磷酸鈣等化肥混用，否則會使氨揮發(fā)損失，降低肥效。乙烯(3)含砷的農(nóng)藥，如砷酸鈣、砷酸鋁等不能與鉀鹽、鈉鹽類化肥混用，否則會產(chǎn)生可溶

18、性砷而發(fā)生藥害。(4)化學(xué)肥料不能與微生物農(nóng)藥混用，因為化學(xué)肥料揮發(fā)性、腐蝕性很強(qiáng)，若與微生物農(nóng)藥如殺螟桿菌、青蟲菌等混用，則易殺死微生物，降低防治效果?！纠?】 (2012年學(xué)業(yè)水平考試)施用化肥和農(nóng)藥有效地促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)。下列說法不正確的是()A氨是生產(chǎn)氮肥的重要原料B磷肥和鉀肥可從無機(jī)鹽中獲得C大力推廣有機(jī)氯、有機(jī)磷等有機(jī)合成農(nóng)藥D開發(fā)使用高效、低毒、低殘留的第三代環(huán)境友好型農(nóng)藥解析：有機(jī)氯、有機(jī)磷等有機(jī)合成農(nóng)藥具有高殘留，不屬于環(huán)境友好型農(nóng)藥。答案：C 課堂練習(xí)5(2012年學(xué)業(yè)水平考試)工業(yè)上利用合成氨實(shí)現(xiàn)人工固氮。屬于合成氨主要原料的是()ANO2 B空氣CNa2CO3 DKNO3

19、解析：空氣含有大量N2，是合成氨主要原料。答案：B6(2012年廣東學(xué)業(yè)水平考試)施用化肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要措施，下列化肥屬于氮肥的是()A尿素 B硫酸鈣C過磷酸鈣 D硫酸鉀解析：尿素分子式為CO(NH2)2，分子中含N元素，屬于氮肥。答案：A一、單選題考點(diǎn)一化學(xué)在水處理中的應(yīng)用1下列水樣中水的硬度最小的是()A海水 B江河水C蒸餾水 D礦泉水解析：蒸餾水不含Ca2、Mg2。答案：C2下列污水處理方法只涉及物理變化的是()A過濾法 B氧化還原法C中和法 D化學(xué)沉淀法解析：四種污水處理方法中只有A選項中過濾法是物理變化，其余的三種處理方法均是化學(xué)變化。答案：A3工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染

20、物，可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法正確的是()選項污染物處理措施方法類別 A廢酸加生石灰中和物理法BCu2等重金屬離子加硫酸鹽沉降化學(xué)法C含苯廢水用活性炭吸附物理法D含純堿的廢水加石灰水反應(yīng)化學(xué)法解析：選項A錯誤，廢酸與堿中和屬于化學(xué)法；選項B錯誤，Cu2不可能用SO沉降；選項C錯誤，活性炭無法吸收苯；選項D正確，Na2CO3Ca(OH)2=CaCO3 2NaOH，是復(fù)分解法，屬于化學(xué)法。 答案：D 考點(diǎn)二精細(xì)化工產(chǎn)品11我國某地曾發(fā)生誤食工業(yè)用豬油的中毒事件，原因是工業(yè)品包裝中混入有機(jī)錫等，下列有關(guān)敘述正確的是()A豬油是天然高分子化合物B豬油是高級脂肪酸甘油酯C豬油發(fā)生皂化反應(yīng)后，反應(yīng)液能使藍(lán)色石蕊試紙變紅D豬油皂化反應(yīng)完全后，反應(yīng)混合物靜置后分為兩層解析：豬油是動物油脂，屬于高級脂肪酸甘