2026年中考化学一轮复习工艺流程知识清单

该初中化学中考复习知识清单系统梳理了核心工业流程与化学原理，涵盖制碱、炼铁、硫酸制备、废水废气处理、金属回收、海水制镁等十大知识范畴，搭建从反应原理到实际应用的递进式学习架构。 清单通过“核心反应标注”“易错点警示”“流程对比表”呈现知识体系，如侯氏制碱法标注“先通NH3再通CO2”的原理，粗盐提纯明确试剂顺序三大正确顺序，培养学生的化学观念和科学思维。特别设计“高频方程式汇总”“环保意义答题模板”，助力学生系统掌握要点，方便教师针对性指导复习。

一、制碱工业（侯氏制碱法） 由我国化学家侯德榜发明，主要制取纯碱（）。 核心原理：向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳，生成小苏打沉淀，再加热分解得到纯碱。 关键反应： 第一步： NaCl + NH3 + CO2 + H2O = ↓ + NH4Cl 第二步： 2+ H2O + CO2↑ 流程特点：CO₂可以循环利用；副产物 NH4Cl 可作氮肥。 常考点： ①先通NH3再通CO2（因为氨气在水中的溶解度远大于二氧化碳，先通氨气使溶呈碱性，有利于后续吸收更多二氧化碳，提高碳酸氢钠的产率。若先通CO2，因CO2在水中溶解度小且形成弱酸性环境，不利于反应进行）。 ②先析出的原因：同温下，的的溶解度比NH4Cl、NH4Cl、都小，达到饱和先结晶。 ③循环利用物质：CO₂（煅烧产生）；NH3 （NH4Cl 与熟石灰反应回收）。 ④优点：原料便宜；副产物 NH4Cl 可作氮肥；无污染，利用率高；不生成CaCl2废渣（索尔维法） ⑤控制反应温度在 30~35℃左右,温度过高会导致碳酸氢钠分解，过低则反应速率太慢。 ⑥使用饱和食盐水,有利于NaHCO3沉淀析出; ⑦过滤得到的NaHCO3晶体，需用冷水洗涤，减少溶解损失。 ⑧加热分解NaHCO3时要缓慢均匀加热，防止喷溅，并确保CO2充分逸出。 二、高炉炼铁 工业上用高炉将铁从铁矿石中还原出来。 原料：铁矿石（如赤铁矿Fe2O3，磁铁矿Fe3O4）、焦炭、石灰石（CaCO3）、空气。 主要反应： 1. 提供还原剂CO： C + O2 CO2 、 CO2+ C 2CO 2. 还原铁矿石：赤铁矿：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2 磁铁矿：Fe3O4+ 4CO3Fe + 4CO2 3. 除杂（造渣）：石灰石分解出的 CaO 与矿石中的 SiO2 反应生成硅酸钙炉渣。 CaCO3CaO+CO2↑ ；CaO+SiO2 CaSiO3（炉渣：密度小浮在上层） 产物：生铁（含碳量较高，属于混合物）。 易错点： 1. 还原剂是 CO，不是C 2. 条件一定写：高温 3. 得到的是生铁，不是纯铁 4. CO必须尾气处理（点燃/气球收集），防污染 5. 先通CO，再加热；结束后先停加热，继续通CO至冷却→目的：防爆炸；防生成的铁被重新氧化 6. 炉渣在上，铁水在下：炉渣密度小 三、硫酸制备（接触法） 工业上用硫或金属硫化物制硫酸。 原料：硫铁矿（FeS2）或硫黄、空气、水。 主要阶段： 1. 造气（沸腾炉）： 4FeS2+ 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 （矿渣作炼铁原料） 2. 催化氧化（接触室）： 2SO2 + O22SO3 （放热，可逆） 3. 吸收（吸收塔）： SO3 + H2O = H2SO4 （这个方程式是本质，但工业上不用水直接吸收SO₃，而用98.3%的浓硫酸吸收，避免形成酸雾） 环保考点：尾气中的SO₂需用碱液吸收，防止酸雨污染空气。 吸收剂：氨水；Ca(OH)2;NaOH 反 应：SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O 四、废水废气处理 1.废水处理 （1）核心思路： 使有害物质沉淀、分解、转化为无害物质，或分离出体系。 （2）三级处理模型 级别 方法 去除对象 一级 格栅、沉砂、絮凝沉淀 悬浮物、砂石、大颗粒 二级 微生物分解（活性污泥法） 有机物（BOD/COD） 三级 消毒（Cl₂/ClO₂/臭氧）、活性炭吸附 病菌、色素、残留有机物 （3）常见处理方法及原理 方法 适用对象 化学原理/操作 中和法 酸性废水（H₂SO₄、HCl） 加Ca(OH)₂：H⁺+OH⁻=H₂O 沉淀法 重金属离子（Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺） 加Na₂S/NaOH→生成硫化物/氢氧化物沉淀 氧化还原法 CN⁻、Cr⁶⁺、有机污染物 加Cl₂、NaClO、O₃氧化分解 絮凝沉淀 胶体颗粒、悬浮物 加明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]或FeCl₃ 吸附法 色素、异味、残留有机物 活性炭（物理吸附） 离子交换 硬水软化（Ca²⁺、Mg²⁺） 离子交换树脂 蒸馏/反渗透 海水淡化、高纯水制备 物理分离 （4）高频方程式 反应 方程式 酸中和 H₂SO₄+Ca(OH)₂=CaSO₄+2H₂O 酸中和 2HCl+Ca(OH)₂=CaCl₂+2H₂O 除Cu²⁺ CuSO₄+Na₂S=CuS↓+Na₂SO₄ 除Hg²⁺ HgCl₂+Na₂S=HgS↓+2NaCl 除Fe³⁺ FeCl₃+3NaOH=Fe(OH)₃↓+3NaCl 氯气消毒 Cl₂+H₂O=HCl+HClO 过氧化氢分解（催化） 2H₂O₂=(MnO₂)=2H₂O+O₂↑ （5）必背操作名称 操作 对应设备/动作 过滤 格栅、砂滤池 沉淀 沉砂池、初沉池、二沉池 絮凝 加絮凝剂后静置 消毒 加氯气/紫外线照射 吸附 活性炭滤池 （6）高频设问与答题模板 设问 答题模板 加Ca(OH)₂的目的 中和酸性废水，调节pH 加Na₂S的目的 将重金属离子转化为硫化物沉淀除去 加明矾的作用 作絮凝剂，使悬浮物凝聚沉淀 氯气消毒的原理 Cl₂+H₂O→HCl+HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌 活性炭的作用 吸附色素、异味和残留有机物 该流程的环保意义 减少重金属/酸性废水对环境的污染，实现水资源回用 2.废气处理 （1）常见废气污染物 污染物 来源 危害 SO₂ 煤燃烧、金属冶炼 酸雨 NOₓ 汽车尾气、高温燃烧 酸雨、光化学烟雾 CO 不完全燃烧 中毒 粉尘/颗粒物 燃烧、采矿 雾霾、呼吸道疾病 （2）处理方法及原理 方法 适用对象 化学原理/操作 石灰石脱硫 SO₂ CaCO₃+SO₂→CaSO₃+CO₂（再氧化为CaSO₄·2H₂O，即石膏） 碱液吸收 SO₂、CO₂、H₂S 2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O 氨法脱硫 SO₂ 2NH₃·H₂O+SO₂=(NH₄)₂SO₃+H₂O 催化转化 NOₓ、CO 汽车尾气净化器：2CO+2NO→N₂+2CO₂ 静电除尘 粉尘 物理方法，高压静电吸附 活性炭吸附 有机物、恶臭气体 物理吸附 （3）高频方程式 反应 方程式 石灰石脱硫 CaCO₃+SO₂=CaSO₃+CO₂ 石膏生成 2CaSO₃+O₂+4H₂O=2CaSO₄·2H₂O 碱液吸收 SO₂2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O 碱液吸收 SO₂（生成亚硫酸氢钠）NaOH+SO₂=NaHSO₃ 氨法脱硫 2NH₃·H₂O+SO₂=(NH₄)₂SO₃+H₂O 汽车尾气净化 2CO+2NON₂+2CO₂ 石灰石高温分解（脱硫前处理） CaCO₃CaO+CO₂↑ （4）高频设问与答题模板 设问 答题模板 石灰石脱硫的原理 CaCO₃分解生成CaO，CaO与SO₂反应生成CaSO₃，再被氧化为石膏 用NaOH溶液吸收SO₂的优点 吸收效率高，反应快；缺点：成本高 汽车尾气净化的原理 在催化剂作用下，将CO和NO转化为无毒的N₂和CO₂ 静电除尘的原理 利用高压电场使粉尘带电，被电极吸附 该流程的环保意义 减少SO₂/NOₓ排放，防止酸雨形成，改善空气质量 五、金属回收流程 从废渣、废液、电子废弃物中回收有价值的金属（如Fe、Cu、Ag、Au），实现资源再利用，减少重金属对环境的污染。 1.核心思路：分离——富集——提纯。 （1）废渣中回收Fe、Cu、Zn 步骤 操作 目的 1 粉碎/研磨 增大接触面积，加快反应速率 2 加过量稀硫酸 溶解Fe、Zn（Cu不反应） 3 过滤 分离出滤渣Cu和滤液 4 滤液中加过量Zn粉 置换出Fe（Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe） 5 过滤 得到Fe（滤渣）和纯净ZnSO₄溶液（滤液） 6 蒸发结晶 从ZnSO₄溶液得到ZnSO₄晶体 （2）废液中回收Ag、Cu（含AgNO₃、Cu(NO3)2的废液） 步骤 操作 目的 1 加过量Cu粉 置换出Ag（Cu+2AgNO₃→Cu(NO₃)₂+2Ag） 2 过滤 得到滤渣（Ag+过量Cu）和滤液（Cu(NO₃)₂） 3 滤渣加HNO3 溶解过量Cu（Cu与H2SO4不反应） 4 过滤 得到纯Ag （3）电子废弃物中提取Au、Ag、Cu 步骤 操作 目的 1 稀硝酸浸出 溶解Ag（Ag+HNO₃→Ag⁺） 2 加盐酸 沉淀Ag⁺（Ag⁺+Cl⁻→AgCl↓） 3 加Zn/Fe粉 置换出Ag（2AgCl+Zn→ZnCl₂+2Ag） 2.注意点 （1）试剂过量：加入的金属或酸必须过量，确保杂质完全除去或目标金属完全转化 （2）过量试剂必须除去：后续步骤必须有分离过量试剂的操作（如过滤、加酸溶解） （3）置换顺序：一种金属与多种盐反应时，先置换最不活泼的金属 （4）Cu与稀硫酸不反应，除去过量Cu时，不能用稀硫酸，应用稀硝酸或热浓硫酸，或其他方案 （5）Fe粉的缺陷：Fe会同时置换Ag⁺和Cu²⁺，产物更难分离，需针对性设计流程 （6）粉碎的必要性：固体原料必须粉碎，否则反应速率慢，回收率低 （7）洗涤干燥：最终产品需洗涤除去表面杂质，再干燥 3.易错点 （1）认为Cu能与稀硫酸反应：Cu排在H后，与稀硫酸不反应 （2）滤渣只考虑生成的固体：必须加上原不反应的固体和过量的试剂 （3）滤液忘记过量试剂：过量酸或过量金属盐一定是滤液成分 （4）加Fe粉回收AgNO3中的Ag 和Fe会同时置换出Ag和Cu，后续分离复杂，需谨慎使用 （5）蒸发结晶用于所有盐：NaCl用蒸发结晶；KNO₃用降温结晶 （6）忽略循环利用：流程中如有箭头回头，代表循环利用，答题要点出 （7）环保意义回答不全 ✅ 必须答两点：节约资源 + 减少污染 六、新能源制取（清洁能源） 1.氢能循环系统 主要途径： （1）. 水电解：2H2O 2H2↑ + O2↑ （耗能高，成本高）。 （2）. 化石燃料重整：如 CH4+ H2O CO + 3H2 （目前主要方法，但会排放CO₂）。 第一步：原料预处理 脱硫：天然气（主要成分CH₄）中含硫化合物（如H₂S）会使后续镍基催化剂中毒。 配水蒸气：按水碳比（S/C）3:1~5:1混合过热水蒸气（目的是抑制积碳）。 第二步：甲烷蒸汽重整（核心反应） 反应方程式（必考）： 工业条件：CH4+ H2O CO + 3H2 产物：合成气（主要含H₂、CO、少量未反应的CH₄和CO₂） 第三步：水煤气变换（增产氢气）将生成的CO转化为H₂和CO₂，提高氢气产量。 反应方程式： CO + H2OH2 + CO2 工业上分两步（兼顾反应速率与平衡转化率）： 第四步：氢气提纯 常用技术：变压吸附（PSA）。 其他：膜分离（粗分）、深冷分离（大规模）。 第五步：热量回收与尾气利用 热回收：高温烟气经余热锅炉产生水蒸气，回用于第一步配气，实现能量耦合。 注意： ①积碳与消碳（重点难点） 积碳反应（副反应） 1. 甲烷裂解：CH4 C + 2H2（温度>650℃明显） 2. CO歧化：2CO C + CO2（200-400℃易发生） 消碳反应 水蒸气消碳：C + H2O CO + H2 CO₂消碳：C + CO22CO ②重整反应：产生H₂和CO，但CO有毒且不增加氢产量 变换反应：将CO转化为H₂，既增氢又降毒 ③过量水蒸气”的双重作用：通入过量水蒸气不仅可以提高甲烷的转化率，还能抑制积碳、保护催化剂活性。 （3）. 光解水：利用太阳能和催化剂直接分解水（理想方向，仍在研究）。 （4）. 生物质制氢：利用微生物分解有机物产生氢气。 （5）铝金属制氢：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑ 快速产氢，用于便携氢能源 2.甲醇燃料 制备流程: CO2+3H2=CH3OH+H2O 实现碳中和，消耗温室气体；甲醇可做汽车清洁能源；尾气污染远小于汽油。 甲醇燃烧：2CH3OH+3O2 2CO2 + 4H2O 3.乙醇（酒精燃料） （1）粮食/糖类发酵制乙醇（生物能源） 葡萄糖乙醇+二氧化碳 （2） 乙醇汽油：混合物，可再生 （3） 燃烧：CH5OH+3O2 2CO2 + 3H2O 七、海水制镁 1、原料： 海水（含Mg²⁺）；贝壳（CaCO₃）（制碱用）；稀盐酸（HCl） 2、完整流程 （1）煅烧贝壳 → 生石灰： CaCO3CaO+CO2↑ （2）生石灰 + 水 → 石灰乳：CaO+H2OCa(OH)2 （3）石灰乳加入海水 → 沉淀出氢氧化镁：MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaCl2得到白色沉淀； （4） 氢氧化镁 + 盐酸 → 氯化镁溶液Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O （5）蒸发结晶 → 无水MgCl₂（必须干燥除水，不能直接电解溶液） （6）电解熔融氯化镁 → 金属镁：MgCl2（熔融）Mg + Cl2 3.注意点: (1) 为什么不用海水直接电解？海水中Mg²⁺浓度太低，先富集（沉淀） 提高浓度。 (2)为什么用石灰乳不用NaOH？贝壳便宜易得，成本低；NaOH太贵、腐蚀性强。 (3)为什么电解熔融MgCl₂，不电解MgO？MgO熔点太高，耗能太大；MgCl₂熔点较低，节省能源。 (4)为什么不电解Mg(OH)₂？它是难溶碱，不能熔融导电，且受热分解。 (5)为什么不能电解MgCl₂溶液？电解溶液得到的是 H₂、Cl₂、Mg(OH)₂，得不到Mg。 (6)氯气回收:电解产生的 Cl₂ 可以制 HCl，循环利用。 八、粗盐提纯 1.目的：除去粗盐中的不溶性杂质（泥沙） 和可溶性杂质（Ca2+、Mg2+、SO42-），得到纯净NaCl 2.仅除去不溶性杂质的步骤：溶解 → 过滤 → 蒸发结晶 （1）溶解：烧杯+玻璃棒 作用：搅拌，加速溶解 （2）过滤：分离固体不溶物与液体。 玻璃棒作用：引流 （3）蒸发：蒸发皿+玻璃棒 玻璃棒作用：搅拌，防止局部过热导致液滴飞溅 （4）停止加热：出现较多固体时（余温蒸干） 3.除去可溶性杂质：杂质离子（Ca2+、Mg2+、SO42-） 除杂试剂（顺序固定） (1)加过量BaCl2→ 除SO42-: Ba2+ + SO42-= BaSO4 ↓ (2)加过量Na2CO3→ 除Ca2+ 和过量的Ba2+:Ca2++ CO32- = CaCO3↓ ;Ba2+ + CO32- = BaCO3↓ (3)加过量NaOH → 除Mg2+:Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ (4)过滤（除去所有沉淀） (5)加适量稀盐酸 → 除过量OH- 、 CO32-: CO32- + 2H+ = CO2 ↑ + H2O;H+ + OH- = H2O 试剂顺序三大正确顺序（必背） 只要满足：BaCl2在Na2CO3前面，盐酸最后 ①BaCl2 →Na2CO3 → NaOH →过滤 →HCl ②NaOH → BaCl2 → Na2CO3 →过滤 →HCl ③ BaCl2 → NaOH → Na2CO3→ 过滤 → HCl 4.全部易错点 （1）Na2CO3 不能加在BaCl2前面！否则过量的Ba2+无法除去，成为新杂质。 （2）为什么加过量试剂？保证杂质离子完全除去。 （3）为什么过滤后再加盐酸？若先加盐酸，沉淀会重新溶解，除杂失败。 （4）玻璃棒三个作用： 溶解：加速溶解 过滤：引流 蒸发：防止液滴飞溅 （5）蒸发不能蒸干： 出现较多固体就停火，余温蒸干，防止固体飞溅。 （6）除杂原则： 不增：不引入新杂质 不减：不消耗需要的物质（NaCl） 易分：生成沉淀/气体，易分离 （7）不能用K2CO3 代替Na2CO3 会引入K+新杂质，无法除去。 （8）不能用Ba(NO3)2代替BaCl2，会引入NO3-新杂质。 九、氯碱工业 1.目的：电解饱和食盐水。同时产生Cl2、H2和NaOH三大基础化工原料。 2.流程 （1）原料精制：粗盐提纯，得到纯净的NaCl溶液 （2）电解：精制的饱和食盐水进入电解槽，通直流电(2NaCl+2H2O==Cl2↑+H2↑+2NaOH) （3）产品收集：阳极室收集Cl2,阴极室收集H2和NaOH （4）产品处理：Cl2干燥压缩液化；H2净化储存；NaOH蒸发浓缩 3.三种点解方法对比： 方法 特点 现状 原子交换膜法 只允许Na+通过，产品纯度高，无污染 主流方法 隔膜法 用石棉隔膜，产品含杂质，有污染 逐步淘汰 水银法 用水银阴极，产品纯度高，但汞污染严重 已淘汰 4.注意点 （1）原料必须精制：Ca²⁺、Mg²⁺会在阴极生成沉淀堵塞离子交换膜；SO₄²⁻会腐蚀阳极 （2）离子交换膜作用：①只允许Na⁺通过 ②阻止Cl₂与NaOH接触（否则生成NaClO） ③阻止H₂与Cl₂混合（防爆炸）回答时必须答三点 （3）阳极材料：用钛（耐氯气腐蚀），不用铁（铁会与Cl₂反应） （4）阴极材料：用铁或镍（耐碱腐蚀） （5）饱和盐水浓度：必须用饱和盐水，否则电解后期浓度降低，Cl⁻放电效率下降 （6）产物分离：Cl₂从阳极室上方收集，H₂从阴极室上方收集，NaOH从阴极室流出 （7）Cl₂与NaOH不能接触：2NaOH + Cl₂ = NaCl + NaClO + H₂O，会降低产品纯度和产量 （8）尾气处理：Cl₂有毒，泄漏时用NaOH溶液吸收处理 （9）H₂易燃易爆，必须远离火源，与Cl₂隔离 十、高纯硅制备 1.目的：以石英砂（SiO₂）为原料，经过多步提纯，得到高纯硅，用于制造半导体芯片、太阳能电池板等。 2.流程（步骤）粗硅冶炼 → 提纯 → 还原： （1）粗硅冶炼：SiO₂ + 2C Si(粗) + 2CO↑ （C作还原剂，将SiO₂还原为单质硅） （2）粗硅提纯 Si(粗) + 3HCl SiHCl₃ + H₂↑ （将粗硅转化为气体提纯） （3）高纯硅制取 SiHCl₃ + H₂ Si(纯) + 3HCl （还原得到高纯硅） 3.注意点 （1）第一步高温要求极高，反应需要约3000℃，工业上用大型电弧炉实现 （2）粗硅纯度低，第一步产物含Fe、Al、C等杂质，纯度约98%，不能直接用于半导体 （3）为什么要转化为SiHCl₃：SiHCl₃是液体，可通过精馏高效提纯，这是获得高纯硅的关键 （4）HCl的循环利用：第三步生成的HCl可循环回第二步使用，降低成本和减少污染 （5）H₂的纯度要求：还原用的H₂必须高纯，否则引入杂质影响硅纯度 （6）反应条件控制：第二步300℃、第三步1100℃，温度控制严格，避免副反应 （7）副反应：SiHCl₃可能进一步反应生成SiCl₄，需控制条件抑制 （8）尾气处理：尾气含HCl和未反应的H₂，需用碱液吸收HCl，H₂回收利用（节约成本；绿色化学） （9）产品纯度：半导体级硅要求纯度99.9999999%（9个9），太阳能级要求99.9999%（6个9） （10）副反应（生成SiCl₄） Si + 4HCl SiCl₄ + 2H₂↑ 其他制法：硅烷法 （1）氯化：Si(粗) +2Cl2SiCl₄ （2）还原： SiCl₄ + 2H₂ Si + 4HCl 十一、硝酸工业 1.目的：以氨气为原料，通过催化氧化法制备硝酸（HNO₃），用于化肥、炸药、染料、医药等行业。 2流程（步骤） 氨催化氧化法，分为三个阶段、三个核心反应： （1）氨的催化氧化：4NH₃ + 5O₂ 4NO + 6H₂O （将NH₃转化为NO） （2）NO氧化：2NO + O₂ = 2NO₂ （将NO转化为NO₂） （3）NO₂吸收：3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO（将NO₂转化为HNO₃，NO循环氧化） 各步骤详解： ①原料准备：液氨蒸发为氨气，空气净化除尘（防止催化剂中毒） ②氨空混合：氨气与空气按1:10体积比混合（氨浓度控制在爆炸极限以下9-13%） ③催化氧化：混合气通过铂铑合金（催化）网，800-900℃（反应剧烈放热，维持自热平衡） ④热量回收：废热锅炉回收热量产生蒸汽（节约能源，用于发电或生产） ⑤NO氧化：冷却后NO与空气中O₂反应生成NO₂ （常温下迅速反应，无需催化剂） ⑥吸收：NO₂在吸收塔中用水喷淋吸收（生成HNO₃，未反应的NO返回氧化） ⑦尾气处理：尾气（含少量NOₓ）用碱液吸收（防止污染，达标排放） 3.三种工业制硝酸方法对比（知识拓展） 氨氧化法：NH₃、空气、水（ NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃） 主流方法 电弧法：空气、水 （N₂ + O₂ = 2NO（电弧）） 能耗高，已淘汰 硝石法：NaNO₃、H₂SO₄ （NaNO₃ + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HNO₃ ）历史方法，已淘汰 十二、化肥生产 1.目的：以空气、水、矿物（磷矿、钾盐）等为原料，工业生产氮肥、磷肥、钾肥及复合肥，为农作物补充营养元素，提高产量。 2.流程（步骤） （1）合成氨工艺（氮肥基础）氨气进一步加工可制得尿素、硝酸铵、碳酸氢铵等氮肥。 ①原料气制备：空气分离制N₂，天然气/水煤气转化制H₂ ②净化：除去CO、CO₂、硫化物等杂质（防止催化剂中毒） ③合成：N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃【高温（500℃）、高压（20-50MPa）、铁催化剂】 ④分离：冷却使NH₃液化分离 （2）：尿素[CO(NH₂)₂]生产工艺:尿素是目前含氮量最高的氮肥。 ①合成氨:同上 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ （高温高压、催化剂） ②合成尿素：2NH₃ + CO₂ = CO(NH₂)₂ + H₂O （高温（180-200℃）、高压） （3）硝酸铵（NH₄NO₃）生产工艺：硝酸铵既是氮肥，也是炸药原料。 ①氨催化氧化：4NH₃ + 5O₂ == 4NO + 6H₂O （条件：800-900℃，铂铑合金催化） ②NO氧化：2NO + O₂ = 2NO₂ ③NO₂吸收： 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO 常温 ④中和反应：NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃ 常温 总反应：2NH₃ + 2O₂ + H₂O = NH₄NO₃ + 2H₂O + NO（综合） （4）硫酸铵[(NH₄)₂SO₄]生产工艺：利用工业副产石膏（CaSO₄）生产硫酸铵，实现资源综合利用。 ①合成氨：同上 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ 高温高压 ②碳酸化：2NH₃ + H₂O + CO₂ = (NH₄)₂CO₃ 常温 ③复分解： (NH₄)₂CO₃ + CaSO₄ = CaCO₃↓ + (NH₄)₂SO₄ 常温 ④分离 过滤、结晶 得(NH₄)₂SO₄晶体 可循环物质：CO₂ （5）磷肥生产工艺 过磷酸钙 ：Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ = Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄ 重过磷酸钙 ：Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ = 3Ca(H₂PO₄)₂ 3.注意点 （1）合成氨高压条件：反应是气体分子数减少的反应，加压有利于平衡正向移动，提高产率 （2）合成氨铁催化剂：工业上用铁触媒（Fe₃O₄/Al₂O₃/K₂O），500℃时活性最大 （3）未反应气体循环：合成氨转化率约10-20%，未反应的N₂和H₂循环使用 （4）硝酸铵热稳定性差：NH₄NO₃受热易分解，高温下可能爆炸，储存需防潮防晒 （5）铵态氮肥不能与碱性物质混用：铵盐与碱性物质反应生成NH₃逸出，降低肥效 （6）碳酸氢铵易分解 NH₄HCO₃受热分解为NH₃、CO₂和H₂O，有刺激性氨味，储存需密封阴凉 （7）磷矿粉难溶于水，必须转化为可溶性过磷酸钙才能被植物吸收 （8）硫酸铵长期使用会使土壤酸化、板结，需配合施用石灰中和 十三、其他工业 1.肥皂工业 利用油脂（动物脂肪或植物油）与碱发生皂化反应，制备脂肪酸钠（肥皂）和甘油。 主要步骤： （1）皂化：油脂 + NaOH溶液 → 加热搅拌（发生皂化反应，生成高级脂肪酸钠和甘油） （2）盐析：加入饱和NaCl溶液 （降低高级脂肪酸钠的溶解度，使其凝聚析出） （3）过滤：分离固体和液体（滤渣为肥皂，滤液含甘油和过量NaCl） （4）洗涤：肥皂用蒸馏水洗涤（除去残留的碱和甘油） （5）成型：干燥、压制成型 2.玻璃工业 以石英砂（SiO₂）、纯碱（Na₂CO₃）、石灰石（CaCO₃）为原料，高温熔融制备普通玻璃（钠钙玻璃）。 主要步骤： （1）原料混合：石英砂、纯碱、石灰石按比例混合，配制玻璃原料 （2）高温熔融：混合物在玻璃窑中加热至约1500℃，发生化学反应，生成硅酸盐熔融体 （3）成型：熔融玻璃流入模具或浮法成型，制成所需形状（平板、瓶罐等） （4）退火：缓慢冷却 消除内应力，防止炸裂 涉及的反应方程式： （1）纯碱分解（与石英砂反应）：Na₂CO₃ + SiO₂Na₂SiO₃ + CO₂↑ （2）石灰石分解（与石英砂反应）：CaCO₃ + SiO₂ CaSiO₃ + CO₂↑ 总反应：Na₂CO₃ + CaCO₃ + 6SiO₂ Na₂SiO₃ + CaSiO₃ + 6SiO₂ + 2CO₂↑ 3.水泥工业 以石灰石（CaCO₃）和黏土（含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃）为原料，高温煅烧后磨细制成水泥。 主要步骤 （1）破碎：石灰石、黏土分别破碎，便于混合和研磨 （2）配料：石灰石:黏土 ≈ 3:1（质量比），控制CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃的比例 （3）粉磨：混合料磨成生料粉，增大接触面积，加快反应 （4）煅烧：生料在回转窑中加热至约1450℃，发生化学反应，生成水泥熟料 （5）冷却：熟料快速冷却，稳定矿物结构 （6）粉磨：熟料加少量石膏，磨成细粉，调节凝结时间，得成品水泥（石膏加入量约3-5%，用来调节水泥的凝结时间，防止速凝） 涉及的反应方程式： 石灰石分解：CaCO₃ CaO + CO₂↑ 硅酸钙生成：CaO + SiO₂CaSiO₃ 铝酸钙生成：CaO + Al₂O₃ Ca(AlO₂)₂（或写为CaO·Al₂O₃） 铁铝酸钙生成：CaO + Al₂O₃ + Fe₂O₃ Ca₄Al₂Fe₂O₁₀（多种硅酸盐、铝酸盐的混合物） 4.造纸工业 以植物纤维（树、竹、草等）为原料，通过碱液蒸煮去除木质素，得到纸浆，再经成型干燥制成纸张。 主要步骤 （1）原料预处理：将树、竹、草等切碎、捣碎 增大接触面积，便于后续处理 （2）碱液蒸煮（核心）：加入NaOH或Ca(OH)₂+K₂CO₃，加热蒸煮 溶解木质素，分离出纤维素纤维 （3）洗涤/筛选：用水洗涤，去除废液（黑液），分离纸浆与废液 （4）漂白：加入漂白剂（如ClO₂、H₂O₂），提高纸张白度 （5）成型：纸浆均匀铺在网面上，脱水，形成湿纸幅 （6）干燥/压光：加热烘干、压光，得到成品纸张 涉及的反应方程式 石灰（CaO）与水反应（古法造纸）：CaO + H₂O = Ca(OH)₂ 草木灰（K₂CO₃）与Ca(OH)₂反应生成KOH：K₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2KOH（KOH碱性更强，可加快木质素溶解） 废气处理（SO₂吸收）：2NaOH + SO₂ = Na₂SO₃ + H₂O 废液处理（中和酸性废水）：NaOH + HCl = NaCl + H₂O 碱回收（苛化反应）：Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2NaOH 5.明矾制备 以含铝原料（废铝、铝灰、易拉罐等）为原料，经多步反应制备明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]，用于净水、食品发酵等。 主要步骤（以废易拉罐/铝灰为原料） （1）碱溶：加过量NaOH溶液，加热 溶解铝，与杂质（Fe、Si等）分离 （2）过滤：趁热过滤，除去不溶性杂质（SiO₂、Fe等） （3）沉铝：滤液中通入CO₂或加酸，将AlO₂⁻转化为Al(OH)₃沉淀 （4）过滤洗涤：过滤，洗涤沉淀，得到纯净Al(OH)₃ （5）酸溶：Al(OH)₃ + H₂SO₄ + K₂SO₄，生成明矾溶液 （6）结晶：蒸发浓缩，冷却结晶，析出明矾晶体 （7）过滤洗涤干燥：过滤、冷水洗涤、干燥，得到明矾成品 涉及的反应方程式 碱溶（铝与NaOH反应）：2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑ 注：Na[Al(OH)₄]即偏铝酸钠，也常写作NaAlO₂·2H₂O 碱溶（氧化铝与碱反应）：Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄] 沉铝（偏铝酸钠与CO₂反应）：Na[Al(OH)₄] + CO₂ = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃ 或 NaAlO₂ + CO₂ + 2H₂O = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃ 酸溶（氢氧化铝与硫酸反应）：2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O 明矾生成（硫酸铝与硫酸钾反应）：Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 24H₂O = 2KAl(SO₄)₂·12H₂O 6.硫酸铜晶体制备 以含铜原料（废铜屑、氧化铜、铜矿石等）为原料，制备硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O），用于电镀、农药、化学试剂等。 主要步骤（以氧化铜为原料） （1）酸溶：氧化铜 + 稀硫酸，加热搅拌，使CuO转化为CuSO₄ （2）过滤：趁热过滤，除去不溶性杂质（泥沙、未反应的CuO等） （3）蒸发浓缩：滤液加热蒸发，减少水量，使溶液达到饱和或过饱和 （4）冷却结晶：自然冷却或冰水冷却，析出CuSO₄·5H₂O晶体 （5）过滤：过滤分离晶体和母液，得到粗晶体 （6）洗涤干燥：冷水洗涤、滤纸吸干，除去表面杂质，得成品 若原料是铜屑（Cu不溶于稀硫酸），需先灼烧转化为CuO：2Cu + O₂ =△= 2CuO 涉及的反应方程式 1. 氧化铜与稀硫酸反应（核心）：CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O 2. 硫酸铜晶体形成：CuSO₄ + 5H₂O = CuSO₄·5H₂O（结晶过程） 知识拓展：波尔多液 配制原料：CuSO₄·5H₂O + Ca(OH)₂ 反应原理：CuSO₄ + Ca(OH)₂ = Cu(OH)₂↓ + CaSO₄ 有效成分：碱式硫酸铜（xCuSO₄·yCu(OH)₂），为蓝色胶状沉淀 用途：防治果树、蔬菜的真菌病害（杀菌剂） 特点：不能与碱性农药混用，雨天不宜喷洒 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