1、高中化学教材中的十大工艺流程解读 1从铝土矿中提炼铝从铝土矿中提炼铝 流程流程 (1)涉及反应(写出并配平化学方程式) Al2O3HCl=2AlCl33H2O Fe2O3HCl=2FeCl33H2O AlCl3NaOH=NaAlO23NaCl2H2O FeCl3NaOH=Fe(OH)33NaCl HClNaOH=NaClH2O NaAlO2H2OCO2=Al(OH)3NaHCO3 NaOHCO2=NaHCO3 Al(OH)3Al2O33H2O Al2O3(熔融) 4Al3O2 (2)问题探讨(思考并回答问题) 步骤加入过量盐酸后的实验操作是什么？ 答：过滤。 步骤能否用氨水代替 NaOH 溶液
2、？ 答：不能；因为 Al3 与过量氨水反应生成 Al(OH) 3沉淀，达不到分离 Al 3、Fe3的目 的。 步骤中若将 CO2的量改为“少量”，得到的产物还是 NaHCO3吗？ 答：不是 NaHCO3而是 Na2CO3。 流程流程 (1)涉及反应 Al2O3NaOH=2NaAlO2H2O SiO2NaOH=Na2SiO3H2O Na2SiO3HCl=H2SiO32NaCl NaAlO2HCl=NaClAlCl32H2O NaOHHCl=NaClH2O AlCl3NH3 H2O=Al(OH)3NH4Cl HClNH3 H2O=NH4ClH2O (2)问题探讨 步骤中将盐酸改为“CO2”合适吗？
3、为什么？ 答：不合适；因为过量 CO2与 NaAlO2、Na2SiO3反应生成 Al(OH)3和 H2SiO3沉淀， 达不到分离 SiO2和 AlO2 的目的。 步骤中将氨水改为“NaOH 溶液”合适吗？ 答：不合适；因为 Al(OH)3能溶于 NaOH。 冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝？ 答：不能；因为 AlCl3属于共价化合物。 说明：下面两个流程都有问题，仅供参考。说明：下面两个流程都有问题，仅供参考。工业上是用碱溶法，没有用酸溶法。工业上是用碱溶法，没有用酸溶法。 而且碱溶法里面二氧化硅是与氢氧化钠反应生成铝硅酸钠沉淀而被除去。而且碱溶法里面二氧化硅是与氢氧化钠反应生成铝硅酸钠沉淀而
4、被除去。 2硅的制备硅的制备 (1)涉及反应 SiO2CSiCO SiCl2SiCl4 SiCl4H2Si4HCl (2)问题探讨 步骤中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气？ 答：高温下，焦炭和空气中的 O2发生反应。 用石英砂和焦炭制备粗硅的反应中，焦炭的作用是什么？ 答：提供能量，作还原剂。 粗硅与 HCl 完全反应后，经冷凝得到的 SiCl4(沸点 57.6 )中混有少量的 SiHCl3(沸点 33 )，提纯 SiCl4采用的方法是什么？ 答：蒸馏。 由 SiO2与 C 高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质？ 答：SiO2、C、SiC 等。 3氯碱工业氯碱工业 (1)涉及反应 2
5、NaClH2O2NaOHH2Cl2 Cl2NaOH=NaClNaClOH2O Cl2Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O H2Cl22HCl (2)问题探讨 食盐中含有 Ca2 、Mg2、SO 4 2等杂质离子，如何设计实验方案除去这些杂质 离子？ 工业上电解食盐水制烧碱时，食盐水为什么必须要精制？ 答：精制食盐水的目的是除去食盐水中的 Ca2 、Mg2、SO 4 2等杂质离子，以防 Mg2 与 OH结合生成 Mg(OH) 2堵塞隔膜电解槽中的隔膜，造成电解失败。 用惰性电极电解饱和食盐水时，为什么要用隔膜把电解槽分成阳极室、阴极 室？ 答：电解时，阳极产生 Cl2，阴极产生 H
6、2，若无隔膜，二者混合光照时会发生爆炸， 隔膜的作用是将 H2和 Cl2隔开，以防发生危险。 步骤制取漂白粉时是将 Cl2通入澄清石灰水中吗？ 答：不是；原因是澄清石灰水中 Ca(OH)2的含量低，不适合工业大量生产，应改为石 灰乳。 4工业上利用黄铁矿工业上利用黄铁矿(FeS2)制取硫酸制取硫酸 (1)涉及反应 4FeS211O22Fe2O38SO2 2SO2O22SO3 SO3H2O=H2SO4 (2)问题探讨 煅烧黄铁矿要在沸腾炉中进行，其中矿石要粉碎，从炉底鼓入空气，炉中的粉 末状固体就像沸腾的液体一样，煅烧时为什么要将矿石粉碎成粉末状？ 答：增大矿石和氧气的接触面积，提高燃烧效率。
7、在接触室中通入过量的氧气，能否将 SO2全部转化成 SO3? 答：不能；原因是 SO2催化氧化成 SO3的反应是可逆反应。 依据化学反应速率和化学平衡原理， 增大压强对 SO2催化氧化成 SO3的反应是 十分有利的，而工业生产上为什么不采用高压而采用常压下进行反应？ 答：常压下，SO2催化氧化成 SO3的转化率已经很高，增大压强，即增加了设备的投 资，得不偿失。 吸收塔中发生的是 SO3与水的反应， 为什么吸收 SO3气体时用 98%的浓硫酸而 不用水吸收？ 答：用水吸收 SO3易形成硫酸的酸雾，影响吸收效率。 硫酸工厂的尾气中含有大量的 SO2，写出用氨水吸收 SO2的化学方程式。 答：SO
8、2NH3 H2O=NH4HSO3，2NH3 H2OSO2=(NH4)2SO3H2O。 5工业制硝酸工业制硝酸 (1)涉及反应 4NH35O2 4NO6H2O NOO2=NO2 NO2H2O=HNO3NO (2)问题探讨 步骤吸收塔中为什么 NO2被水吸收过程中要补充一定量的空气？ 答：因 NO2与水反应生成 HNO3时只有的 NO2转化成 HNO3，通入空气的目的是使 NO2与 O2作用完全转化成 HNO3，方程式为 4NO2O22H2O=4HNO3。 工业制硝酸时，能否将工业尾气直接排入大气中？ 工业尾气中有害气体的主要成分是什么？ 答：不能；NO 和 NO2。 已知：NONO22NaOH=
9、2NaNO2H2O 2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O 硝酸工厂的尾气可用 NOx(NO 与 NO2的混合气体)表示，用 NaOH 溶液可吸收尾 气，为使 NOx 完全被 NaOH 溶液吸收 x 的取值范围是什么？如何操作才能保证 NOx 完全被 NaOH 溶液吸收？ 答：1.5x2；通入一定量的空气(或 O2)后，再被 NaOH 溶液吸收。 6工业上制纯碱工业上制纯碱 (1)涉及反应 NH3H2OCO2NaCl=NaHCO3NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3H2OCO2 (2)问题探讨 工业制纯碱时为什么先通入 NH3后通入 CO2? 答：NH3在水中的溶解度大，形成的 NH
10、3 H2O 呈碱性，更容易吸收 CO2，得到更多的 NaHCO3；若先通入 CO2，得到的 HCO 浓度小，不利于 NaHCO3的生成。 工业上制备的纯碱中可能混有哪些杂质？ 答：依据制备反应：NH3H2OCO2NaCl=NaHCO3NH4Cl 可知混有的杂质为 NACl 和 NH4Cl。 “碳酸化”后过滤获得的物质是什么？ 答：NaHCO3。 过滤得到的母液为 NH4Cl，加入熟石灰获得循环使用的物质是什么？ 答：NH3。 设计实验证明纯碱产品中混有 NaCl? 答：取少量样品于一试管中，加水配成溶液，加入足量硝酸酸化的 AgNO3溶液，若 有白色沉淀生成说明纯碱样品中混有 NaCl。 7从
11、工业废水中回收硫酸亚铁和铜的工艺流程从工业废水中回收硫酸亚铁和铜的工艺流程 工业废水中含有大量的 FeSO4，较多的 Cu2 和少量的 Na。为了减少污染并变废 为宝，回收硫酸亚铁和金属铜的工艺流程如下。 (1)涉及反应 CuSO4Fe=FeSO4Cu FeH2SO4=FeSO4H2 (2)问题探讨 步骤中加入过量稀 H2SO4的目的是什么？ 答：除去 Cu 中残留的铁。 步骤中如何将 Fe、Cu 与 FeSO4溶液分离？ 答：过滤。 步骤中如何从 FeSO4溶液中获得硫酸亚铁晶体？ 答：将 FeSO4溶液加热浓缩、冷却结晶，过滤得 FeSO4 7H2O。 8从海水中提取镁从海水中提取镁 (1
12、)涉及反应 MgSO4Ca(OH)2=Mg(OH)2CaSO4 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl2 6H2O MgCl26H2O MgCl2(熔融) MgCl2 (2)问题探讨 步骤中加热 MgCl2 6H2O 制取无水 MgCl2时，为什么要在 HCl 的气流中进 行？ 答：防止 MgCl2水解。 从海水中提取镁的工艺流程中，涉及哪些反应类型？ 答：分解反应、复分解反应、氧化还原反应。 步骤用电解法冶炼镁时，能否用 MgO 代替 MgCl2? 答：不能；原因是 MgO 的熔点高，浪费能源。 9从海水中提取溴从海水中提取溴 (1)涉及反应 2Br Cl 2=Br22Cl B
13、r2SO22H2O=H2SO42HBr (2)问题探讨 从海水中提取溴的工艺流程中为什么要设计两步(步骤、)将 Br 氧化，Br 2 的过程？ 答：将溴富集。 步骤蒸馏的过程中，温度应控制在 8090，温度过高或过低都不利于生 产，请解释原因。 答：温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水量增加，温度过低，溴不能完全蒸 出，回收率低。 步骤中用热空气吹出的溴也可以用饱和 Na2CO3溶液吸收溴，写出反应过程 的化学方程式。 答：Br2H2O=HBrHBrO，Na2CO32HBr=2NaBrH2OCO2。 10海带中碘的提取海带中碘的提取 (1)涉及反应： 2I Cl 2=I22Cl (2)问题探讨 步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是_(从 下列仪器中选出所需的仪器，将标号字母填写在空白处)。 A烧杯 B坩埚 C表面皿 D泥三角 E酒精灯 F干燥器 答：B、D、E 步骤的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯， 该步骤的实验操作名 称是什么？ 答：蒸馏。 步骤中，某同学选择苯来提取碘的理由是什么？ 答：苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中的大，苯与水溶液易分层。 设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法。 答：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，说明还有 单质碘；若溶液不变蓝，说明溶液不含碘。
