细节三 依据化工流程,串记相关知识
一、教材中的“十大”化工流程 1.从铝土矿中提炼铝 流程Ⅰ:
涉及反应:
①Al 2O 3+6HCl===2AlCl 3+3H 2O , Fe 2O 3+6HCl===2FeCl 3+3H 2O
②AlCl 3+4NaOH===NaAlO 2+3NaCl +2H 2O FeCl 3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl HCl +NaOH===NaCl +H 2O
③NaAlO 2+2H 2O +CO 2===Al(OH)3↓+NaHCO 3 NaOH +CO 2===NaHCO 3 ④2Al(OH)3=====△
Al 2O 3+3H 2O ⑤2Al 2O 3(熔融)=====电解 4Al +3O 2↑ 流程Ⅱ:
涉及反应:
①Al 2O 3+2NaOH===2NaAlO 2+H 2O SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O ②Na 2SiO 3+2HCl===H 2SiO 3↓+2NaCl NaAlO 2+4HCl===NaCl +AlCl 3+2H 2O ③AlCl 3+3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓+3NH 4Cl HCl +NH 3·H 2O===NH 4Cl +H 2O
2.硅的制备
石英砂――→①焦炭
高温粗硅――→②Cl 2
加热四氯化硅――→③H 2
高温纯硅 涉及反应:
①SiO 2+2C=====高温 Si +2CO ②Si +2Cl 2=====加热
SiCl 4 ③SiCl 4+2H 2=====高温 Si +4HCl 3.氯碱工业
涉及反应:
①2NaCl +2H 2O=====电解
2NaOH +H 2↑+Cl 2↑ ②Cl 2+2NaOH===NaCl +NaClO +H 2O ③2Cl 2+2Ca(OH)2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ④H 2+Cl 2=====△
2HCl 4.工业上利用黄铁矿(FeS 2)制取硫酸
涉及反应:
①4FeS 2+11O 2=====高温
2Fe 2O 3+8SO 2 ②2SO 2+O 2
催化剂△2SO 3
③SO 3+H 2O===H 2SO 4 5.工业制硝酸
涉及反应:
①4NH 3+5O 2=====催化剂
△4NO +6H 2O ②2NO +O 2===2NO 2
③3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO
6.工业上制纯碱
涉及反应:
NH 3+H 2O +CO 2+NaCl===NaHCO 3↓+NH 4Cl 2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3+H 2O +CO 2↑ 7.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FeSO 4,较多的Cu 2+
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。
涉及反应:
①CuSO 4+Fe===FeSO 4+Cu ②Fe +H 2SO 4===FeSO 4+H 2↑ 8.从海水中提取镁
涉及反应:
①MgSO 4+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaSO 4 ②Mg(OH)2+2HCl===MgCl 2+2H 2O ③MgCl 2·6H 2O =====HCl 气流中
△MgCl 2+6H 2O ④MgCl 2(熔融)=====电解 Mg +Cl 2↑ 9.海水提溴
涉及反应:
①2Br -
+Cl 2===Br 2+2Cl -
②Br 2+SO 2+2H 2O===H 2SO 4+2HBr
10.海带中碘的提取
涉及反应:2I-+Cl2===I2+2Cl-
二、近两年高考考查的“十一大”工艺流程
1.用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的工艺流程如下:
——2014·福建高考
涉及反应:
①Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe2O3+6HNO3===2Fe(NO3)3+3H2O
②2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2
4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3·n H2O+8HNO3
2.用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫的工艺流程:
——2014·江苏高考
涉及反应:
Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O
3.某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:
——2014·安徽高考
涉及反应: ①LiF +HF===LiHF 2 ②PCl 5+5HF===PF 5+5HCl ③LiHF 2+PF 5===LiPF 6+HF
4.利用软锰矿(主要成分为MnO 2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO 2,又制得电池材料MnO 2。
——2014·四川高考
涉及反应:
①MnO 2+SO 2===MnSO 4
②3Mn 2+
+2MnO -
4+2H 2O===5MnO 2+4H +
5.工业合成氨的简易流程如下:
——2014·天津高考
Ⅰ.天然气脱硫:NH 3·H 2O +H 2S===NH 4HS +H 2O 2NH 4HS +O 2=====一定条件
2NH 3·H 2O +2S ↓ Ⅱ.天然气制氢:CH 4(g)+H 2O(g)CO(g)+3H 2(g)
CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g)
Ⅲ.合成氨:N 2+3H 2高温、高压催化剂
2NH 3
6.从铜银合金的切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
——2013·广东高考
[注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃] 涉及反应:
①CuO +H 2SO 4===CuSO 4+H 2O
②CuSO 4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na 2SO 4 Al 2(SO 4)3+6NaOH===2Al(OH)3↓+3Na 2SO 4
③4CuO +2Al 2O 3=====高温
4CuAlO 2+O 2 7.以菱镁矿(主要成分为MgCO 3,含少量FeCO 3)为原料制备高纯氧化镁的工艺流程:
——2013·江苏高考
涉及反应:
①MgCO 3+H 2SO 4===MgSO 4+H 2O +CO 2↑ FeCO 3+H 2SO 4===FeSO 4+H 2O +CO 2↑ ②2FeSO 4+H 2O 2+H 2SO 4===Fe 2(SO 4)3+2H 2O ③Fe 2(SO 4)3+6NH 3·H 2O===2Fe(OH)3↓+3(NH 4)2SO 4 ④2MgSO 4+C=====800 ℃
2MgO +2SO 2↑+CO 2↑ 8.利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe 3O 4胶体粒子及副产物ZnO 的工艺流程:
——2013·浙江高考
涉及反应:
①Zn +2NaOH===Na 2ZnO 2+H 2↑ ②Fe +H 2SO 4===FeSO 4+H 2↑ 2Fe 2+
+H 2O 2+2H +
===2Fe 3+
+2H 2O
9.纯化工业级氧化锌[含有Fe (Ⅱ)、Mn (Ⅱ)、Ni (Ⅱ)等杂质]的流程如下:
——2013·新课标全国卷Ⅱ
工业ZnO ――→稀硫酸
①
浸出液――→调pH 约为5适量高锰酸钾溶液
② ――→过滤
滤液――→Zn
③ ――→过滤
滤液――→Na 2CO 3
④ ――→过滤
滤饼――→煅烧
⑤ZnO 涉及反应:
①ZnO +H 2SO 4===ZnSO 4+H 2O
②3Fe 2+
+MnO -
4+7H 2O===3Fe(OH)3↓+MnO 2↓+5H +
③2MnO -
4+3Mn 2+
+2H 2O===5MnO 2↓+4H +
④ZnSO 4+Na 2CO 3===ZnCO 3↓+Na 2SO 4 ⑤ZnCO 3=====△
ZnO +CO 2↑
10.用废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)为原料回收铈的工艺流程如下:
——2013·安徽高考
涉及反应:
①Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
②2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O
③Ce3++3OH-===Ce(OH)3↓
④4Ce(OH)3+O2+2H2O===4Ce(OH)4
11.石灰—石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰—石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O。
吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+2H2O===2CaSO4·2H2O,其流程如下图:
——2013·上海高考。