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高中化学教材中的十大工艺流程解读

高中化学教材中的十大工艺流程解读1.从铝土矿中提炼铝流程Ⅰ本文来自化学自习室!(1)涉及反应 ( 写出并配平化学方程式 )① Al 2O3+ 6HCl=2AlCl 3+ 3H2O本文来自Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O② AlCl 3+ 4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O FeCl3+3NaOH=Fe(OH)↓+3NaClHCl + NaOH=NaCl+ H2O③ NaAlO2+H2 O+ CO2=Al(OH) 3↓+ NaHCO3NaOH+CO2=NaHCO3④ Al(OH) 3Al 2O3+3H2O⑤Al 2O3( 熔融 )4Al + 3O2↑(2) 问题探讨 ( 思考并回答问题 )①步骤①加入过量盐酸后的实验操作是什么?提示:过滤。

②步骤②能否用氨水代替 NaOH溶液?提示:不能;原因是 Al 3+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。

③步骤③中若将CO2的量改为“少量”,得到的产物还是N aHCO3吗?提示:不是N aHCO3而是 Na2CO3。

流程Ⅱ(1) 涉及反应① Al 2O3+ 2NaOH=2NaAlO+ H2O SiO 2 +2NaOH=NaSiO3+H2O② Na2SiO3+ 2HCl=H2SiO3↓+ 2NaCl NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl 3+2H2ONaOH+ HCl=NaCl+ H2O③ AlCl 3+ 3NH·H2O=Al(OH)3↓+ 3NH4Cl HCl+NH3· H2O=NH4Cl+H2O(2) 问题探讨①步骤②中将盐酸改为“CO2”合适吗?为什么?提示:不合适;因为过量CO2与 NaAlO2、Na2SiO3反应生成A l(OH) 3和 H2SiO3沉淀,达不到分离SiO2和AlO2-的目的本文来自化学自习室!②步骤③中将氨水改为“ NaOH溶液”合适吗?提示:不合适;因为 Al(OH) 3能溶于 NaOH。

本文来自化学自习室!③冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝?提示:不能;因为AlCl 3属于共价化合物。

本文来自化学自习室!2.硅的制备(1) 涉及反应①SiO2+2C Si + 2CO↑② Si+Cl2SiCl 4③ SiCl 4+ 2H Si + 4HCl本文来自化学自习室!(2)问题探讨①步骤①中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气?提示:高温下,焦炭和空气中的O2发生反应。

②用石英砂和焦炭制备粗硅的反应中,焦炭的作用是什么?提示:提供能量,作还原剂。

2完全反应后,经冷凝得到的4( 沸点 57.63③粗硅与 Cl SiCl℃ ) 中混有少量的 SiHCl ( 沸点33 ℃ ) ,提纯 SiCl 4采用的方法是什么?提示:蒸馏。

本文来自化学自习室!④由 SiO2与 C高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质?本文来自化学自习室!提示: SiO2、C、 SiC 等。

3.氯碱工业(1) 涉及反应① 2NaCl+ 2HO2NaOH+ H ↑+ Cl ↑②Cl + 2NaOH=NaCl+NaClO+ H O本文来2222③ 2Cl 2+ 2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO) 2+2H2O④ H2+ Cl 22HCl(2)问题探讨2+2+ 2 -等杂质离子,如何设计实验方案除去这些杂质离子?①食盐中含有 Ca、 Mg、 SO4②工业上电解食盐水制烧碱时,食盐水为什么必须要精制?提示:精制食盐水的目的是除去食盐水中的2+2+2-等杂质离子,以防2+与 OHCa、 Mg、 SO Mg4-结合生成 Mg(OH)堵塞隔膜电解槽中的隔膜,造成电解失败。

2③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?提示:电解时,阳极产生Cl 2,阴极产生H2,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 Cl 2隔开,以防发生危险。

④步骤③制取漂白粉时是将Cl 2通入澄清石灰水中吗?提示: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。

本文来自化学自习室!4.工业上利用黄铁矿(FeS2) 制取硫酸(1) 涉及反应① FeS+ O Fe O+ SO22232②SO+O SO③SO+ H O=HSO2233224(2)问题探讨①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?本文来自化学自习室!提示:增大矿石和氧气的接触面积,提高燃烧效率。

②在接触室中通入过量的氧气,能否将SO全部转化成 SO? 本文来自化学自习室!23提示:不能;原因是SO2催化氧化成 SO3的反应是可逆反应。

③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?提示:常压下, SO催化氧化成 SO的转化率已经很高,增大压强,即增加了设备的成。

23④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?本文来自化学自习室!提示:用水吸收SO3易形成硫酸的酸雾,影响吸收效率。

⑤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。

提示: SO+NH· H O=NHHSO, 2NH· H O+SO=(NH )2SO+ H O。

本文来自化学自习室!232433224325.工业制硝酸本文来自化学自习室!(1) 涉及反应 : ① NH+O+ H O② NO+ O=NO③ NO+H O=HNO+ NO32222223(2) 问题探讨①步骤③吸收塔中为什么NO2被水吸收过程中要补充一定量的空气?本文来自化学自习提示:因 NO与水反应生成HNO时只有的 NO转化成 HNO,通入空气的目的是使NO与 O 232322作用完全转化成HNO,方程式为4NO+ O+ 2H O=4HNO。

32223②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?提示:不能; NO和 NO。

2③已知:① NO+ NO++ H O②++ NaNO+ H O2232硝酸工厂的尾气可用NO (NO与 NO的混合气体 ) 表示,用NaOH溶液可吸收尾气,为使NO2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NO x完全被 NaOH溶液吸收?提示: 1.5 ≤x< 2;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(1) 涉及反应NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl本文来自化学自习室!2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(2)问题探讨①工业制纯碱时为什么先通入NH3后通入 CO2?提示:NH3在水中的溶解度大,形成的NH3·H2O呈碱性,更容易吸收CO2,得到更多的NaHCO3;若先通入CO2,得到的 H2CO3浓度小,不利于NaHCO3的生成。

②工业上制备的纯碱中可能混有哪些杂质?提示:依据制备反应:NH3+ H2O+ CO2+ NaCl=NaHCO3↓+ NH4Cl 可知混有的杂质为N A Cl 和NH4Cl 。

③“碳酸化”后过滤获得的物质是什么?本文来自化学自习室!提示: NaHCO3。

④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?提示: NH3。

本文来自化学自习室!⑤设计实验证明纯碱产品中混有NaCl?提示: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。

本文来自化学自习室!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 :① CuSO4+Fe=FeSO4+Cu② Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(2) 问题探讨本文来自化学自习室!①步骤②中加入过量稀H2SO4的目的是什么?提示:除去Cu 中残留的铁。

本文来自化学自习室!②步骤①中如何将Fe、 Cu 与 FeSO4溶液分离?提示:过滤。

本文来自化学自习室!③步骤③中如何从FeSO4溶液中获得硫酸亚铁晶体?本文来自化学自习室!提示:将FeSO4溶液加热浓缩、冷却结晶,过滤得FeSO4· 7H2O。

本文来自化学自习室!8.从海水中提取镁(1) 涉及反应① MgSO4+ Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+ CaSO4② Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O本文来自③ MgCl2· 6H2OHCl 气流中MgCl 2+6H2O④ MgCl2(熔融)Mg+ Cl 2↑4①步骤③中加热MgCl2·6H2O制取无水 MgCl2时,为什么要在HCl 的气流中进行?本文来提示:防止MgCl2水解。

②从海水中提取镁的工艺流程中,涉及哪些反应类型?提示:分解反应、复分解反应、氧化还原反应。

③步骤④用电解法冶炼镁时,能否用MgO代替 MgCl2?提示:不能;原因是MgO的熔点高,浪费能源。

本文来自化学自习室!9.从海水中提取溴(1) 涉及反应 : ① 2Br -+ Cl 2=Br2+ 2Cl -③Br2+SO2+2HO=H2SO4+2HBr(2) 问题探讨本文来自化学自习室!①从海水中提取溴的工艺流程中为什么要设计两步( 步骤①、④ ) 将 Br -氧化, Br 2的过程?提示:将溴富集。

②步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~ 90℃,温度过高或过低都不利于生产,请解释原因。

提示: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。

本文来自化学自习室!③步骤②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。

本文来自化学自习室!提示: Br 2+H2 O=HBr+ HBrO, Na2CO3+2HBr=2NaBr+ H2O+ CO2↑。

10.海带中碘的提取(1)涉及反应: 2I -+ Cl 2=I 2+ 2Cl -(2)问题探讨①步骤①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 .干燥器提示: B、 D、 E②步骤⑤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?本文来自化学自习室!提示:蒸馏。

③步骤④中,某同学选择苯来提取碘的理由是什么?提示: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。

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