高中化學教材中的十大工藝流程解讀1．從鋁土礦中提煉鋁說明：下面兩個流程都有問題，僅供參考。工業上是用堿溶法，沒有用酸溶法。而且堿溶法里面二氧化硅是與氫氧化鈉反應生成鋁硅酸鈉沉淀而被除去。流程Ⅰ(1)涉及反應(寫出并配平化學方程式)①Al2O3＋HCl=2AlCl3＋3H2OFe2O3＋HCl=2FeCl3＋3H2O②AlCl3＋NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2OFeCl3＋NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaClHCl＋NaOH=NaCl＋H2O③NaAlO2＋H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3NaOH＋CO2=NaHCO3④Al(OH)3=Al2O3＋3H2O⑤Al2O3(熔融)=4Al＋3O2↑(2)問題探討(思考并回答問題)①步驟①加入過量鹽酸后的實驗操作是什么？提示：過濾。②步驟②能否用氨水代替NaOH溶液？提示：不能；原因是Al3＋與過量氨水反應生成Al(OH)3沉淀，達不到分離Al3＋、Fe3＋的目的。③步驟③中若將CO2的量改為“少量”，得到的產物還是NaHCO3嗎？提示：不是NaHCO3而是Na2CO3。流程Ⅱ(1)涉及反應①Al2O3＋NaOH=2NaAlO2＋H2OSiO2＋NaOH=Na2SiO3＋H2O②Na2SiO3＋HCl=H2SiO3↓＋2NaClNaAlO2＋HCl=NaCl＋AlCl3＋2H2ONaOH＋HCl=NaCl＋H2O③AlCl3＋NH3·H2O=Al(OH)3↓＋NH4ClHCl＋NH3·H2O=NH4Cl＋H2O(2)問題探討①步驟②中將鹽酸改為“CO2”合適嗎？為什么？提示：不合適；因為過量CO2與NaAlO2、Na2SiO3反應生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，達不到分離SiO2和AlO的目的。②步驟③中將氨水改為“NaOH溶液”合適嗎？提示：不合適；因為Al(OH)3能溶于NaOH。③冶煉金屬鋁能否用氯化鋁代替氧化鋁？提示：不能；因為AlCl3屬于共價化合物。2．硅的制備(1)涉及反應①SiO2＋C=Si＋CO↑②Si＋Cl2=SiCl4③SiCl4＋H2=Si＋4HCl(2)問題探討①步驟①中石英砂與焦炭高溫下反應時為什么要隔絕空氣？提示：高溫下，焦炭和空氣中的O2發生反應。②用石英砂和焦炭制備粗硅的反應中，焦炭的作用是什么？提示：提供能量，作還原劑。③粗硅與HCl完全反應后，經冷凝得到的SiCl4(沸點57.6℃)中混有少量的SiHCl3(沸點33℃)，提純SiCl4采用的方法是什么？提示：蒸餾。④由SiO2與C高溫下反應得到的粗硅中可能含有什么雜質？提示：SiO2、C、SiC等。3．氯堿工業(1)涉及反應①2NaCl＋H2O=2NaOH＋H2↑＋Cl2↑②Cl2＋NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O③Cl2＋Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O④H2＋Cl2=2HCl(2)問題探討①食鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO2－等雜質離子，如何設計實驗方案除去這些雜質離子？②工業上電解食鹽水制燒堿時，食鹽水為什么必須要精制？提示：精制食鹽水的目的是除去食鹽水中的Ca2＋、Mg2＋、SO2－等雜質離子，以防Mg2＋與OH－結合生成Mg(OH)2堵塞隔膜電解槽中的隔膜，造成電解失敗。③用惰性電極電解飽和食鹽水時，為什么要用隔膜把電解槽分成陽極室、陰極室？提示：電解時，陽極產生Cl2，陰極產生H2，若無隔膜，二者混合光照時會發生爆炸，隔膜的作用是將H2和Cl2隔開，以防發生危險。④步驟③制取漂白粉時是將Cl2通入澄清石灰水中嗎？提示：不是；原因是澄清石灰水中Ca(OH)2的含量低，不適合工業大量生產，應改為石灰乳。4．工業上利用黃鐵礦(FeS2)制取硫酸(1)涉及反應①FeS2＋O2=Fe2O3＋SO2②SO2＋O2=SO3③SO3＋H2O=H2SO4(2)問題探討①煅燒黃鐵礦要在沸騰爐中進行，其中礦石要粉碎，從爐底鼓入空氣，爐中的粉末狀固體就像沸騰的液體一樣，煅燒時為什么要將礦石粉碎成粉末狀？提示：增大礦石和氧氣的接觸面積，提高燃燒效率。②在接觸室中通入過量的氧氣，能否將SO2全部轉化成SO3?提示：不能；原因是SO2催化氧化成SO3的反應是可逆反應。③依據化學反應速率和化學平衡原理，增大壓強對SO2催化氧化成SO3的反應是十分有利的，而工業生產上為什么不采用高壓而采用常壓下進行反應？提示：常壓下，SO2催化氧化成SO3的轉化率已經很高，增大壓強，即增加了設備的投資，得不償失。④吸收塔中發生的是SO3與水的反應，為什么吸收SO3氣體時用98%的濃硫酸而不用水吸收？提示：用水吸收SO3易形成硫酸的酸霧，影響吸收效率。⑤硫酸工廠的尾氣中含有大量的SO2，寫出用氨水吸收SO2的化學方程式。提示：SO2＋NH3·H2O=NH4HSO3，2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O。5．工業制硝酸(1)涉及反應①NH3＋O2=NO＋H2O②NO＋O2=NO2③NO2＋H2O=HNO3＋NO(2)問題探討①步驟③吸收塔中為什么NO2被水吸收過程中要補充一定量的空氣？提示：因NO2與水反應生成HNO3時只有的NO2轉化成HNO3，通入空氣的目的是使NO2與O2作用完全轉化成HNO3，方程式為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。②工業制硝酸時，能否將工業尾氣直接排入大氣中？工業尾氣中有害氣體的主要成分是什么？提示：不能；NO和NO2。③已知：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O硝酸工廠的尾氣可用NOx(NO與NO2的混合氣體)表示，用NaOH溶液可吸收尾氣，為使NOx完全被NaOH溶液吸收x的取值范圍是什么？如何操作才能保證NOx完全被NaOH溶液吸收？提示：1.5≤x＜2；通入一定量的空氣(或O2)后，再被NaOH溶液吸收。6．工業上制純堿(1)涉及反應NH3＋H2O＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3＋H2O＋CO2↑(2)問題探討①工業制純堿時為什么先通入NH3后通入CO2?提示：NH3在水中的溶解度大，形成的NH3·H2O呈堿性，更容易吸收CO2，得到更多的NaHCO3；若先通入CO2，得到的HCO濃度小，不利于NaHCO3的生成。②工業上制備的純堿中可能混有哪些雜質？提示：依據制備反應：NH3＋H2O＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl可知混有的雜質為NACl和NH4Cl。③“碳酸化”后過濾獲得的物質是什么？提示：NaHCO3。④過濾得到的母液為NH4Cl，加入熟石灰獲得循環使用的物質是什么？提示：NH3。⑤設計實驗證明純堿產品中混有NaCl?提示：取少量樣品于一試管中，加水配成溶液，加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀生成說明純堿樣品中混有NaCl。7．從工業廢水中回收硫酸亞鐵和銅的工藝流程工業廢水中含有大量的FeSO4，較多的Cu2＋和少量的Na＋。為了減少污染并變廢為寶，回收硫酸亞鐵和金屬銅的工藝流程如下。(1)涉及反應①CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu②Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑(2)問題探討①步驟②中加入過量稀H2SO4的目的是什么？提示：除去Cu中殘留的鐵。②步驟①中如何將Fe、Cu與FeSO4溶液分離？提示：過濾。③步驟③中如何從FeSO4溶液中獲得硫酸亞鐵晶體？提示：將FeSO4溶液加熱濃縮、冷卻結晶，過濾得FeSO4·7H2O。8．從海水中提取鎂(1)涉及反應①MgSO4＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaSO4②Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O③MgCl2·6H2OHCl氣流中ΔMgCl2＋6H2O④MgCl2(熔融)=Mg＋Cl2↑(2)問題探討①步驟③中加熱MgCl2·6H2O制取無水MgCl2時，為什么要在HCl的氣流中進行？提示：防止MgCl2水解。②從海水中提取鎂的工藝流程中，涉及哪些反應類型？提示：分解反應、復分解反應、氧化還原反應。③步驟④用電解法冶煉鎂時，能否用MgO代替MgCl2?提示：不能；原因是MgO的熔點高，浪費能源。9．從海水中提取溴(1)涉及反應①2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－③Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr(2)問題探討①從海水中提取溴的工藝流程中為什么要設計兩步(步驟①、④)將Br－氧化，Br2的過程？提示：將溴富集。②步驟⑤蒸餾的過程中，溫度應控制在80～90℃，溫度過高或過低都不利于生產，請解釋原因。提示：溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水量增加，溫度過低，溴不能完全蒸出，回收率低。③步驟②中用熱空氣吹出的溴也可以用飽和Na2CO3溶液吸收溴，寫出反應過程的化學方程式。提示：Br2＋H2O=HBr＋HBrO，Na2CO3＋2HBr=2NaBr＋H2O＋CO2↑。10．海帶中碘的提取(1)涉及反應：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－(2)問題探討①步驟①灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是________(從下列儀器中選出所需的儀器，將標號字母填寫在空白處)。A．燒杯B．坩堝C．表面皿

D．泥三角

E．酒精燈F．干