1、专题讲座三 加试题中常考的化工流程专题5 铝、氮及其化合物考试标准 知识条目 必考要求 加试要求 1.海水中提取溴、碘 b 2.钠、镁的生产原理 a b 3.从铝土矿中获得铝的方法 b 4.工业炼铁的反应原理 b b 5.工业制备高纯硅的方法 a b 6.硫酸的工业生产 a b 7.工业合成氨 b 8.工业制取硝酸的设备和流程 b 9.氯碱工业在生产、生活中的应用 b 1.海水提溴(加试)答案(1)涉及反应 a_；c_。2BrCl2=Br22ClBr2SO22H2O=H2SO42HBr经典流程 解读(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a、d)将BrBr2的过程？答案
2、 氧化步骤e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。答案 将溴富集 答案 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 答案 Br2H2OHBrHBrO、Na2CO32HBr=2NaBrH2OCO2 步骤b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。答案 2.海水提碘：海带中碘的提取(加试)答案(1)涉及反应：c_。2ICl2=I22Cl(2)问题探讨步骤a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
3、面皿D.泥三角E.酒精灯F.干燥器步骤e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_。答案 BDE蒸馏步骤d中，某同学选择苯来提取碘的理由是_。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：_。苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中的大，苯与水易分层 答案 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 3.海水提镁答案(1)涉及反应 a_。b_。c_。d_。MgSO4Ca(OH)2=Mg(OH)2CaSO4 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl2 6H2O=HCl气流中MgCl2
4、6H2OMgCl2(熔融)=通电 MgCl2答案(2)问题探讨 步骤c中加热MgCl26H2O制取无水MgCl2时，为什么要在HCl的气流中进行？答案 分解反应、复分解反应、氧化还原反应从海水中提取镁的工艺流程中，涉及哪些反应类型？步骤d用电解法冶炼镁时，能否用MgO代替MgCl2?答案 不能，原因是MgO的熔点高，浪费能源 答案 防止MgCl2水解4.海水提盐与氯碱工业、钠的制备答案(1)涉及反应 a_。b_。c_。d_。e_。2NaCl2H2O=通电 2NaOHH2Cl2Cl22NaOH=NaClNaClOH2O 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O H2Cl2=点
5、燃 2HCl2NaCl(熔融)=通电 2NaCl2(2)问题探讨食盐中含有Ca2、Mg2、等杂质离子，如何设计实验方案除去这些杂质离子？提示：答案 SO24工业上电解食盐水制烧碱时，食盐水为什么必须要精制？答案 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？答案 精制食盐水的目的是除去食盐水中的 Ca2、Mg2、SO24 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。答案 电解时，阳极产生Cl2，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Cl2隔开，以防发生危险。答案 不是，原因是澄清石灰水中C
6、a(OH)2的含量低，不适合工业大量生产，应为石灰乳。步骤c制取漂白粉时是将Cl2通入澄清石灰水中吗？答案 5.从铝土矿中获得铝(加试)流程：(1)涉及反应(写出并配平化学方程式)_。_。_。_。_。答案 Al2O36HCl=2AlCl33H2O、Fe2O36HCl=2FeCl33H2O AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O、FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl、HClNaOH=NaClH2O NaAlO22H2OCO2=Al(OH)3NaHCO3、NaOHCO2=NaHCO3 2Al(OH)3=Al2O33H2O2Al2O3(熔融)=通电 4Al3O2(2)问题探讨
7、(思考并回答问题)步骤加入过量盐酸后的实验操作是_。步骤能否用氨水代替NaOH溶液？答案 过滤答案 不能，原因是Al3与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀，达不到分离Al3、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？答案 不是NaHCO3而是Na2CO3。流程：答案(1)涉及反应 a_。b_。c_。Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O、SiO22NaOH=Na2SiO3H2O Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl、NaAlO24HCl=NaClAlCl32H2O、NaOHHCl=NaClH2O AlCl33NH3H2O=Al(OH)33NH4
8、Cl、HClNH3H2O=NH4ClH2O (2)问题探讨步骤b中将盐酸改为“CO2”合适吗？为什么？答案 答案 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 SiO23 和 AlO2 的目的。答案 不合适，因为Al(OH)3能溶于NaOH。答案 不能，因为AlCl3属于共价化合物。步骤c中将氨水改为“NaOH溶液”合适吗？冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝？6.工业炼铁(1)设备：炼铁高炉。(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。(3)原理：、。答案 CO2=点燃 CO2CO2C=高温 2CO3COFe2O3=高温 3C
9、O22Fe(4)讨论：石灰石的作用是什么(用方程式回答)?答案 答案 CaCO3=高温 CaOCO2CaOSiO2=高温 CaSiO37.工业上制高纯硅答案 石英砂a.焦炭高温 粗硅b.Cl2加热 四氯化硅c.H2高温 纯硅(1)涉及反应 a_。b_。c_。SiO22C=高温 Si2COSi2Cl2=加热 SiCl4SiCl42H2=高温 Si4HCl(2)问题探讨 步骤a中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气？答案 答案 高温下，焦炭和空气中的O2会发生反应。用石英砂和焦炭制备粗硅的反应中，焦炭的作用是什么？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SiH
10、Cl3(沸点33)，提纯SiCl4采用的方法是什么？由SiO2与C高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质？答案 提供能量，作还原剂。答案 蒸馏。答案 SiO2、C、SiC等。8.硫酸的工业生产答案(1)涉及反应a_。b_。c_。4FeS211O2=高温 2Fe2O38SO22SO2O2催化剂2SO3SO3H2O=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？答案 在接触室中通入过量的氧气，能否将SO2全部转化成SO3?答案 增大矿石和氧气的接触面积，提高燃烧效率。答案 不能，原因是SO2
11、催化氧化成SO3的反应是可逆反应。答案 用水吸收SO3易形成硫酸的酸雾，影响吸收效率。答 案 SO2 NH3H2O=NH4HSO3、2NH3H2O SO2=(NH4)2SO3 H2O。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？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。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？答案 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。答案 9.合成氨与硝酸工业答案(1
12、)涉及反应 _。_。_。_。N23H2 高温高压催化剂2NH34NH35O2=催化剂4NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO(2)问题探讨在合成氨中怎样获得H2(用方程式表示)?答案 在吸收塔中为什么NO2被水吸收过程中要补充一定量的空气？答案 因 NO2 与水反应生成 HNO3 时只有23的 NO2 转化成 HNO3，通入空气的目的是 NO2 与 O2 作用完全转化成 HNO3，方程式为 4NO2O22H2O=4HNO3。答案 CH2O(g)=高温 COH2、COH2O(g)=催化剂CO2H2。答案 不能，有害气体的主要成分是NO和NO2。工业制硝酸时，能否将工业尾气
13、直接排入大气中？工业尾气中有害气体的主要成分是什么？已知.NONO22NaOH=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，则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？答案 1.5x2，通入一定量的空气(或O2)后，再被NaOH溶液吸收。答案 1.为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：1234命题规律 探究 请回答：(1)写出反应的化学方程式_，反应生成沉淀的离子方程式_。(2)为了检测滤液D中含有的金属离
14、子，可设计实验方案为(试剂自选)_ _。答案 2Al 2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 AlO2 CO22H2O=Al(OH)3HCO3用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN(或NaSCN 或NH4SCN)溶液无明显现象，滴入氯水(或双氧水或通入Cl2)若变成血红色，则溶液中存在Fe2 1234(3)在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应速率要大，其原因是_。(4)若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应的总化学方程式为_。答案 铜、铁与稀硫酸形成了原电池 CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O 12342.硼泥主要由Mg
15、O和SiO2组成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示：已知一定浓度的金属离子生成相应的氢氧化物沉淀的pH如下表所示：氢氧化物 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Mg(OH)2 9.3 10.8 Fe(OH)2 7.6 9.6 Fe(OH)3 2.7 3.7 Al(OH)3 3.7 4.7 1234(1)MgO的电子式为_。(2)滤渣2的主要成分是_，向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为_。(3)加入NaOH调节溶液pH12.0时，发生反应的离子方程式为_。(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4，可以
16、使烟气脱硫，该反应的化学方程式为_。答案 Mg2O2Fe(OH)3、Al(OH)3 Al(OH)3OH=AlO2 2H2OMg22OH=Mg(OH)2 2Mg(OH)22SO2O2=2MgSO4 2H2O 12343.硝酸铵是一种重要的工业产品，某工厂制备硝酸铵的流程图如下。请回答下列问题：1234(1)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年诺贝尔化学奖获得者格哈德埃持尔在哈伯研究基础上证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下所示：答案 已知图表示生成的NH3离开催化剂表面，图和图的含义分别是_。N2、H2被吸附在催化剂表面；在催化剂表面，N2、H2中化学键断
17、裂 1234利用余热，节约能源(2)在合成氨的设备(合成塔)中，设置热交换器的目的是_；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是_。(3)若用NH3制取NO的转化率为96%，NO转化则制取HNO3的氨占全部氨的物质的量分数为_。答案 可使NO循环利用，全部转化成HNO351%12344.(2016温州中学高二期末)海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：答案 请填写下列空白：(1)步骤的实验操作名称是_；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_。(2)步骤反应的离子方程式是_。过滤蒸馏2IMnO24H=Mn2I22H2O1234(3)从含碘单质的有机溶液中分离出单质碘和回收有机溶剂，应选择的实验装置是_。1234本课结束 更多精彩内容请登录：
