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(yè)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(yīng)生成鋁硅酸

鈉沉淀而被除去。

流程I

(1)涉及反應(yīng)(寫出并配平化學(xué)方程式)

①ALO3+HC1=2A1C13+3H2O

Fe203+HCl=2FeCl3+3H20

@AlC13+Na0H=NaA102+3NaCl+2HW

FeCl3+NaOH=Fe(OH)3I+3NaCl

HCl+NaOH=NaCl+H2O

(3)NaA102+H20+C02=Al(0H)3I+NaHCO3

NaOH+CO2=NaHCO3

△

@A1(OH)3--J2203+3H20

通電

⑤A12O3(熔融)4A1+3O2f

(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Ar+與過量氨水反應(yīng)生成Al(0H)3沉淀，達(dá)不到分離A-+、Fe"的目的。

③步驟③中若將CO?的量改為“少量”，得到的產(chǎn)物還是照HCOs嗎？

提小：不是后HCC)3而是Tfe2co3。

流程n

(1)涉及反應(yīng)

@AL03+Na0H=2NaA102+H20

SiO2+NaOH=Na2SiO3+H2O

@Na2SiO3+HCl=H2SiO3I+2NaCl

NaA102+HCl=NaCl+AlCL+2H20

NaOH+HCl=NaCl+H2O

③A1CL+NL?H2O=A1(OH)3I+NH4CI

HCI+NH3?H20=NH4Cl+H20

(2)問題探討

①步驟②中將鹽酸改為“C02”合適嗎？為什么？

提示：不合適；因為過量C0?與NaAlOz、NazSiOs反應(yīng)生成A1(OH)3和壓Si03沉淀，達(dá)不到分離SiO?

和A10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(0H)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A1CL屬于共價化合物。

2.硅的制備

c

石英砂1?而雨鬻.國氯化硅|蠹?麻

------1%祖-----IJU熱1----------同81-----

(1)涉及反應(yīng)

?Si02+C=?^-Si+C0t

△

②Si+CL^=SiCL

③SiCL+H”皿Si+4HC1

(2)問題探討

①步驟①中石英砂與焦炭高溫下反應(yīng)時為什么要隔絕空氣？

提示：高溫下，焦炭和空氣中的。2發(fā)生反應(yīng)。

②用石英砂和焦炭制備粗硅的反應(yīng)中，焦炭的作用是什么？

提示：提供能量，作還原劑。

③粗硅與HC1完全反應(yīng)后，經(jīng)冷凝得到的SiCL(沸點57.6℃)中混有少量的SiHCL(沸點

33℃),提純SiCL采用的方法是什么？

提小：蒸儲。

④由SiOz與C高溫下反應(yīng)得到的粗硅中可能含有什么雜質(zhì)？

提示：SiOz、C、SiC等。

3.氯堿工業(yè)

(1)涉及反應(yīng)

通電

①2NaCl+HQ2NaOH+H2t+C12t

②C12+NaOH=NaCl+NaC10+H20

③CL+Ca(OH)2=CaCl2+Ca(C1O)2+2H2O

占燃

(4)H2+C12=2HC1

(2)問題探討

①食鹽中含有Ca?+、Mg"、SO廠等雜質(zhì)離子，如何設(shè)計實驗方案除去這些雜質(zhì)離子？

②工業(yè)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C「+、Mg2\SO7等雜質(zhì)離子，以防Mg2+與0IT結(jié)合生

成Mg(OH)?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(chǎn)生CL,陰極產(chǎn)生上，若無隔膜，二者混合光照時會發(fā)生爆炸，隔膜的作用

是將上和C12隔開，以防發(fā)生危險。

④步驟③制取漂白粉時是將CL通入澄清石灰水中嗎？

提示：不是；原因是澄清石灰水中Ca(0H)z的含量低，不適合工業(yè)大量生產(chǎn)，應(yīng)改為石灰乳。

4.工業(yè)上利用黃鐵礦(FeS2)制取硫酸

(1)涉及反應(yīng)

①FeSz+O2=~~^-FezOs+SO?

②s()2+催0化2劑=^=sa

(3)S03+H20=H2S04

(2)問題探討

①煨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，煨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S02全部轉(zhuǎn)化成SOs?

提示：不能；原因是SO,催化氧化成S03的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。

③依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理，增大壓強對so,催化氧化成so,的反應(yīng)是十分有利的，

而工業(yè)生產(chǎn)上為什么不采用高壓而采用常壓下進行反應(yīng)？

提示：常壓下，S02催化氧化成S03的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，增大壓強，即增加了設(shè)備的投資，得不償

失。

④吸收塔中發(fā)生的是S03與水的反應(yīng)，為什么吸收S03氣體時用98%的濃硫酸而不用水吸收？

提示：用水吸收S03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SO?,寫出用氨水吸收SO?的化學(xué)方程式。

提示：S02+NH3?H2O=NH4HSO3,2NH3?H20+S02=(NH4)2S03+H20O

5.工業(yè)制硝酸

(1)涉及反應(yīng)

催化劑

①N&+02—N0+H20

②N0+02=N02

@NO2+H2O=HNO3+NO

(2)問題探討

①步驟③吸收塔中為什么N0,被水吸收過程中要補充一定量的空氣？

提示：因N0?與水反應(yīng)生成HN03時只有的N0?轉(zhuǎn)化成HN03,通入空氣的目的是使N0?與a作用完全

轉(zhuǎn)化成HNO3,方程式為4N02+02+2H20=4HN03O

②工業(yè)制硝酸時，能否將工業(yè)尾氣直接排入大氣中？

工業(yè)尾氣中有害氣體的主要成分是什么？

提木：不能；N0和NOz0

③已知：

@N0+N02+2Na0H=2NaN02+H20

②2N0z+2Na0H=NaN02+NaN03+H=0

硝酸工廠的尾氣可用N0x(N0與NO?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：1.5Wx<2；通入一定量的空氣(或&)后，再被NaOH溶液吸收。

6.工業(yè)上制純堿

精制后的煨燒純

氨化一碳酸化過漉

食鹽水(NaHCOs)破

NH4C1

(1)涉及反應(yīng)

NH3+H20+C02+NaC1=NaHCO3I+NH4C1

△

2NaHCO3=/fe2CO3+H20+C02t

(2)問題探討

①工業(yè)制純堿時為什么先通入NK后通入C02?

提示：NL在水中的溶解度大，形成的N%?上0呈堿性，更容易吸收CO?,得到更多的NaHCCh；若先

通入CO2,得到的HCO濃度小，不利于NaHCOs的生成。

②工業(yè)上制備的純堿中可能混有哪些雜質(zhì)？

提示：依據(jù)制備反應(yīng)：NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO31+NH4cl可知混有的雜質(zhì)為4Cl和NH4C1。

③“碳酸化”后過濾獲得的物質(zhì)是什么？

提示：NaHCOjo

④過濾得到的母液為NH￡1,加入熟石灰獲得循環(huán)使用的物質(zhì)是什么？

提示：NHao

⑤設(shè)計實驗證明純堿產(chǎn)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AgNCh溶液，若有白色沉淀生

成說明純堿樣品中混有NaClo

7.從工業(yè)廢水中回收硫酸亞鐵和銅的工藝流程

r

①過量鐵粉F過濾~L?|FeSO.濯液h

業(yè)

廢蒸發(fā)

過山-■|卜'雙"7為0

水

“FeSO,沼液|-------------------------

工業(yè)廢水中含有大量的FeSO”較多的C/+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(yīng)

①CuS(h+Fe=FeS04+Cu

@Fe+H2S04=FeS04+H2f

(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FeSCh溶液分離？

提示：過濾。

③步驟③中如何從FeSO,溶液中獲得硫酸亞鐵晶體？

提示：將FeSCh溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得FeS(h?7壓0。

8.從海水中提取鎂

(1)涉及反應(yīng)

①MgS04+Ca(0H)z=Mg(0H)z3+CaS04

②Mg(OH)2+2HCl=MgCL+2H川

③MgCk?6H2OHCI氣流中△MgCl2+6H2O

通電

④MgCk(熔融)--Mg+Ckf

(2)問題探討

①步驟③中加熱MgCL?6H#制取無水MgCL時，為什么要在HC1的氣流中進行？

提不：防止MgCL水解。

②從海水中提取鎂的工藝流程中，涉及哪些反應(yīng)類型？

提示：分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)。

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.從海水中提取漠

麗懈后同晦翦㈣含陶的海水|舞鳥含外的空氣

林磯浦藤司晨戰(zhàn)示混合物嗡涯眄產(chǎn)5吸則

(1)涉及反應(yīng)

①2B/+C12=Br2+2C廣

③Bm+SO?+2H2O=H2SO4+2HBr

(2)問題探討

①從海水中提取澳的工藝流程中為什么要設(shè)計兩步(步驟①、④)將BL氧化，Bn的過程？

提示：將澳富集。

②步驟⑤蒸儲的過程中，溫度應(yīng)控制在80?90℃,溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原

因。

提示：溫度過高，大量水蒸氣隨澳排出，澳蒸氣中水量增加，溫度過低，浪不能完全蒸出，回收率

低。

③步驟②中用熱空氣吹出的澳也可以用