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＋3H2O

② AlCl 3＋ 4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)↓＋3NaCl

HCl ＋ NaOH=NaCl＋ H2O

③ NaAlO2＋H2 O＋ CO2=Al(OH) 3↓＋ NaHCO3NaOH＋CO2=NaHCO3

④ 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＋H2O

② Na2SiO3＋ 2HCl=H2SiO3↓＋ 2NaCl NaAlO2＋4HCl=NaCl＋AlCl 3＋2H2O

NaOH＋ HCl=NaCl＋ H2O

③ 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 4

③ 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 57.63

③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

2222

③ 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、 SO

4

②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 OH

Ca、 Mg、 SO Mg

4

－结合生成 Mg(OH)堵塞隔膜电解槽中的隔膜，造成电解失败。

2

③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＋ SO

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②SO＋O SO③SO＋ H O=HSO

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(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！

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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。

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④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！

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5．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＋ NO

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(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。

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②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。

2

③已知：① NO＋ NO＋＋ H O②＋＋ NaNO＋ H O

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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NO

2

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