高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題講座三 加試題中常考的化工流程（含解析）

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專(zhuān)題講座三　加試題中?？嫉幕ち鞒? [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)條目 必考要求 加試要求 1.海水中提取溴、碘 b 2.鈉、鎂的生產(chǎn)原理 a b 3.從鋁土礦中獲得鋁的方法 b 4.工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理 b b 5.工業(yè)制備高純硅的方法 a b 6.硫酸的工業(yè)生產(chǎn) a b 7.工業(yè)合成氨 b 8.工業(yè)制取硝酸的設(shè)備和流程 b 9.氯堿工業(yè)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用 b 1．海水提溴 (1)涉及反應(yīng) a________________________________________________________________________； c________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①?gòu)暮Ｋ刑崛′宓墓に嚵鞒讨袨槭裁匆O(shè)計(jì)兩步(步驟a、d)將Br－Br2的過(guò)程？ ②步驟e蒸餾的過(guò)程中，溫度應(yīng)控制在80～90 ℃，溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于生產(chǎn)，請(qǐng)解釋原因。 ③步驟b中用熱空氣吹出的溴也可以用飽和Na2CO3溶液吸收溴，寫(xiě)出反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)方程式。 答案　(1)a.2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ c．Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr (2)①將溴富集 ②溫度過(guò)高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水量增加，溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，回收率低 ③Br2＋H2OHBr＋HBrO、 Na2CO3＋2HBr===2NaBr＋H2O＋CO2↑ 2．海水提碘：海帶中碘的提取 (1)涉及反應(yīng)：c_______________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①步驟a灼燒海帶時(shí)，除需要三腳架外，還需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器是________(從下列儀器中選出所需的儀器，將標(biāo)號(hào)字母填寫(xiě)在空白處)。 A．燒杯 B．坩堝　　　　　 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精燈 F．干燥器 ②步驟e的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回收苯，該步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)是________________________________________________________________________。 ③步驟d中，某同學(xué)選擇苯來(lái)提取碘的理由是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ④設(shè)計(jì)一種檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘的簡(jiǎn)單方法：________________________________________________________________________。 答案　(1)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ (2)①BDE?、谡麴s ③苯與水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中的大，苯與水易分層 ④取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，說(shuō)明還有單質(zhì)碘；若溶液不變藍(lán)，說(shuō)明溶液不含碘 3．海水提鎂 (1)涉及反應(yīng) a________________________________________________________________________。 b________________________________________________________________________。 c________________________________________________________________________。 d________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①步驟c中加熱MgCl26H2O制取無(wú)水MgCl2時(shí)，為什么要在HCl的氣流中進(jìn)行？ ②從海水中提取鎂的工藝流程中，涉及哪些反應(yīng)類(lèi)型？ ③步驟d用電解法冶煉鎂時(shí)，能否用MgO代替MgCl2? 答案　(1)a.MgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4 b．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O c．MgCl2 6H2OMgCl2＋6H2O d．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ (2)①防止MgCl2水解 ②分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng) ③不能，原因是MgO的熔點(diǎn)高，浪費(fèi)能源 4．海水提鹽與氯堿工業(yè)、鈉的制備 (1)涉及反應(yīng) a________________________________________________________________________。 b________________________________________________________________________。 c________________________________________________________________________。 d________________________________________________________________________。 e________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①食鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質(zhì)離子，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案除去這些雜質(zhì)離子？ 提示： ②工業(yè)上電解食鹽水制燒堿時(shí)，食鹽水為什么必須要精制？ ③用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，為什么要用隔膜把電解槽分成陽(yáng)極室 、陰極室？ ④步驟c制取漂白粉時(shí)是將Cl2通入澄清石灰水中嗎？ 答案　(1)a.2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ b．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O c．2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O d．H2＋Cl22HCl e．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ (2)① ②精制食鹽水的目的是除去食鹽水中的Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質(zhì)離子，以防Mg2＋與OH－結(jié)合生成Mg(OH)2堵塞隔膜電解槽中的隔膜，造成電解失敗。 ③電解時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生H2，若無(wú)隔膜，二者混合光照時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，隔膜的作用是將H2和Cl2隔開(kāi)，以防發(fā)生危險(xiǎn)。 ④不是，原因是澄清石灰水中Ca(OH)2的含量低，不適合工業(yè)大量生產(chǎn)，應(yīng)為石灰乳。 5．從鋁土礦中獲得鋁 流程Ⅰ： (1)涉及反應(yīng)(寫(xiě)出并配平化學(xué)方程式) ①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④________________________________________________________________________。 ⑤________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討(思考并回答問(wèn)題) ①步驟①加入過(guò)量鹽酸后的實(shí)驗(yàn)操作是____________________________________________。 ②步驟②能否用氨水代替NaOH溶液？ ③步驟③中若將CO2的量改為“少量”，得到的產(chǎn)物還是NaHCO3嗎？ 流程Ⅱ： (1)涉及反應(yīng) a________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 b________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 c________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①步驟b中將鹽酸改為“CO2”合適嗎？為什么？ ②步驟c中將氨水改為“NaOH溶液”合適嗎？ ③冶煉金屬鋁能否用氯化鋁代替氧化鋁？ 答案　流程Ⅰ：(1)①Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、 Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O ②AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O、 FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl、 HCl＋NaOH===NaCl＋H2O ③NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3、 NaOH＋CO2===NaHCO3 ④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O ⑤2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ (2)①過(guò)濾 ②不能，原因是Al3＋與過(guò)量氨水反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，達(dá)不到分離Al3＋、Fe3＋的目的。 ③不是NaHCO3而是Na2CO3。 流程Ⅱ： (1)a.Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O b．Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl、 NaAlO2＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋2H2O、 NaOH＋HCl===NaCl＋H2O c．AlCl3＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl、 HCl＋NH3H2O===NH4Cl＋H2O (2)①不合適，因?yàn)檫^(guò)量CO2與NaAlO2、Na2SiO3反應(yīng)生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，達(dá)不到分離SiO和AlO的目的。 ②不合適，因?yàn)锳l(OH)3能溶于NaOH。 ③不能，因?yàn)锳lCl3屬于共價(jià)化合物。 6．工業(yè)煉鐵 (1)設(shè)備：煉鐵高爐。 (2)原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。 (3)原理：C＋O2CO2、 CO2＋C2CO、 3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe。 (4)討論：石灰石的作用是什么(用方程式回答)? 答案　CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3 7．工業(yè)上制高純硅 (1)涉及反應(yīng) a________________________________________________________________________。 b________________________________________________________________________。 c________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①步驟a中石英砂與焦炭高溫下反應(yīng)時(shí)為什么要隔絕空氣？ 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？ ③粗硅與HCl完全反應(yīng)后，經(jīng)冷凝得到的SiCl4(沸點(diǎn)57.6 ℃)中混有少量的SiHCl3(沸點(diǎn)33 ℃)，提純SiCl4采用的方法是什么？ ④由SiO2與C高溫下反應(yīng)得到的粗硅中可能含有什么雜質(zhì)？ 答案　(1)a.SiO2＋2CSi＋2CO↑ b．Si＋2Cl2SiCl4 c．SiCl4＋2H2Si＋4HCl (2)①高溫下，焦炭和空氣中的O2會(huì)發(fā)生反應(yīng)。 ②提供能量，作還原劑。 ③蒸餾。 ④SiO2、C、SiC等。 8．硫酸的工業(yè)生產(chǎn) (1)涉及反應(yīng) a________________________________________________________________________。 b________________________________________________________________________。 c________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①煅燒黃鐵礦要在沸騰爐中進(jìn)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(shí)為什么要將礦石粉碎成粉末狀？ ②在接觸室中通入過(guò)量的氧氣，能否將SO2全部轉(zhuǎn)化成SO3? ③依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理，增大壓強(qiáng)對(duì)SO2催化氧化成SO3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(jìn)行反應(yīng)？ ④吸收塔中發(fā)生的是SO3與水的反應(yīng)，為什么吸收SO3氣體時(shí)用98%的濃硫酸而不用水吸收？ ⑤硫酸工廠的尾氣中含有大量的SO2，寫(xiě)出用氨水吸收SO2的化學(xué)方程式。 答案　(1)a.4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 b．2SO2＋O22SO3 c．SO3＋H2O===H2SO4 (2)①增大礦石和氧氣的接觸面積，提高燃燒效率。 ②不能，原因是SO2催化氧化成SO3的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。 ③常壓下，SO2催化氧化成SO3的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，增大壓強(qiáng)，即增加了設(shè)備的投資，得不償失。 ④用水吸收SO3易形成硫酸的酸霧，影響吸收效率。 ⑤SO2＋NH3H2O===NH4HSO3、 2NH3H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O。 9．合成氨與硝酸工業(yè) (1)涉及反應(yīng) ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。 ④________________________________________________________________________。 (2)問(wèn)題探討 ①在合成氨中怎樣獲得H2(用方程式表示)? ②在吸收塔中為什么NO2被水吸收過(guò)程中要補(bǔ)充一定量的空氣？ ③工業(yè)制硝酸時(shí)，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？ ④已知Ⅰ.NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O Ⅱ.2NO2＋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，則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？ 答案　(1)①N2＋3H22NH3 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O ③2NO＋O2===2NO2 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)①C＋H2O(g)CO＋H2、 CO＋H2O(g)CO2＋H2。 ②因NO2與水反應(yīng)生成HNO3時(shí)只有的NO2轉(zhuǎn)化成HNO3，通入空氣的目的是NO2與O2作用完全轉(zhuǎn)化成HNO3，方程式為4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 ③不能，有害氣體的主要成分是NO和NO2。 ④1.5≤x＜2，通入一定量的空氣(或O2)后，再被NaOH溶液吸收。 1．為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下： 請(qǐng)回答： (1)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式_______________________________________________， 反應(yīng)②生成沉淀的離子方程式____________________________________________________。 (2)為了檢測(cè)濾液D中含有的金屬離子，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案為(試劑自選)__________________ ________________________________________________________________________。 (3)在濾渣B中滴加稀硫酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率比一般的鐵粉反應(yīng)速率要大，其原因是________________________________________________________________________。 (4)若考慮綠色化學(xué)工藝，在濾渣E中加入稀硫酸和試劑Y制膽礬晶體，試劑Y為無(wú)色液體，則反應(yīng)④的總化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)2Al＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (2)用試管取少量濾液D，向?yàn)V液中滴加KSCN(或NaSCN 或NH4SCN)溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，滴入氯水(或雙氧水或通入Cl2)若變成血紅色，則溶液中存在Fe2＋ (3)銅、鐵與稀硫酸形成了原電池 (4)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O 2．硼泥主要由MgO和SiO2組成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等雜質(zhì)。用硼泥生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝流程如下圖所示： 已知一定濃度的金屬離子生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀的pH如下表所示： 氫氧化物 開(kāi)始沉淀時(shí)的pH 完全沉淀時(shí)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 (1)MgO的電子式為_(kāi)____________________________________________________________。 (2)濾渣2的主要成分是________________，向?yàn)V渣2中繼續(xù)加入過(guò)量的NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________________________________。 (3)加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH＝12.0時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (4)利用Mg(OH)2與含SO2的煙氣反應(yīng)生成MgSO4，可以使煙氣脫硫，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Mg2＋[]2－ (2)Fe(OH)3 、Al(OH)3　Al(OH)3＋OH－ ===AlO＋2H2O (3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (4)2Mg(OH)2＋2SO2＋O2===2MgSO4 ＋2H2O 3．硝酸銨是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，某工廠制備硝酸銨的流程圖如下。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨，2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者格哈德埃持爾在哈伯研究基礎(chǔ)上證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程，示意圖如下所示： 已知圖⑤表示生成的NH3離開(kāi)催化劑表面，圖②和圖③的含義分別是________________________________________________________________________。 (2)在合成氨的設(shè)備(合成塔)中，設(shè)置熱交換器的目的是_________________________ ________________________________________________________________________； 在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若用NH3制取NO的轉(zhuǎn)化率為96%，NO轉(zhuǎn)化則制取HNO3的氨占全部氨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______________________________________________________________________。 答案　(1)N2、H2被吸附在催化劑表面；在催化劑表面，N2、H2中化學(xué)鍵斷裂 (2)利用余熱，節(jié)約能源　可使NO循環(huán)利用，全部轉(zhuǎn)化成HNO3 (3)51% 4．(2016溫州中學(xué)高二期末)海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)： 請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白： (1)步驟③的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)是________；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回收苯，該步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)是________。 (2)步驟④反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________。 (3)從含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液中分離出單質(zhì)碘和回收有機(jī)溶劑，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)裝置是________。 答案　(1)過(guò)濾　蒸餾 (2)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋2H2O (3)C