11工艺流程图解析(教育精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,人教版高中化学,教材中涉及的工艺流程问题解析,1,氯碱工业的工艺流程,（,1,）流程图,2NaCl,H,2,O =2NaOH,H,2,Cl,2,Cl,2,NaOH=NaCl,NaClO,H,2,O,2,Cl,2,2,Ca(OH),2,=CaCl,2,Ca(ClO),2,2H,2,O,H,2,Cl,2,=2HCl,电解,点燃,(2),涉及反应,(3),问题探讨,工业上电解食盐水制烧碱时，食盐水为什么必须要精制？,【解析,】,：精制食盐水的目的是除去食盐水中的,Ca,2,、,Mg,2,、,SO,4,2-,等杂质离子，以防,Mg,2,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。,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？,【解析,】,：其一，防止阳极产生的,Cl,2,与,阴极产生的,H,2,，混合光照时会发生爆炸，隔膜的作用是将,H,2,和,Cl,2,隔开。其二，防止阳极产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠发生反应生成次氯酸钠影响烧碱的质量。,步骤,制取漂白粉时是将,Cl,2,通入澄清石灰水中吗？,【解析,】,：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。,2,硅的制备的工艺流程,石英砂,粗硅,四氯化硅,纯硅,焦炭高温,Cl2,加热,H2,高温,(1),涉及反应,SiO,2,2,C =Si,2,CO,Si,2,Cl,2,=SiCl,4,SiCl,4,2,H,2,=,Si,4HCl,高温,加热,高温,(2),问题探讨,步骤,中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气？,【解析,】,：高温下，焦炭和空气中的,O,2,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？,【解析,】,：提供能量，作还原剂。,粗硅与,HCl,完全反应后，经冷凝得到的,SiCl,4,(,沸点,57.6,),中混有少量的,SiHCl,3,(,沸点,33,),，提纯,SiCl,4,采用的方法是什么？,【解析,】,：蒸馏。,由,SiO,2,与,C,高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质？,【解析,】,：,SiO,2,、,C,、,SiC,等。,（,1,）流程图,3,工业上利用黄铁矿,(FeS,2,),制取硫酸的工艺流程,(2),涉及反应,4,FeS,2,11,O,2,=2Fe,2,O,3,8,SO,2,2SO,2,O,2,=,2,SO,3,SO,3,H,2,O=H,2,SO,4,高温,催化剂,(3),问题探讨（一）,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？,【解析,】,：增大矿石和氧气的接触面积，提高燃烧效率。,在接触室中通入过量的氧气，能否将,SO,2,全部转化成,SO,3,?,【解析,】,：不能；原因是,SO,2,催化氧化成,SO,3,的反应是可逆反应。,依据化学反应速率和化学平衡原理，增大压强对,SO,2,催化氧化成,SO,3,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？,【解析,】,：常压下，,SO,2,催化氧化成,SO,3,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。,吸收塔中发生的是,SO,3,与水的反应，为什么吸收,SO,3,气体时用,98%,的浓硫酸而不用水吸收？,【解析,】,：用水吸收,SO3,易形成硫酸的酸雾，影响吸收效率。,硫酸工厂的尾气中含有大量的,SO,2,，写出用氨水吸收,SO,2,的化学方程式。,【解析,】,：,SO,2,NH,3,H,2,O=NH,4,HSO,3,2NH,3,H,2,O,SO,2,=(NH,4,)2SO,3,H,2,O,。,(3),问题探讨（二）,（,1,）流程图,4,工业制硝酸的工艺流程,(2),涉及反应,4,NH,3,5,O,2,=,4,NO,6,H,2,O,2,NO,O,2,=2NO,2,3NO,2,H,2,O=2HNO,3,NO,催化剂,(3),问题探讨（一）,吸收塔中为什么,NO,2,被水吸收过程中要补充一定量的空气？,【解析,】,：因,NO,2,与水反应生成,HNO,3,时只有的,NO,2,转化成,HNO,3,，通入空气的目的是使,NO,2,与,O,2,作用完全转化成,HNO,3,，方程式为,4NO,2,O,2,2H,2,O=4HNO,3,。,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？,【解析,】,：不能；,NO,和,NO,2,。,已知：,NO,NO,2,2NaOH=2NaNO,2,H,2,O,2NO,2,2NaOH=NaNO,2,NaNO,3,H,2,O,硝酸工厂的尾气可用,NOx(NO,与,NO,2,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,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？,【,解析,】,：,1.5x2,；通入一定量的空气,(,或,O,2,),后，再被,NaOH,溶液吸收。,(3),问题探讨（二）,（,1,）流程图,5,工业上制纯碱的工艺流程,(2),涉及反应,NH,3,H,2,O,CO,2,NaCl,=NaHCO,3,NH,4,Cl,2NaHCO,3,=,Na,2,CO,3,H,2,O,CO,2,工业制纯碱时为什么先通入,NH,3,后通入,CO,2,?,【解析,】,：,NH,3,在水中的溶解度大，形成的,NH3,H2O,呈碱性，更容易吸收,CO,2,，得到更多的,NaHCO,3,；若先通入,CO,2,，得到的,HCO,浓度小，不利于,NaHCO,3,的生成。,工业上制备的纯碱中可能混有哪些杂质？,【解析,】,：依据制备反应：,NH,3,H,2,O,CO,2,NaCl,=NaHCO,3,NH,4,Cl,可知混有的杂质为,NaCl,和,NH,4,Cl,。,(3),问题探讨（一）,“,碳酸化,”,后过滤获得的物质是什么？,【解析,】,：,NaHCO,3,。,过滤得到的母液为,NH,4,Cl,，加入熟石灰获得循环使用的物质是什么？,【解析,】,：,NH,3,。,设计实验证明纯碱产品中混有,NaCl,?,【解析,】,：取少量样品于一试管中，加水配成溶液，加入足量硝酸酸化的,AgNO,3,溶液，若有白色沉淀生成说明纯碱样品中混有,NaCl,。,(3),问题探讨（二）,（,1,）流程图,6,从海水中提取镁的工艺流程,(2),涉及反应,MgSO,4,Ca(OH),2,=Mg(OH),2,CaSO,4,Mg(OH),2,2HCl=MgCl,2,2H,2,O,MgCl,2,6H,2,O+HCl =,MgCl,2,6H,2,O,MgCl,2,=,Mg,Cl,2,气流中,熔融,电解,(3),问题探讨,加热,MgCl,2,6H,2,O,制取无水,MgCl,2,时，为什么要在,HCl,的气流中进行？,【解析,】,：防止,MgCl,2,水解。,从海水中提取镁的工艺流程中，涉及哪些反应类型？,【解析,】,：分解反应、复分解反应、氧化还原反应。,步骤,用电解法冶炼镁时，能否用,MgO,代替,MgCl,2,?,【解析,】,：不能；原因是,MgO,的熔点高，浪费能源。,（,1,）流程图,7,从海水中提取溴的工艺流程,2Br,Cl,2,=Br,2,2Cl,Br,2,SO,2,2H,2,O=H,2,SO,4,2HBr,(2),涉及反应,从海水中提取溴的工艺流程中为什么要设计两步,(,步骤,、,),将,Br,氧化，,Br,2,的过程？,【解析,】,：将溴富集。,步骤,蒸馏的过程中，温度应控制在,80,90,，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因。,【解析,】,：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。,步骤,中用热空气吹出的溴也可以用饱和,Na,2,CO,3,溶液吸收溴，写出反应过程的化学方程式。,【解析,】,：,Br,2,H,2,O=HBr,HBrO,，,Na,2,CO,3,2HBr=2NaBr,H,2,O,CO,2,。,(3),问题探讨,8,海藻中碘的提取的工艺流程,(2),涉及反应：,2I,Cl,2,=I,2,2Cl,（,1,）流程图,步骤灼烧海带时，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,表面皿,D,泥三角,E,酒精灯,F,干燥器,【解析,】,：,B,、,D,、,E,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什么？,【解析,】,：蒸馏。,(3),问题探讨（一）,步骤,中，某同学选择苯来提取碘的理由是什么？,【解析,】,：苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中的大，苯与水溶液易分层。,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。,【解析,】,：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),问题探讨（二）,9,从铝土矿中提炼铝的工艺流程,（,1,）流程：,(2),涉及反应,Al,2,O,3,6,HCl=2AlCl,3,3H,2,O,Fe,2,O,3,6,HCl=2FeCl,3,3H,2,O,AlCl,3,4,NaOH=NaAlO,2,3NaCl,2H,2,O,FeCl,3,3,NaOH=Fe(OH),3,3NaCl,HCl,NaOH=NaCl,H,2,O,NaAlO,2,H,2,O,CO,2,=Al(OH),3,NaHCO,3,NaOH,CO,2,=NaHCO,3,2,Al(OH),3,=Al,2,O,3,3H,2,O,Al,2,O,3,(,熔融,),=,4Al,3O,2,电解,(3),问题探讨,加入过量盐酸后的实验操作是什么？,【解析,】,：过滤。,能否用氨水代替,NaOH,溶液？,【解析,】,：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,、,Fe,3,的目的。,若将,CO,2,的量改为,“,少量,”,，得到的产物还是,NaHCO,3,吗？,【解析,】,：不是,NaHCO,3,而是,Na,2,CO,3,。,涉及反应：,SiO,2,+Na,2,CO,3,=Na,2,SiO,3,+CO,2,SiO,2,+CaCO,3,=,CaSiO,3,+CO,2,10.,制玻璃的反应原理,高温,高温,得到的玻璃是混合物吗？,【解析,】：,不是，,SiO,2,过量，得到的是,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,的,混合物。,玻璃的特性有哪些？,【解析,】：,玻璃无固定的熔点，在一定温度范围内可以软化，可做各种玻璃器皿。,HF,腐蚀玻璃的原理：,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,问题讨论：,