高考化学工艺流程基础1．从铝土矿中提炼铝
流程Ⅰ：
(1)涉及反应(写出并配平化学方程式)
①Al2O3＋HCl = 2AlCl3＋3H2O
Fe2O3＋HCl = 2FeCl3＋3H2O
②AlCl3＋NaOH = NaAlO2＋3NaCl＋2H2O
FeCl3＋NaOH = Fe(OH)3↓＋3NaCl
HCl＋NaOH = NaCl＋H2O
③NaAlO2＋H2O＋CO2 = Al(OH)3↓＋NaHCO3 NaOH＋CO2 = NaHCO3
④Al(OH)3△ Al2O3＋3H2O
⑤Al2O3 (熔融)电解 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？
③步骤③中若将CO2的量改为“少量”，得到的产物还是NaHCO3吗？
提示：不是NaHCO3而是Na2CO3。
流程Ⅱ：
(1)涉及反应
①Al2O3＋NaOH = 2NaAlO2＋H2O
SiO2＋NaOH = Na2SiO3＋H2O
②Na2SiO3＋HCl = H2SiO3↓＋2NaCl
NaAlO2＋HCl = NaCl＋AlCl3＋2H2O
NaOH＋HCl = NaCl＋H2O
③AlCl3＋NH3·H2O = Al(OH)3↓＋NH4Cl
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Al(OH)3和H2SiO3沉淀，达不到分离SiO和AlO的目的。
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。
③冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝？
提示：不能；因为AlCl3属于共价化合物。
2．硅的制备
石英砂①焦炭高温粗硅②Cl2加热四氯化硅③H2高温纯硅
(1)涉及反应
①SiO2＋C 高温 Si＋CO↑
②Si＋Cl2加热 SiCl4
③SiCl4＋H2高温 Si＋4HCl
(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。
③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SiHCl3(沸点33 ℃)，提纯SiCl4采用的方法是什么？
提示：蒸馏。
提示：SiO2、C、SiC等。
3．氯碱工业
(1)涉及反应
①2NaCl＋H2O 电解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
②Cl2＋NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O
③Cl2＋Ca(OH)2 = CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
④H2＋Cl2点燃,2HCl
(2)问题探讨
①食盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，如何设计实验方案除去这些杂质离子？
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Ca2＋、Mg2＋、SO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。
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。
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。4．工业上利用黄铁矿(FeS2)制取硫酸
(1)涉及反应
①FeS2＋O2高温Fe2O3＋SO2
②SO2＋O2催化剂△SO3
③SO3＋H2O = H2SO4
(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？
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SO2全部转化成SO3?
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，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
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？
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：SO2＋NH3·H2O = NH4HSO3,2NH3·H2O＋SO2 = (NH4)2SO3＋H2O。
5．工业制硝酸
(1)涉及反应
①NH3＋O2催化剂△ NO＋H2O
②NO＋O2 = NO2
③NO2＋H2O = HNO3＋NO
(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？
提示：因NO2与水反应生成HNO3时只有的NO2转化成HNO3，通入空气的目的是使NO2与O2作用完全转化成HNO3，方程式为4NO2＋O2＋2H2O = 4HNO3。
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NO2。
