2019届一轮复习浙江专版专题6专题讲座三加试题中常考的化工流程学案

2019届一轮复习浙江专版专题6专题讲座三加试题中常考的化工流程学案

专题讲座三　加试题中常考的化工流程 ‎[考试标准]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.海水中提取溴、碘 b ‎2.钠、镁的生产原理 a b ‎3.从铝土矿中获得铝的方法 b ‎4.工业炼铁的反应原理 b b ‎5.工业制备高纯硅的方法 a b ‎6.硫酸的工业生产 a b ‎7.工业合成氨 b ‎8.工业制取硝酸的设备和流程 b ‎9.氯碱工业在生产、生活中的应用 b ‎1．海水提溴(加试)‎ ‎(1)涉及反应 a________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________。‎ ‎(2)问题探讨 ‎①从海水中提取溴的工艺流程中为什么要设计两步(步骤a、d)将Br－Br2的过程？‎ ‎②步骤e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。‎ ‎③步骤b中用热空气吹出的溴也可以用饱和Na2CO3溶液吸收溴，写出反应过程的化学方程式。‎ 答案　(1)a.2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－　c．Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr ‎(2)①将溴富集。‎ ‎②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。‎ ‎③Br2＋H2O??HBr＋HBrO、　Na2CO3＋2HBr===2NaBr＋H2O＋CO2↑。‎ ‎2．海水提碘(加试)‎ 海带中碘的提取 ‎ ‎ ‎(1)涉及反应：c_______________________________________________________。‎ ‎(2)问题探讨 ‎①步骤a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 ‎②步骤e的目的是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________________________________________________________________________。‎ ‎③步骤d中，某同学选择苯来提取碘的理由是________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎④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：________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－‎ ‎(2)①BDE　②蒸馏　③苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中的大，苯与水易分层 ‎④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．海水提镁 ‎(1)涉及反应(写化学方程式)‎ a________________________________________________________________________。‎ b________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________。‎ d________________________________________________________________________。‎ ‎(2)问题探讨 ‎①步骤c中加热MgCl2·6H2O制取无水MgCl2时，为什么要在HCl的气流中进行？‎ ‎②从海水中提取镁的工艺流程中，涉及哪些反应类型？‎ ‎③步骤d用电解法冶炼镁时，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分解反应、复分解反应、氧化还原反应。‎ ‎③不能，原因是MgO的熔点高，浪费能源。‎ ‎4．海水提盐与氯碱工业、钠的制备 ‎(1)涉及反应(写化学方程式)‎ a________________________________________________________________________。‎ b________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________。‎ d________________________________________________________________________。‎ e________________________________________________________________________。‎ ‎(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？‎ 提示：‎ ‎②工业上电解食盐水制烧碱时，食盐水为什么必须要精制？‎ ‎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？‎ ‎④步骤c制取漂白粉时是将Cl2通入澄清石灰水中吗？‎ 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(从上到下，从左到右)Ba2＋　OH－　CO　OH－‎ ‎②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。同时，隔膜可避免Cl2接触NaOH溶液发生应使产品不纯。‎ ‎④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，应为石灰乳。‎ ‎5．从铝土矿中获得铝(加试)‎ 流程Ⅰ：‎ ‎(1)涉及反应(写化学方程式)‎ a________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ b________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ d________________________________________________________________________。‎ e________________________________________________________________________。‎ ‎(2)问题探讨(思考并回答问题)‎ ‎①步骤a加入过量盐酸后的实验操作是______________________________________。‎ ‎②步骤b能否用氨水代替NaOH溶液？‎ ‎③步骤c中若将CO2的量改为“少量”，得到的产物还是NaHCO3吗？‎ 流程Ⅱ：‎ ‎(1)涉及反应(写化学方程式)‎ a________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ b________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)问题探讨 ‎①步骤b中将“盐酸”改为“CO2”合适吗？为什么？‎ ‎②步骤c中将“氨水”改为“NaOH溶液”合适吗？‎ ‎③冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝？‎ 答案　流程Ⅰ：(1)a.Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O b．AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O、FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl、‎ HCl＋NaOH===NaCl＋H2O c．NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3、NaOH＋CO2===NaHCO3‎ d．2Al(OH)3Al2O3＋3H2O e．2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ ‎(2)①过滤 ‎②不能，原因是Al3＋与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀，达不到分离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＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl、HCl＋NH3·H2O===NH4Cl＋H2O ‎(2)①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不合适，因为Al(OH)3能溶于NaOH溶液。‎ ‎③不能，因为AlCl3属于共价化合物。‎ ‎6．工业炼铁 ‎(1)设备：炼铁高炉。‎ ‎(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。‎ ‎(3)原理：C＋O2CO2、CO2＋C2CO、3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe。‎ ‎(4)讨论：石灰石的作用是什么(用方程式回答)?‎ 答案　CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3。‎ ‎7．工业上制高纯硅 ‎(1)涉及反应(写化学方程式)‎ a________________________________________________________________________。‎ b________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________。‎ ‎(2)问题探讨 ‎①步骤a中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气？‎ ‎②用石英砂和焦炭制备粗硅的反应中，焦炭的作用是什么？‎ ‎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？‎ ‎④由SiO2与C高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质？‎ 答案　(1)a.SiO2＋2CSi＋2CO↑‎ b．Si＋2Cl2SiCl4‎ c．SiCl4＋2H2Si＋4HCl ‎(2)①高温下，焦炭和空气中的O2会发生反应。‎ ‎②提供能量，作还原剂。‎ ‎③蒸馏。‎ ‎④SiO2、C、SiC等。‎ ‎8．硫酸的工业生产 ‎ ‎ ‎(1)涉及反应(写化学方程式)‎ a________________________________________________________________________。‎ b________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________。‎ ‎(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？‎ ‎②在接触室中通入过量的氧气，能否将SO2全部转化成SO3?‎ ‎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？‎ ‎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？‎ ‎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。‎ 答案　(1)a.4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2‎ b．2SO2＋O22SO3‎ c．SO3＋H2O===H2SO4‎ ‎(2)①增大矿石和氧气的接触面积，提高燃烧效率。‎ ‎②不能，原因是SO2催化氧化成SO3的反应是可逆反应。‎ ‎③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，得不偿失。‎ ‎④用水吸收SO3易形成硫酸的酸雾，影响吸收效率。‎ ‎⑤SO2＋NH3·H2O===NH4HSO3、‎ ‎2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O。‎ ‎9．合成氨与硝酸工业 　　　　　 ‎　↓a　　　　　↓b　　 　↓c ↓d →→→→ ‎(1)涉及反应(写化学方程式)‎ a________________________________________________________________________。‎ b________________________________________________________________________。‎ c________________________________________________________________________。‎ d________________________________________________________________________。‎ ‎(2)问题探讨 ‎①在合成氨中怎样获得H2(用方程式表示)?‎ ‎②在吸收塔中为什么NO2被水吸收过程中要补充一定量的空气？‎ ‎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？‎ ‎④已知Ⅰ.NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O Ⅱ.2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O 硝酸工厂的尾气可用NOx(NO与NO2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，则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？‎ 答案　(1)a.N2＋3H22NH3‎ b．4NH3＋5O24NO＋6H2O c．2NO＋O2===2NO2‎ d．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ‎(2)①C＋H2O(g)CO＋H2、CO＋H2O(g)CO2＋H2。‎ ‎②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NO2与O2作用完全转化成HNO3，化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。‎ ‎③不能，有害气体的主要成分是NO和NO2。‎ ‎④1.5≤x＜2，通入一定量的空气(或O2)后，再被NaOH溶液吸收。‎ ‎1．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：‎ 请回答：‎ ‎(1)写出反应①的化学方程式：______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 反应②生成沉淀的离子方程式：____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为(试剂自选)_____________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应速率要大，其原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为__________________________________________________。‎ 答案　(1)2Al＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ‎(2)用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN(或NaSCN 或NH4SCN)溶液无明显现象，滴入氯水(或双氧水或通入Cl2)，若变成血红色，则溶液中存在Fe2＋‎ ‎(3)铜、铁与稀硫酸形成了原电池 ‎(4)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O ‎2．硼泥主要由MgO和SiO2组成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示：‎ 已知一定浓度的金属离子生成相应的氢氧化物沉淀的pH如下表所示：‎ 氢氧化物 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的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的电子式为_______________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣2的主要成分是________________，向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)加入NaOH调节溶液pH＝12.0时，发生反应的离子方程式为_______________。‎ ‎(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4，可以使烟气脱硫，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)Mg2＋‎ ‎ (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．硝酸铵是一种重要的工业产品，某工厂制备硝酸铵的流程图如下。请回答下列问题：‎ ‎(1)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔在哈伯研究基础上证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下所示：‎ 已知图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在合成氨的设备(合成塔)中，设置热交换器的目的是 ‎________________________________________________________________________；‎ 在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)N2、H2被吸附在催化剂表面；在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂 ‎(2)利用余热，节约能源　可使NO循环利用，全部转化成HNO3‎ ‎4．(2016·温州中学高三月考)海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：‎ 请填写下列空白：‎ ‎(1)步骤③的实验操作名称是________；步骤⑥的目的是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________。‎ ‎(2)步骤④反应的离子方程式是_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)从含碘单质的有机溶液中分离出单质碘和回收有机溶剂，应选择的实验装置是________。‎ 答案　(1)过滤　蒸馏 ‎(2)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O ‎(3)C