2017届高考化学二轮复习 专题讲座1-8_4

1 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 (1)涉及反应 a_； c_。 (2)问题探讨 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？ 氧 化 步骤 e 蒸馏的过程中，温度应控制在 8090 ，温度过高或过低都不利于生产，请解释 原因。 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 Cl 2=Br22Cl cBr 2SO 22H 2O=H2SO42HBr (2)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 Br 2H 2OHBr HBrO、 Na2CO32HBr= =2NaBrH 2OCO 2 2海水提碘：海带中碘的提取 (1)涉及反应：c_。 (2)问题探讨 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 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 _。 步骤 d 中，某同学选择苯来提取碘的理由是_ _。 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 Cl 2=I22Cl (2)BDE 蒸馏 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 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 a_。 b_。 3 c_。 d_。 (2)问题探讨 步骤 c 中加热 MgCl26H2O 制取无水 MgCl2时，为什么要在 HCl 的气流中进行？ 从海水中提取镁的工艺流程中，涉及哪些反应类型？ 步骤 d 用电解法冶炼镁时，能否用 MgO 代替 MgCl2? 答案 (1)a.MgSO 4Ca(OH) 2=Mg(OH)2CaSO 4 bMg(OH) 22HCl= =MgCl22H 2O cMgCl 2 6H2O MgCl26H 2O= = = = = HCl气 流 中 dMgCl 2(熔融) MgCl 2= = = = = 通 电 (2)防止 MgCl2水解 分解反应、复分解反应、氧化还原反应 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 a_。 b_。 c_。 d_。 e_。 (2)问题探讨 食盐中含有 Ca2 、Mg 2 、SO 等杂质离子，如何设计实验方案除去这些杂质离子？24 提示： 4 工业上电解食盐水制烧碱时，食盐水为什么必须要精制？ 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？ 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.2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = = 通 电 bCl 22NaOH= =NaClNaClOH 2O c2Cl 22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O dH 2Cl 2 2HCl= = = = = 点 燃 e2NaCl(熔融) 2NaCl 2= = = = = 通 电 (2) 精制食盐水的目的是除去食盐水中的 Ca2 、Mg 2 、SO 等杂质离子，以防 Mg2 与 OH24 结合生成 Mg(OH)2堵塞隔膜电解槽中的隔膜，造成电解失败。 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。 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 流程： 5 (1)涉及反应(写出并配平化学方程式) _ _。 _ _ _。 _ _。 _。 _。 (2)问题探讨(思考并回答问题) 步骤加入过量盐酸后的实验操作是_。 步骤能否用氨水代替 NaOH 溶液？ 步骤中若将 CO2的量改为“少量” ，得到的产物还是 NaHCO3吗？ 流程： (1)涉及反应 a_ _。 b_ _ _。 c_ _ _。 (2)问题探讨 6 步骤 b 中将盐酸改为“CO 2”合适吗？为什么？ 步骤 c 中将氨水改为“NaOH 溶液”合适吗？ 冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝？ 答案 流程：(1)Al 2O36HCl= =2AlCl33H 2O、 Fe2O36HCl= =2FeCl33H 2O AlCl 34NaOH= =NaAlO23NaCl2H 2O、 FeCl33NaOH= =Fe(OH)33NaCl、 HClNaOH= =NaClH 2O NaAlO 22H 2OCO 2=Al(OH)3NaHCO 3、 NaOHCO 2=NaHCO3 2Al(OH) 3 Al2O33H 2O= = = = = 2Al 2O3(熔融) 4Al3O 2= = = = = 通 电 (2)过滤 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 、Fe 3 的目的。 不是 NaHCO3而是 Na2CO3。 流程： (1)a.Al2O32NaOH= =2NaAlO2H 2O、 SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O bNa 2SiO32HCl= =H2SiO32NaCl、 NaAlO24HCl= =NaClAlCl 32H 2O、 NaOHHCl= =NaClH 2O cAlCl 33NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Cl、 HClNH 3H2O=NH4ClH 2O (2)不合适，因为过量 CO2与 NaAlO2、Na 2SiO3反应生成 Al(OH)3和 H2SiO3沉淀，达不到分 离 SiO 和 AlO 的目的。23 2 不合适，因为 Al(OH)3能溶于 NaOH。 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：CO 2 CO2、= = = = = 点 燃 CO2C 2CO、= = = = = 高 温 7 3COFe 2O3 3CO22Fe。= = = = = 高 温 (4)讨论：石灰石的作用是什么(用方程式回答)? 答案 CaCO 3 CaOCO 2= = = = = 高 温 CaOSiO 2 CaSiO3= = = = = 高 温 7工业上制高纯硅 石 英 砂 a.焦 炭 高 温 粗 硅 b.Cl2 加 热 四 氯 化 硅 c.H2 高 温 纯 硅 (1)涉及反应 a_。 b_。 c_。 (2)问题探讨 步骤 a 中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气？ 用石英砂和焦炭制备粗硅的反应中，焦炭的作用是什么？ 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？ 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.SiO 22C Si2CO= = = = = 高 温 bSi2Cl 2 SiCl4= = = = = 加 热 cSiCl 42H 2 Si4HCl= = = = = 高 温 (2)高温下，焦炭和空气中的 O2会发生反应。 提供能量，作还原剂。 蒸馏。 SiO 2、C、SiC 等。 8硫酸的工业生产 (1)涉及反应 a_。 8 b_。 c_。 (2)问题探讨 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？ 在接触室中通入过量的氧气，能否将 SO2全部转化成 SO3? 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？ 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？ 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.4FeS 211O 2 2Fe2O38SO 2= = = = = 高 温 b2SO 2O 2 2SO3 催 化 剂 cSO 3H 2O=H2SO4 (2)增大矿石和氧气的接触面积，提高燃烧效率。 不能，原因是 SO2催化氧化成 SO3的反应是可逆反应。 常压下，SO 2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。 用水吸收 SO3易形成硫酸的酸雾，影响吸收效率。 SO 2NH 3H2O=NH4HSO3、 2NH3H2OSO 2=(NH4)2SO3H 2O。 9合成氨与硝酸工业 (1)涉及反应 _。 _。 _。 _。 (2)问题探讨 9 在合成氨中怎样获得 H2(用方程式表示)? 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？ 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？ 已知.NONO 22NaOH= =2NaNO2H 2O .2NO 22NaOH= =NaNO2NaNO 3H 2O 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)N 23H 2 2NH3 高 温 高 压 催 化 剂 4NH 35O 2 4NO6H 2O= = = = = 催 化 剂 2NOO 2=2NO2 3NO 2H 2O=2HNO3NO (2)CH 2O(g) COH 2、= = = = = 高 温 COH 2O(g) CO2H 2。= = = = = 催 化 剂 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 23 全转化成 HNO3，方程式为 4NO2O 22H 2O=4HNO3。 不能，有害气体的主要成分是 NO 和 NO2。 1.5 x2，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)写出反应的化学方程式_， 反应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)_ _。 10 (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， 则反应的总化学方程式为_ _。 答案 (1)2Al 2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2 AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 2 3 (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)CuH 2O2H 2SO4=CuSO42H 2O 2硼泥主要由 MgO 和 SiO2组成，含有少量 Fe2O3、FeO、Al 2O3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 pH12.0 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)Mg 2 2O (2)Fe(OH)3 、Al(OH) 3 Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O 2 11 (3)Mg2 2OH =Mg(OH)2 (4)2Mg(OH)22SO 2O 2=2MgSO4 2H 2O 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持尔 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： 已知图表示生成的 NH3离开催化剂表面，图和图的含义分别是 _。 (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_ _。 (3)若用 NH3制取 NO 的转化率为 96%，NO 转化则制取 HNO3的氨占全部氨的物质的量分数为 _。 答案 (1)N 2、H 2被吸附在