教材中的工艺流程-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析+对点精练（全国通-用）（原卷版）

剖析12教材中的工艺流程总结1．侯氏制碱法侯氏制碱法又称联合制碱法，是我国化学工程专家侯德榜于1943年所发明的一种高效、低成本的制碱方法，是将索尔维制碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。制备原料食盐、氨气、二氧化碳，其中二氧化碳是合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，反应方程式为：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO2＋H2。工艺流程主要反应①产生NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。②产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。微点拨向饱和氯化钠溶液中先通入氨气再通入二氧化碳，通入气体的顺序不能颠倒。侯氏制碱法的原料利用率高，副产物NH4Cl是化肥。【常考热点问题】①工业制纯碱时为先通入NH3后通入CO2？NH3在水中的溶解度大，形成的NH3.H2O呈碱性，更容易吸收CO2，得到更多的NaHCO3；若先通入CO2，得到的HCOeq\o\al(－,3)浓度小，不利于NaHCO3的生成。②工业上制备的纯碱中可能混有哪些杂质？依据制备反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl可知混有的杂质为NaCl和NH4Cl。③“碳酸化”后过滤获得的物质是什么？NaHCO3④过滤得到的母液为NH4Cl，加入熟石灰获得循环使用的物质是什么？NH3⑤设计实验证明纯碱产品中混有NaCl？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AgNO3溶液，若有白色沉淀生成说明纯碱样品中混有NaCl。2．从海水中提取镁的流程工艺流程基本步骤及主要反应制熟石灰CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O=Ca(OH)2沉淀Mg2＋Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓酸化，制备MgCl2Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O蒸发浓缩、冷却结晶析出MgCl2·6H2O脱水，制备无水MgCl2在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁电解熔融的MgCl2，制备镁MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑微点拨①MgCl2·6H2O加热脱水制无水氯化镁时，为了防止MgCl2水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解得到MgO需在HCl气流中加热。②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。③由于氧化镁的熔点很高，工业上不用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁，而采用电解熔融氯化镁的方法。[不能用电解MgCl2溶液的方法，因电解MgCl2溶液的反应为MgCl2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑]【常考热点问题】①加热MgCl2.6H2O制取无水MgCl2时，为什么要在HCl的气流中进行？防止MgCl2水解。②从海水中提取镁的工艺流程中，涉及哪些反应类型？分解反应、复分解反应、氧化还原反应。③用电解法冶炼镁时，能否用MgO代替MgCl2?不能；原因是MgO的熔点高，浪费能源。3．工业炼铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3、MgO等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3、MgO是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。工艺流程主要反应流程I①Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O②Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓③AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋CO2(过量)=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)流程II①Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O，SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O②AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O，SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓③Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)=4\*GB3④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O=5\*GB3⑤2Al2O3eq\o(=,\s\up11(电解),\s\do4(Na3AlF6))4Al＋3O2↑微点拨①冰晶石(Na3AlF6)作熔剂，降低氧化铝的熔点。②电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。4．工业制备高纯硅的原理工艺流程主要反应制备粗硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si(粗)＋2CO↑（要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2）当碳过量时，继续反应生成SiC：3C＋SiO2(少量)eq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑(SiC的结构和性能与金刚石相似，属于共价晶体)。粗硅的提纯：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100℃))Si＋3HCl粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度的硅。微点拨①粗硅制备时，要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度的硅。【常考热点问题】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？高下，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？提供能量，作还原剂③粗硅与HCl完全反应后，经泠凝得到的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？蒸馏④由SiO2与C高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质？SiO2、C、SiC等5．氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业，其设备装置如下：阳极室中电极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。装置离子交换膜电解槽阳极钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反应)；阴极碳钢网：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(还原反应)。总反应①化学方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②离子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。阳离子交换膜①只允许阳离子通过，阻止Cl2、H2、OH－通过，这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O而影响烧碱的质量。②将电解槽隔成阳极室和阴极室。加入物质a、b、c、d加入或取出的物质分别是精制饱和NaCl溶液；含少量NaOH的水、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。【常考热点问题】①食盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，如何设计实验方案除去这些杂质离子？a．NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸b．BaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、盐酸c．BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、盐酸②工业上电解食盐水制烧碱时，食盐水为什么必须要精制？精制食盐水的目的是除去食盐水中的Ca2+、Mg2+、SOeq\o\al(2－,4)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有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？电解时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，若无隔膜，二者混合光照时发生爆炸，隔膜的作用是将H2与Cl2隔开，以防发生危险。④制取漂白粉时是将Cl2通入澄清石灰水中吗？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6．海水提取溴工艺流程主要反应①浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中Br－得到浓缩。②氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化为Br2，反应的离子方程式为：Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－。③富集：利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为：Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4。④提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2。微点拨要用热的空气把生成的溴吹出，用SO2吸收后再用Cl2氧化的目的是富集溴。7．海带中提取碘工艺流程或者：主要反应2H＋＋2I－＋H2O2=I2＋2H2O或者Cl2＋2KI=2KCl＋I2物理原理单质碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。8．工业制硫酸工艺流程吸收塔中不是用水吸收SO3，工业上用98.3%的浓硫酸吸收，因为用水产生的酸雾太大，会降低SO3的吸收效率。主要反应①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2(沸腾炉)：4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2或S＋O2SO2。②SO2转化为SO3(接触室)：2SO2＋O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(高温))2SO3。③SO3吸水生成H2SO4(吸收塔)：SO3＋H2O=H2SO4。微点拨三步反应都是放热反应；为了充分利用，进入接触室的气体要净化、预热；用98%硫酸吸收SO2，得到发烟硫酸，再稀释。【常考热点问题】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？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？不能；原因是SO2催化氧化成SO3的反应是可逆反应。③依据化学反应速成率和化学平衡原理，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？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？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。SO2＋NH3·H2O=NH4HSO3SO2＋2NH3·H2O=(NH4)2SO3＋H2O9．工业制硝酸工艺流程过程分析将氨和空气的混合气(氧∶氮≈2∶1)通入灼热(760～840℃)的铂铑合金网，在合金网的催化作用下，氨被氧化成一氧化氮(NO)，生成的一氧化氮结合反应后残余的氧气继续被氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。主要反应①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2=2NO2③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO【常考热点问题】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？因为NO2与水反应生成HNO3时只有2/3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4NO＋O2＋2H2O=4HNO3②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？不能；NO和NO2③已知：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，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？1.5≤x≤2；通入一定量的空气(或O2)后，再被NaOH溶液吸收【例1】硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法不正确的是A．Ⅰ的化学方程式：B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收【例2】从海水中提取溴的工业流程如图，下列说法正确的是A．海水晒盐利用的是蒸馏法B．氯碱工业中的Cl2从电解池的阴极室产生C．步骤II中溴与碳酸钠反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1D．实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，四氯化碳可以用作溴的萃取剂【例3】以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图。下列说法不正确的是A．A是NH3，B是CO2B．悬浊液中的离子主要有：、、、C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是：烧杯、漏斗、玻璃棒D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶1．以卤水(富含I—)为原料用高分子树脂提取碘的工艺流程如图所示，下列说法不正确的是A．“氧化1”过程既可以用Cl2，也可以用H2O2B．“解脱”用Na2SO3将I2还原为I—，离子方程式为I2+SO+2OH—=2I—+SO+H2OC．用高分子树脂“吸附”，再“解脱”是为了便于分离富集碘元素D．“提纯”过程先萃取分液、蒸馏得到粗产品，再升华纯化2．皮江法冶炼镁的工业流程如图所示。已知铁的沸点2750℃，镁的沸点1107℃。下列说法错误的是A．白云石粉碎的目的是增大固体表面积，加快化学反应速率B．还原炉中发生的反应为C．还原炉内可用气体a来排除空气D．还原炉需控制温度为1200℃左右，目的是分离提纯金属镁3．清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图：制造原理：，除去杂质的原理：，下列说法中不正确的是A．操作1所需玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒B．固体X为，可用于电解制C．操作2为洗涤、烘干D．溶液直接加热蒸发的固体产物可能为4．铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：下列说法正确的是A．陶瓷耐高温，可作吸收塔内衬材料B．工业采用电解冰晶石制备金属铝C．合成槽中产物主要有和D．采用溶液喷淋法可提高烟气吸收效率5．改良锌还原法制备高纯硅的流程如图，下列说法错误的是A．粗硅的制备反应为B．“氯化”时，粗硅磨成粉可以增大接触面积，加快反应速率C．“还原”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1D．晶体和硅晶体的晶体类型相同6．高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。由石英砂(主要成分为)制备高纯硅的工艺流程如图所示。其中，氯化时主要生成(沸点33℃)和少量(沸点57.6℃)，分离是将液态混合物中的提纯。下列叙述正确的是A．高温还原工序的主要反应的化学方程式为B．氯化工序是利用盐酸与粗硅发生反应，气态产物与固体杂质分离C．分离工序中提纯采用的方法是蒸馏D．还原工序中的可用高纯碳单质代替7．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅芯片的主要原料。下图为第三代工业制取多晶硅流程，已知图中的Y在Z中燃烧产生苍白色火焰。下列说法错误的是A．Y、Z分别为H2、Cl2B．焦炭和石英制取粗硅的反应为：SiO2+2CSi+2CO↑C．SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中氢元素的化合价为+1D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应8．为了减少污染和合理使用资源，某钛厂计划与氯碱厂、甲醇厂进行联合生产。设计的联合生产的工艺流程如图所示(FeTiO3中Ti为+4价)。下列叙述正确的是A．由TiCl4制备Ti的过程中，不可用N2作为保护气B．在联合生产过程中，理论上生成甲醇与Ti的物质的量之比为1：2C．H2与CO合成甲醇的方法不符合绿色化学的原子经济性D．在电解槽中，Cl-在正极发生氧化反应转化为Cl29．碘酸钙是一种新型食品添加剂。一种制备流程如下：已知：易溶于水，不溶于有机溶剂；不溶于乙醇，在水中溶解度随温度升高而增大。下列叙述错误的是A．“氧化”中生成至少需要B．完成“操作X”需要分液漏斗、烧杯、铁架台C．“冰水浴”的作用是提高产率D．用淀粉试纸可检验“合成”母液中的10．钛有“二十一世纪的金属”、“全能金属”、“现代金属”的美称。以钛铁矿(FeTiO3中Ti为＋4价)为原料，经高温“氯化”制取金属钛的流程如下。下列叙述错误的是A．“氯化”时矿料(FeTiO3＋C)与Cl2逆向而行，有利于反应充分进行B．“氯化”时理论上参加反应的Cl2与CO物质的量之比为7：6C．Mg高温还原TiCl4反应，应在N2氛围中进行D．流程中所需要的“Mg”，可通过电解熔融MgCl2制取11．海洋是人类宝贵的自然资源，海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧，请根据粗盐“制碱”的流程图(如下图)回答问题：(1)步骤Ⅰ除杂中，常见的方法有两种：一是物理方法，即用溶液浸洗粗盐，溶解除去其中的可溶性杂质，则浸洗溶液应选用的(填“饱和”或“不饱和”)溶液；二是化学方法，操作步骤依次为：加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸，以下试剂①②组合选用合理的是。A．①②

B．①②C．①②

D．①②(2)步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入，再通入另一种气体，这样做的目的是，写出步骤Ⅲ反应的化学方程式。(3)步骤Ⅳ发生的反应属于反应(填基本反应类型)。(4)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有。A．无“索尔维氨碱法”中的废弃物生成，有利于保护环境B．大大提高了食盐的利用率，节约了成本C．将“制碱”与制氨生产联合起来，同时析出的晶体可用作复合肥12．工业上以石英砂为原料生产高纯硅的工艺路线如下：已知：电负性Cl>C>H>Si．回答下列问题：(1)写出石英砂与焦炭反应的化学方程式。(2)下列说法正确的是_______。A．中Si的化合价为+2B．晶体Si的熔点高于C．该工艺流程中的和HCl都可循环使用D．(沸点33.0℃)中混有少量(沸点67.6℃)，通过蒸馏可提纯(3)的水解过程可以表示为：已知比易水解，导致这一现象的原因是。设计实验验证水解后溶液中的主要离子。(4)写出与足量乙醇反应生成A的化学方程式。13．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：(1)写出燃烧黄铁矿的化学方程式。当有6molSO2生成时，转移电子mol。(2)进入接触室的气体中含标准状态下1120m3SO2气体，达平衡后放出热量为4.728×106kJ，此时SO2转化率为96%。该反应的热化学方程式为。(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母)。a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎b．过量空气能提高SO2的转化率c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁e．吸收塔用水作吸收剂(4)某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000g样品充分灼烧，生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应