高考化學(xué)工藝流程專題復(fù)習(xí)化學(xué)工藝流程一化工生產(chǎn)中鎂、鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

1、化工生產(chǎn)中鎂、鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系mi知限梳Fl；.從海水中提取鎂的流程 (i)流程:貝殼坦紇CaO2 石灰乳海水一或皆向-Mg(OH)jMgCb 6H-OMg乜熔觸娜(2)主要化學(xué)反應(yīng)：制石灰乳：CaCO=aa CO T、Ca HO=Ca(OH);沉淀 Mc2+: Mc2+ 2Ca(OH)2=Mg(OH) + Cs2+;制備 MgCb: Mg(OH + 2HCl=MgC2+2HQ-一 一 一，一一電解 一.電解 MgCb: MgCl2(熔融)=Mg+ CI2T。.工業(yè)煉鋁的流程鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是AI2Q,此外還含有少量

2、SiO2、FezQ等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個(gè)過程是AI2Q的提純。由于AI2Q是兩性氧化物，而雜質(zhì) SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)ezQ是堿性氧化物，因而可 設(shè)計(jì)出兩種提純氧化鋁的方案。方案一：堿溶法討論回答下列問題：(1)寫出、兩步驟中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。.、-_ 一_ 一_ _ 一_2_答案 AI2Q +20H =2AIQ + H2O, SQ2+2OH =SiQ + H2O2-AIO2 + CO+ 2H2O=AI(OH)3 J + HCO, SiO3 + 2CO+ 2HO=HSiO3 J + 2HCO(2) 步驟中不用鹽酸(或H2SO) 酸化的理由是答案 因?yàn)锳IO2與酸反應(yīng)生成的 A

3、I(OH)3具有兩性，可溶于強(qiáng)酸，不易控制酸的量；CO廉價(jià)而且生成的副產(chǎn)物 NaHCOffi途廣泛，經(jīng)濟(jì)效益好(3)步驟中得到較純的 AI 2O3,可能含有 雜質(zhì)，在電解時(shí)它不會(huì)影響鋁的純度的原 因： 。答案 SiO2由于SiQ的熔點(diǎn)很高，在加熱到1 000 C左右時(shí)不會(huì)熔化，因而不影響鋁的純度方案二：酸溶法過4NoliHi 界1小通T沉淀:我.我討論回答下列問題:(1)寫出、中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。答案 Al 2O + 6H+=2Al3 + + 3H2。，F(xiàn)e2Q+ 6H =2F3+ + 3HaO Al3+ + 40口 =AlOT + 2H2。，F(xiàn)e3 + + 30H =Fe(OH J(

4、2) 步驟 中不 用 氨水沉淀Fe3 + 的 原 因答案 Al(OH)3只能溶于強(qiáng)堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH) 3分離阻針對(duì)訓(xùn)練1、(2020 廣東理綜，32)七鋁十二鈣(12CaO7Al 2Q)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料，用白云石(主要含CaCOm MgCO和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：卦陽L*苒招飛 叫 誦TT運(yùn)C亙L 71必網(wǎng)叫 需廂”糊，圓猾即*鵬時(shí)苗回卜1(1)煨粉主要含 Mg5口,用適量NHNO溶液浸取煨粉后，鎂化合物幾乎不溶，若濾液 I 中 c(Mg)小于 5X106mol L 1 則溶液 pH大于Mg(OH) 2 的 Kp= 5X 10 12

5、;該工藝中不能用(NH4)2SO代替NHNO,原因是。(2)濾液I中的陰離子有 (忽略雜質(zhì)成分的影響)；若濾液I中僅通入 CO,會(huì)生成,從而導(dǎo)致CaCO產(chǎn)率降低。(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為電解制備Al(OH) 3時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為(5) 一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCl 4和AlzCl7兩種離子在 Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極 Al的電極反應(yīng)式為解析 (1)白云石高溫煨燒，CaCO和MgC破熱分解生成CaO和MgO煨粉主要含有CaO和 MgO 若溶?中 c(Mg)小于 5X10 6mol

6、L 1,根據(jù) Ksp=c(Mg2+) - c2(OH )得：c(OH5x 10 12/ n . 2 +、c (Mg )5X10mol - L 1= 1 x 10 3 mol L 1, c(H ) 11。若用(Nhk)2SQ代替 NHNO,則(Nhk.SO會(huì)與 CaO反應(yīng)生成 CaSO微溶物，在過濾時(shí)會(huì)被除去，造成生成的CaCO減少。(2)煨粉的主要成分是 CaO和MgO加入適量NHNO溶液浸取煨粉后，由于鎂化合物幾乎不溶，則溶液中溶質(zhì)主要為生成的Ca(NQ)2和Ca(OH)2,故濾液I中的主要陰離子為 NQ和OH。由于濾液I的 pH大于11,溶液中含有 Ca(NO)2和少量的NHNO與Ca(O

7、H)2,若僅通入 CO會(huì)生成Ca(HCQz,從而導(dǎo)致CaCO產(chǎn)率降低。(3)用NaOH液可除去廢 Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為2OH + Al 2O3=2AlC2 + H2Q (4)電解制備 Al(OH) 3時(shí)，電極分別為 Al片和石墨，電解總Al失去電 通電,，一一一， 一 一 一 ,一 反應(yīng)萬程式 2Al + 6H2O=Al(OH) 3 J + 3H4。(5)由題意可知，放電時(shí)負(fù)極子與AlCl 4結(jié)合生成 Al 2cl7 ,其電極反應(yīng)式為 Al 3e + 7AlCl 4 =4Al 2Cl 7。答案 (1) CaO 11加入(NH4)2SO會(huì)生成CaSO微溶物，在過濾時(shí)會(huì)被除去，造

8、成生成的 CaCO減少(2) NO 3和 OH Ca(HC02(3) 2OH + Al 2Q=2AlOT + H2O (4)2Al八通電 八 , A+ 6H2。=2Al(OH) 3 J + 3H4(5) Al 3e + 7AlCl 4 =4Al 207.鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用AlzQ和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是AlzQ和SiO2等。從鋁土礦中提煉 Al2O3的流程如下：蟠NaOH溶液Cat)濾液口反應(yīng)2城號(hào)AIO3以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:回答下列問題:(1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式:(2)濾液I中加入CaO生成的沉淀是,反應(yīng)

9、2的離子方程式為(3)E可作為建筑材料，化合物 C是,寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式（4）電解制鋁的化學(xué)方程式是為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是解析 本題主要考查硅、鋁及其化合物的性質(zhì)等，意在考查考生的分析推理能力。（1）因?yàn)殇X土礦的主要成分為二氧化硅、氧化鋁，前者與NaO欣應(yīng)生成硅酸鈉，后者與 NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉（NaAlOz） （2）CaO與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣電離出的 CsT與SiO3反應(yīng)生成CaSiQ;反應(yīng)2為偏鋁酸鈉與 CO反應(yīng)生成氫氧化鋁。（3）濃硫酸與螢石反應(yīng)生成HF和硫酸鈣，故 C為濃硫酸，D為HF, E為硫酸鈣；結(jié)合制備冰晶石的反應(yīng)物HF、碳酸鈉和氫氧化鋁及生

10、成物NcfcAlF 6,由元素守恒可知該反應(yīng)的生成物中還有二氧化碳和水。（4）工業(yè)上通過電解熔融的氧化鋁可制得單質(zhì)鋁，并有氧氣生成；陽極生成物氧氣可與石墨反應(yīng), 生成碳的氧化物。答案 (1)2NaOH+ SiO2=NaSiO3+ H2O 2NaOH Al 2c3=2NaAlO+ H2O (2)CaSiO 3 2AlO2 + CO+ 3H2O=2Al(OH)3 J + CO(3)濃 hbSO 12HF+ 3N0CO+ 2Al(OH) 3=2NaAlF 6+ 3CO+ 9H2。高溫人(4)2Al 2Q、i=4Al+3QTQ、CQ(CO)通電，NaAlF6（主要成分. MgSO-7H2O是一種重要的

11、化工原料。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了利用菱鎂礦石是MgCO并含有 MnCG SiO2雜質(zhì)）制取MgSO-7H2O的實(shí)驗(yàn)，流程如下。f獷聲（1）第步研磨的目的是 ,所得濾液主要含 等溶質(zhì)。(2)第 步 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 為第步濃縮結(jié)晶后，要經(jīng)過 、洗滌、干燥等步驟才可得到MgSO- 7H.0,洗滌沉淀的基本操作是（4）若制得MgSO- 7H2O質(zhì)量為82.00 g ,測(cè)得MnO質(zhì)量為1.74 g ,且測(cè)得第步濾渣質(zhì)量為4.70 g ,忽略各物質(zhì)在溶液中的溶解損失，可計(jì)算出菱鎂礦石中MgCO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為答案 （1）使溶解充分并加快溶解速率MgSO MnSO2+_ _ 一+(2)Mn +

12、ClO + h2O=Mna + Cl + 2H(3)過濾 將沉淀置于過濾器中，加蒸儲(chǔ)水至剛女?浸沒沉淀，待水流盡，重復(fù)23次(4)80%解析(1)研磨可增大固體的表面積，使被溶物充分溶解并使溶解速率加快。菱鎂礦石與稀硫酸反應(yīng)，MgCQ MnCa轉(zhuǎn)變?yōu)?MgSQ MnSQ (2)根據(jù)流程圖，加入 NaClO溶液，MnSO轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO。根據(jù)得失電子守恒和元素守恒即可寫出第步反應(yīng)的離子方程式：Mri+ClO+ H2O=Mn0 + Cl + 2H+ o (3)第步濃縮結(jié)晶后要經(jīng)過過濾、洗滌、干燥才能得到MgSO7H2O晶體。洗滌沉淀時(shí)要注意加水不能過多，且不能用玻璃棒攪拌，還要重復(fù)23次。(4)根據(jù)題

13、中信息可求得 MgCQ MnCOW質(zhì)量分別是 28.00 g、2.30 g ,則菱鎂礦石中MgCO勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.00 g US ：一 ”X100%= 80% + 4.70 g含鹵物質(zhì)的生產(chǎn)流程口 JI知限梳理I.氯的提取一一氯堿工業(yè)精制電解海水一- 粗鹽雪飽和食鹽水一”陽極產(chǎn)物：Cl2陰極產(chǎn)物:H、 NaOH化學(xué)方程式為 2NaCl + 2H2O=2NaOH H2 T + Cl 2 T。.海水提取澳流程r-n蒸儲(chǔ)I人竹j HSO酸化 人.海水忌洲昌含Br的海水-cj 含Br2的溶椒I通空氣和水蒸氣吹出叵3 CC141 HBrF?取 | ,SO2| Br2|(2)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 2Na

14、Br+ C12=Br2+ 2NaC1;Br2+ SO+ 2HO=2HB H2SO; 2HBr+ C12=2HC1+ B2。.海帶中提取碘 (1)流程H,0CL,i海帶(2)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：C12+2I =12+ 2C1阻針對(duì)訓(xùn)練1.2020 全國(guó)課標(biāo)卷n ,36(1)(3)(4)將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。回答下列問題:(1)下列改進(jìn)和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是 (填序號(hào))。用混凝法獲取淡水提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)化提取產(chǎn)品的品種改進(jìn)鉀、澳、鎂等的提取工藝(2)海水提

15、鎂的一段工藝流程如下圖:產(chǎn)品2產(chǎn)品1石灰乳濃海水的主要成分如下:離了Na.2 + MgClsd濃度/(g- l -1)63.728.8144.646.4該工藝過程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為 ，產(chǎn)品2的化學(xué) 式為, 1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品 2的質(zhì)量為 go(3)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式解析(1)利用混凝法只能除去海水中的懸浮物不能獲取淡水，故設(shè)想和做法可行的是。(2)根據(jù)濃海水的成分及工藝流程可知，脫硫后的澄清液中主要含有Na+、Mg+、Cl ,則加入石灰乳發(fā)生反應(yīng)，Ca(O

16、H)+Md+=ca+ + Mg(OH,經(jīng)過沉降過濾，濾渣干燥得到產(chǎn)品2,即Mg(OH),濾液主要含有 Na+、C和大量的Ca2+,用于濃海水脫硫，則脫硫階段的 主要離子反應(yīng)為：CjT + sO =CaSO；,即產(chǎn)品1為CaSQ由表中數(shù)據(jù)，可知 1 L濃海水-1.O 一一 28.8 g - L X1 L中含有28.8 g Mg 2+,則最多可得到廣品2的質(zhì)量為：MMg(OH)2=X 5824 g - mol g mol 1 = 69.6 g 。(3)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCb(熔一電解一 .一 ，4_,一一一,一高溫一.融)=Mg+ Cl2T ,熔

17、融MgCl2中若有少量的水存在， 則會(huì)發(fā)生 Mg+ 2HO=Mg(OH)+H4 , 從而造成產(chǎn)品鎂的消耗。答案 (1)234(2)Ca 2+ + SC4 =CaSOX Mg(OH) 69.6(3)MgCl 2=Mg+ Cl2 T高溫AMg+ 2H2O=Mg(OH)+ H2 T2.氫澳酸在醫(yī)藥和石化工業(yè)上有廣泛用途。模擬工業(yè)制備氫澳酸的流程如圖所示:過量5由*適送N%SO司氮浪酸冰一鬲干國(guó)或鬲分屈M 圄一精制的氫澳戰(zhàn)通人HS。試微 HaSO10吧?的溶液回答下列問題: 混 合 中 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 為(2)混合中加入試劑 a是。加入 NazSO的目的是除去過量的 Br2 ,但要防止過量，原因是 ( 請(qǐng)用離子方程式表示 )。(4)工業(yè)氫澳酸常帶有淡淡的黃色，可能的原因是：含F(xiàn)e3+,含Br2,含F(xiàn)e3+和B2,只用下列一種試劑就能分析產(chǎn)生淡黃色的原因。該試劑是 (填字母)。a. KMnOF?夜 b. NaOHlc. KSCNB?0( d.淀粉-KI 溶液e. CCl4答案 (1)SO2+ Br2+2HzO=4H+2Br + SC2(2)BaCl 2 溶液(3)SO3 + 2H=SOT + H2O (4)e解析(1)Br 2具有強(qiáng)氧化性，在溶液中將SO氧化為H2