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1．从铝土矿中提炼铝
说明：下面两个流程都有问题，仅供参考。
工业上是用碱溶法，没有用酸溶法。而且碱溶法里面二氧化硅是与氢氧化钠反应生成铝硅酸钠沉淀而被除去。
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)3Al2O3＋3H2O
⑤Al2O3(熔融)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？
提示：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SiO2和AlO2－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
(1)涉及反应
①SiO2＋CSi＋CO↑
②Si＋Cl2SiCl4
③SiCl4＋H2Si＋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。
④由SiO2与C高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质？
提示：SiO2、C、SiC等。
3．氯碱工业
(1)涉及反应
①2NaCl＋H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
②Cl2＋NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O
③Cl2＋Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
④H2＋Cl22HCl
(2)问题探讨
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？
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＋、SO42－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。
④步骤③制取漂白粉时是将Cl2通入澄清石灰水中吗？
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＋O2Fe2O3＋SO2
②SO2＋O2SO3
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？
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＋O2NO＋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。
③已知：
①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O
②2NO2＋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？
提示：1.5≤x＜2；通入一定量的空气(或O2)后，再被NaOH溶液吸收。
6．工业上制纯碱
(1)涉及反应
NH3＋H2O＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
(2)问题探讨
①工业制纯碱时为什么先通入NH3后通入CO2?
提示：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HCO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？
提示：依据制备反应：NH3＋H2O＋CO2＋NaCl=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？
提示：NaHCO3。
④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？
提示：NH3。
⑤设计实验证明纯碱产品中混有NaCl?
提示：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。
7．从工业废水中回收硫酸亚铁和铜的工艺流程
工业废水中含有大量的FeSO4，较多的Cu2＋和少量的Na＋。为了减少污染并变废为宝，回收硫酸亚铁和金属铜的工艺流程如下。
(1)涉及反应
①CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu
②Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑
(2)问题探讨
①步骤②中加入过量稀H2SO4的目的是什么？
提示：除去Cu中残留的铁。
②步骤①中如何将Fe、Cu与FeSO4溶液分离？
提示：过滤。
③步骤③中如何从FeSO4溶液中获得硫酸亚铁晶体？
提示：将FeSO4溶液加热浓缩、冷却结晶，过滤得FeSO4·7H2O。
8．从海水中提取镁
(1)涉及反应
①MgSO4＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaSO4
②Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O
③MgCl2·6H2OHCl 气流中Δ MgCl2＋6H2O
④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
(2)问题探讨
①步骤③中加热MgCl2·6H2O制取无水MgCl2时，为什么要在HCl的气流中进行？
提示：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？
提示：分解反应、复分解反应、氧化还原反应。
③步骤④用电解法冶炼镁时，能否用MgO代替MgCl2?
提示：不能；原因是MgO的熔点高，浪费能源。
9．从海水中提取溴
(1)涉及反应
①2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－
③Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr
(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①、④)将Br－氧化，Br2的过程？
提示：将溴富集。
②步骤⑤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。
提示：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。
③步骤②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。
提示：Br2＋H2O=HBr＋HBrO，Na2CO3＋2HBr=2NaBr＋H2O＋CO2↑。
10．海带中碘的提取
(1)涉及反应：
2I－＋Cl2=I2＋2Cl－
(2)问题探讨
①步骤①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
提示：B、D、E
②步骤⑤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什么？
提示：蒸馏。
③步骤④中，某同学选择苯来提取碘的理由是什么？
提示：苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中的大，苯与水溶液易分层。
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。
提示：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。
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