导读：高考中“化学工业流程试题”命题内容广泛，密切联系生产、生活实际，设问方式灵活，充分体现了“化学是真实的”的命题指导思想，主要特征是以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程，主题内容广泛，密切联系生产、生活实际，题材丰富。主要考查学生对已学知识的掌握、理解、迁移、转换、重组和解决实际问题的能力。

　　1.从铝土矿中提炼铝

　　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)3 △ Al2O3+3H2O

　　⑤Al2O3 (熔融)电解 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SiO和AlO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

　　石英砂 ①焦炭高温 粗硅 ②Cl2加热 四氯化硅 ③H2高温 纯硅

　　(1)涉及反应

　　①SiO2+C 高温 Si+CO↑

　　②Si+Cl2 加热 SiCl4

　　③SiCl4+H2 高温 Si+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+H2O 电解,2NaOH+H2↑+Cl2↑

　　②Cl2+NaOH = NaCl+NaClO+H2O

　　③Cl2+Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

　　④H2+Cl2点燃,2HCl

　　(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?

　　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+、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+O2高温Fe2O3+SO2

　　②SO2+O2催化剂△SO3

　　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+O2 催化剂△ NO+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

　　2NaHCO3 △ Na2CO3+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△ MgCl2+6H2O

　　④MgCl2 (熔融)电解 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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