高中化學(xué)教材中的十大工藝流程解讀物質(zhì)分離

過濾蒸發(fā)蒸餾(分餾)分液和萃取裝置圖

過濾：不溶性固體和液體分離②洗滌沉淀物的目的：沉淀的洗滌是為了洗去沉淀表面吸附的雜質(zhì)和混雜在沉淀中的母液。洗滌：①沿玻璃棒向過濾器中的沉淀上加蒸餾水至淹沒沉淀，靜置使其全部濾出，重復(fù)操作數(shù)次。蒸發(fā)3、重結(jié)晶：

將含有少量雜質(zhì)的晶體溶于水，再重新進(jìn)行結(jié)晶——提純操作1、蒸發(fā)結(jié)晶：分離溶于溶劑中的溶質(zhì)①用玻璃棒不斷攪拌，防止受熱不均導(dǎo)致液滴飛濺；②有大量固體析出時，用余熱蒸干；2、蒸發(fā)濃縮

冷卻結(jié)晶：

分離溶于溶劑中的溶質(zhì)，且溶解度隨溫度變化有較大差異。一般用于制取NaCl（s）等溶解度受溫度影響小的物質(zhì)且產(chǎn)物不含結(jié)晶水（趁熱過濾）一般用于制取KNO3（s）等溶解度受溫度影響大的物質(zhì)及一些結(jié)晶水合物1、溶解度曲線代表的物質(zhì)適合用降溫結(jié)晶的方法進(jìn)行提純的是（

）ABCDD蒸餾(分餾)蒸發(fā)+冷凝分離互溶且沸點(diǎn)不同的混合物；低沸點(diǎn)物質(zhì)先溢出。注意：①加少量沸石或碎瓷片，防止液體暴沸；②溫度計水銀球應(yīng)與蒸餾燒瓶的支管口相平；③冷凝管中水流方向是下口進(jìn)上口出，以充分冷凝。2、下列關(guān)于蒸餾操作的有關(guān)敘述不正確的是A．蒸餾操作的主要儀器是蒸餾燒瓶、酒精燈、鐵架臺、冷凝管、

錐形瓶、溫度計等B．蒸餾操作使用的溫度計的水銀球應(yīng)插入到液體內(nèi)C．在蒸餾燒瓶內(nèi)放入少量碎瓷片，目的是防止暴沸D．冷凝管進(jìn)出水的方向是下口進(jìn)水、上口出水B分液和萃取萃取：利用某種物質(zhì)（溶質(zhì)）在互不相溶的溶劑里

溶解度的不同，將物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另

一種溶劑（萃取劑）中，從而實(shí)現(xiàn)分離的方法。分液：分離互不相溶的兩種液體上層液體從上口倒出，下層液體從下口放出(1)溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。(2)萃取劑與原溶劑互不相溶，且密度不同。(3)萃取劑與原溶液中的溶質(zhì)、溶劑互不反應(yīng)。3．下列關(guān)于萃取操作的說法正確的是()A．可用酒精作萃取劑從碘水中萃取碘B．萃取操作完成后，靜置分層，上下層液體依次從下口放出C．萃取時所選溶劑應(yīng)與原溶劑互不相溶，且與溶質(zhì)不反應(yīng)D．用一種有機(jī)溶劑提取水溶液中的某物質(zhì)，靜置分層，“水層”應(yīng)在上層C從鋁土礦中提煉鋁①Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2OFe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O②AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2OFeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl

HCl＋NaOH=NaCl＋H2O③NaOH＋CO2=NaHCO3NaAlO2＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3④2Al(OH)3=Al2O3＋3H2O⑤2Al2O3(熔融)

=

4Al＋3O2↑電解【問題思考】①步驟①加入過量鹽酸后的實(shí)驗操作是什么？②步驟②能否用氨水代替NaOH溶液？③步驟③中若將CO2的量改為“少量”，得到的產(chǎn)物還是NaHCO3嗎？過濾不能；原因是Al3＋與過量氨水反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，達(dá)不到分離Al3＋、Fe3＋的目的。不是NaHCO3而是Na2CO3。③AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋NH4Cl

HCl＋NH3·H2O=NH4Cl＋H2O①Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2OSiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3↓＋2NaClNaAlO2＋4HCl=NaCl＋AlCl3＋2H2O

NaOH＋HCl=NaCl＋H2O【問題思考】①步驟②中將鹽酸改為“CO2”合適嗎？為什么？②步驟③中將氨水改為“NaOH溶液”合適嗎？③冶煉金屬鋁能否用氯化鋁代替氧化鋁？不合適；因為過量CO2與NaAlO2、Na2SiO3反應(yīng)生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，達(dá)不到分離SiO2和AlO2－的目的。不合適；因為Al(OH)3能溶于NaOH。不能；因為AlCl3屬于共價化合物。硅的制備焦炭HClH2SiO2＋2C=========Si＋2CO↑1800～2000℃Si＋3HCl

=====

SiHCl3＋H2↑300

℃SiHCl3＋H2

=====Si＋3HCl1100

℃【問題思考】①步驟①中石英砂與焦炭高溫下反應(yīng)時為什么要隔絕空氣？②用石英砂和焦炭制備粗硅的反應(yīng)中，焦炭的作用是什么？③粗硅與HCl完全反應(yīng)后，經(jīng)冷凝得到的SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)中混有少量的SiHCl3(沸點(diǎn)33℃)，提純SiCl4采用的方法是什么？高溫下，焦炭和空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)。提供能量，作還原劑蒸餾氯堿工業(yè)①

2NaCl＋H2O

=

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑②Cl2＋2NaOH

=

NaCl＋NaClO＋H2O③2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O④H2＋Cl2=2HCl電解氯堿工業(yè)【問題思考】①食鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等雜質(zhì)離子，如何設(shè)計實(shí)驗方案除去這些雜質(zhì)離子？試劑：Na2CO3NaOH

BaCl2鹽酸試劑加入順序：①Na2CO3在

BaCl2之后加

②

鹽酸在過濾之后加②工業(yè)上電解食鹽水制燒堿時，食鹽水為什么必須要精制？③用惰性電極電解飽和食鹽水時，為什么要用隔膜把電解槽分成陽極室、陰極室？④步驟③制取漂白粉時是將Cl2通入澄清石灰水中嗎？【問題思考】精制食鹽水的目的是除去食鹽水中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等雜質(zhì)離子，以防Mg2＋與OH－結(jié)合生成Mg(OH)2堵塞隔膜電解槽中的隔膜，造成電解失敗。電解時，陽極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生H2，若無隔膜，二者混合光照時會發(fā)生爆炸，隔膜的作用是將H2和Cl2隔開，以防發(fā)生危險。不是；澄清石灰水中Ca(OH)2的含量低，不適合工業(yè)大量生產(chǎn)，應(yīng)改為石灰乳。工業(yè)上利用黃鐵礦(FeS2)制取硫酸③SO3＋H2O=H2SO4①4FeS2＋11O2=2Fe2O3＋8SO2②【問題思考】①煅燒黃鐵礦要在沸騰爐中進(jìn)行，其中礦石要粉碎，從爐底鼓入空氣，爐中的粉末狀固體就像沸騰的液體一樣，煅燒時為什么要將礦石粉碎成粉末狀？②在接觸室中通入過量的氧氣，能否將SO2全部轉(zhuǎn)化成SO3?增大礦石和氧氣的接觸面積，提高燃燒效率。不能；原因是SO2催化氧化成SO3的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。③依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理，增大壓強(qiáng)對SO2催化氧化成SO3的反應(yīng)是十分有利的，而工業(yè)生產(chǎn)上為什么不采用高壓而采用常壓下進(jìn)行反應(yīng)？④吸收塔中發(fā)生的是SO3與水的反應(yīng)，為什么吸收SO3氣體時用98%的濃硫酸而不用水吸收？⑤硫酸工廠的尾氣中含有大量的SO2，寫出用氨水吸收SO2的化學(xué)方程式。

常壓下，SO2催化氧化成SO3的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，增大壓強(qiáng)，即增加了設(shè)備的投資，得不償失用水吸收SO3易形成硫酸的酸霧，影響吸收效率。SO2＋NH3·H2O=NH4HSO3，2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O。③3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①4NH3+5O2=====4NO+6H2O催化劑

②2NO＋O2=2NO2工業(yè)制硝酸【問題思考】1、步驟③吸收塔中為什么NO2被水吸收過程中要補(bǔ)充一定量的空氣？因NO2與水反應(yīng)生成HNO3時只有的NO2轉(zhuǎn)化成HNO3，通入空氣的目的是使NO2與O2作用完全轉(zhuǎn)化成HNO3，4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3工業(yè)制硝酸【問題思考】2、工業(yè)制硝酸時，能否將工業(yè)尾氣直接排入大氣中？工業(yè)尾氣中有害氣體的主要成分是什么？會造成哪些污染？

①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O

NO和NO2酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧空洞工業(yè)制純堿——侯氏制堿法NH3＋H2O＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3＋H2O＋CO2↑【問題思考】①工業(yè)制純堿時為什么先通入NH3后通入CO2?②工業(yè)上制備的純堿中可能混有哪些雜質(zhì)？③“碳酸化”后過濾獲得的物質(zhì)是什么？④過濾得到的母液為NH4Cl，加入熟石灰獲得循環(huán)使用的物質(zhì)是什么？⑤設(shè)計實(shí)驗證明純堿產(chǎn)品中混有NaCl?雜質(zhì)為NaCl和NH4ClNaHCO3NH3取少量樣品于一試管中，加水配成溶液，加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀生成說明純堿樣品中混有NaCl。從工業(yè)廢水中回收硫酸亞鐵和銅的工藝流程②Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4，較多的Cu2＋和少量的Na＋。為了減少污染并變廢為寶，回收硫酸亞鐵和金屬銅的工藝流程如下。①CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu①步驟②中加入過量稀H2SO4的目的是什么？②步驟①中如何將Fe、Cu與FeSO4溶液分離？③步驟③中如何從FeSO4溶液中獲得硫酸亞鐵晶體？將FeSO4溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得FeSO4·7H2O。除去Cu中殘留的鐵過濾從海水中提取鎂②Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O①M(fèi)gSO4＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaSO4【問題思考】①從海水中提取鎂的工藝流程中，涉及哪些反應(yīng)類型？②步驟④用電解法冶煉鎂時，能否用MgO代替MgCl2?分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)。不能；原因是MgO的熔點(diǎn)高，浪費(fèi)能源。從海水中提取溴③Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr①2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－①從海水中提取溴的工藝流程中為什么要設(shè)計兩步(步驟①、④)將Br－氧化，Br2的過程？②步驟⑤蒸餾的過程中，溫度應(yīng)控制在80～90℃，溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因。③步驟②中用熱空氣吹出的溴也可以用飽和Na2CO3溶液吸收溴，寫出反應(yīng)過程的化學(xué)方程式。

將溴富集溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水量增加，溫度過低，溴不能完全蒸出，回收率低。Br2＋H2O=HBr＋HBrO，Na2CO3＋2HBr=2NaBr＋H2O＋CO2↑。海帶中碘的提取2I－＋Cl2=I2