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1、化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系1从海水中提取镁的流程(1)流程：(2)主要化学反应：制石灰乳：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2；沉淀Mg2：Mg22Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2；制备MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；电解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。2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是碱性氧化物
2、，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法讨论回答下列问题：(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。答案Al2O32OH=2AlOH2O，SiO22OH=SiOH2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。答案因为AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好(3)步骤中得到较纯的Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。答案SiO2由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000
3、 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度方案二：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。答案Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2OAl34OH=AlO2H2O，Fe33OH=Fe(OH)3(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。答案Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离1、(2015广东理综，32)七铝十二钙(12CaO7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：(1)煅粉主要含MgO和_，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后
4、，镁化合物几乎不溶，若滤液中c(Mg2)小于5106molL1，则溶液pH大于_Mg(OH)2的Ksp51012；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是_。(2)滤液中的阴离子有_(忽略杂质成分的影响)；若滤液中仅通入CO2，会生成_，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为_。(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为_。(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_。解析(1) 白云石高温
5、煅烧，CaCO3和MgCO3受热分解生成CaO和MgO，煅粉主要含有CaO和MgO。若溶液中c(Mg2)小于5106molL1，根据Kspc(Mg2)c2(OH)得：c(OH) molL11103 molL1，c(H)11011molL1，即pH11。若用(NH4)2SO4代替NH4NO3，则(NH4)2SO4会与CaO反应生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少。(2) 煅粉的主要成分是CaO和MgO，加入适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，由于镁化合物几乎不溶，则溶液中溶质主要为生成的Ca(NO3)2和Ca(OH)2，故滤液中的主要阴离子为NO 和OH。由于滤液的pH大
6、于11，溶液中含有Ca(NO3)2和少量的NH4NO3与Ca(OH)2，若仅通入CO2会生成Ca(HCO3)2，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为2OHAl2O3=2AlO H2O。(4) 电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式2Al6H2O2Al(OH)33H2。(5) 由题意可知，放电时负极Al失去电子与AlCl 结合生成Al2Cl，其电极反应式为Al3e7AlCl =4Al2Cl。答案(1) CaO11 加入(NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少(2) N
7、O和OHCa(HCO3)2 (3) 2OHAl2O3=2AlO H2O(4)2Al6H2O 2Al(OH)33H2(5) Al3e7AlCl =4Al2Cl2.铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式：_。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。(3)E可作为建筑材料，化合物C是_，写出由D制备冰晶石的化学方程式_。(4)电解制铝的化学方程式是_，以石墨为电
8、极，阳极产生的混合气体的成分是_。解析本题主要考查硅、铝及其化合物的性质等，意在考查考生的分析推理能力。(1)因为铝土矿的主要成分为二氧化硅、氧化铝，前者与NaOH反应生成硅酸钠，后者与NaOH反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)。(2)CaO与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙电离出的Ca2与SiO反应生成CaSiO3；反应2为偏铝酸钠与CO2反应生成氢氧化铝。(3)浓硫酸与萤石反应生成HF和硫酸钙，故C为浓硫酸，D为HF，E为硫酸钙；结合制备冰晶石的反应物HF、碳酸钠和氢氧化铝及生成物Na3AlF6，由元素守恒可知该反应的生成物中还有二氧化碳和水。(4)工业上通过电解熔融的氧化铝可制得单质铝，并有氧
9、气生成；阳极生成物氧气可与石墨反应，生成碳的氧化物。答案(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO(3)浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)3MgSO47H2O是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2杂质)制取MgSO47H2O的实验，流程如下。(1)第步研磨的目的是_，所得滤液主要含_、_等溶质。(2)第步反应的离子方程式
10、为_。(3)第步浓缩结晶后，要经过_、洗涤、干燥等步骤才可得到MgSO47H2O，洗涤沉淀的基本操作是_。(4)若制得MgSO47H2O质量为82.00 g，测得MnO2质量为1.74 g，且测得第步滤渣质量为4.70 g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为_。答案(1)使溶解充分并加快溶解速率MgSO4MnSO4(2)Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H(3)过滤将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复23次(4)80%解析(1)研磨可增大固体的表面积，使被溶物充分溶解并使溶解速率加快。菱镁矿石与稀硫酸反应，MgCO3、MnCO3会转变为
11、MgSO4、MnSO4。(2)根据流程图，加入NaClO溶液，MnSO4转变为MnO2。根据得失电子守恒和元素守恒即可写出第步反应的离子方程式：Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H。(3)第步浓缩结晶后要经过过滤、洗涤、干燥才能得到MgSO47H2O晶体。洗涤沉淀时要注意加水不能过多，且不能用玻璃棒搅拌，还要重复23次。(4)根据题中信息可求得MgCO3、MnCO3的质量分别是28.00 g、2.30 g，则菱镁矿石中MgCO3的质量分数为100%80%。 含卤物质的生产流程1氯的提取氯碱工业海水粗盐饱和食盐水化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。2海水提取溴(1)流程通空气和水蒸气吹出,SO2(2)发生反应的化学方程式2NaBrCl2=Br22NaCl；Br2SO22H2O=2HBrH2SO4；2HBrCl2=2HClBr2。3海带中提取碘(1)流程 (2)发生反应的化学方程式：Cl22I=I22Cl。1.2014全国课标卷，36(1)(3)(4)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题：(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是_(填序号)。用混凝法获
