资源简介

1．从铝土矿中提炼铝
【方法 Ⅰ】
【涉及重要反应】
①Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
②AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
③===
NaOH＋CO2===NaHCO3
④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
⑤2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
【方法 Ⅱ】
【涉及重要反应】
①Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl
Na[Al(OH)4]＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋4H2O
③AlCl3＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl
HCl＋NH3H2O===NH4Cl＋H2O
2．从工业废水中回收FeSO4和Cu
工业硫酸盐废水中含有大量的FeSO4，较多的Cu2+和少量的Na＋。
【涉及重要反应】
①CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
3．从海水中提取镁
【涉及重要反应】
①MgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4↓
②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
③MgCl26H2OMgCl2＋6H2O
④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
4．由天然独居石制备功能材料
以天然独居石(主要含CePO4，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质)为原料制备催化剂载体及功能材料Ce2(CO3)3nH2O。
【涉及重要反应】
焙烧：2CePO4＋3H2SO4(浓===＋2H3PO4
CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑
除磷：Fe3+＋H3PO4===FePO4↓＋3H＋
聚沉：3MgO＋2Al3+＋3H2O===3Mg2+＋2Al(OH)3↓
沉铈：2Ce3+＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3nH2O↓＋3CO2↑
5．由菱锌矿制备硫酸锌
菱锌矿：主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。
【涉及重要反应】
焙烧：ZnCO3ZnO＋CO2↑
调pH＝5过滤：2Fe3+＋＋3Ca(OH)2===2Fe(OH)3＋3CaSO4
氧化过滤：3Fe2+＋===＋MnO2↓＋5H＋
转化过滤：Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu
脱钙镁过滤：2HF＋Ca2+===CaF2↓＋2H＋、2HF＋Mg2+===MgF2↓＋2H＋
6．废铜利用
【涉及重要反应】
①＋4H＋===2Cu2+＋CO2↑＋3H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O
FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O
②2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
③3Cu(OH)2＋2Fe3+ 2Fe(OH)3＋3Cu2+
④Cu2+＋Fe===Cu＋Fe2+
7．利用钛渣制备金属钛
钛渣：主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质
【涉及重要反应】
沸腾氯化：TiO2＋C＋2Cl2TiCl4＋CO2
5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2
SiO2＋C＋2Cl2SiCl4＋CO2
除钒：3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3
除硅、铝：SiCl4(aq)SiCl4(g)===SiCl4(l)
AlCl3(aq)AlCl3(g)===AlCl3(l)
冶炼：2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2
8．从稀土矿中提取稀土(RE)元素
【涉及重要反应】
氧化调pH：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
Fe3+＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋
Al3+＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋
过滤2：3C11H23COO－＋RE3+===(C11H23COO)3RE↓
加热搅拌：(C11H23COO)3RE＋3H＋===RE3+＋3C11H23COOH
9．以铬铁矿为主要原料制备红矾钠
铬铁矿：主要成分为FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质
【涉及重要反应】
焙烧：4FeCr2O4＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2、SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO3＋4H2O＋CO2↑
中和：2H＋＋===H2SiO3↓
H＋＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋H2O
2H＋＋===CO2↑＋H2O
Fe2O3＋6H＋＋===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑
酸化：
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共21张PPT)
专项四
熟悉化工流程·展现原理关系
1．从铝土矿中提炼铝
【方法 Ⅰ】
【涉及重要反应】
①Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
②AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
【方法 Ⅱ】
2．从工业废水中回收FeSO4和Cu
工业硫酸盐废水中含有大量的FeSO4，较多的Cu2+和少量的Na＋。
【涉及重要反应】
①CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
3．从海水中提取镁
5．由菱锌矿制备硫酸锌
菱锌矿：主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。
6．废铜利用
7．利用钛渣制备金属钛
钛渣：主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质
8．从稀土矿中提取稀土(RE)元素
【涉及重要反应】
氧化调pH：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
Fe3+＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋
Al3+＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋
过滤2：3C11H23COO－＋RE3+===(C11H23COO)3RE↓
加热搅拌：(C11H23COO)3RE＋3H＋===RE3+＋3C11H23COOH
9．以铬铁矿为主要原料制备红矾钠
铬铁矿：主要成分为FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质1．从铝土矿中提炼铝
【方法 Ⅰ】
【涉及重要反应】
①Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
②AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
③===
NaOH＋CO2===NaHCO3
④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
⑤2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
【方法 Ⅱ】
【涉及重要反应】
①Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl
Na[Al(OH)4]＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋4H2O
③AlCl3＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl
HCl＋NH3H2O===NH4Cl＋H2O
2．从工业废水中回收FeSO4和Cu
工业硫酸盐废水中含有大量的FeSO4，较多的Cu2+和少量的Na＋。
【涉及重要反应】
①CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
3．从海水中提取镁
【涉及重要反应】
①MgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4↓
②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
③MgCl26H2OMgCl2＋6H2O
④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
4．由天然独居石制备功能材料
以天然独居石(主要含CePO4，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质)为原料制备催化剂载体及功能材料Ce2(CO3)3nH2O。
【涉及重要反应】
焙烧：2CePO4＋3H2SO4(浓===＋2H3PO4
CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑
除磷：Fe3+＋H3PO4===FePO4↓＋3H＋
聚沉：3MgO＋2Al3+＋3H2O===3Mg2+＋2Al(OH)3↓
沉铈：2Ce3+＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3nH2O↓＋3CO2↑
5．由菱锌矿制备硫酸锌
菱锌矿：主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。
【涉及重要反应】
焙烧：ZnCO3ZnO＋CO2↑
调pH＝5过滤：2Fe3+＋＋3Ca(OH)2===2Fe(OH)3＋3CaSO4
氧化过滤：3Fe2+＋===＋MnO2↓＋5H＋
转化过滤：Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu
脱钙镁过滤：2HF＋Ca2+===CaF2↓＋2H＋、2HF＋Mg2+===MgF2↓＋2H＋
6．废铜利用
【涉及重要反应】
①＋4H＋===2Cu2+＋CO2↑＋3H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O
FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O
②2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
③3Cu(OH)2＋2Fe3+ 2Fe(OH)3＋3Cu2+
④Cu2+＋Fe===Cu＋Fe2+
7．利用钛渣制备金属钛
钛渣：主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质
【涉及重要反应】
沸腾氯化：TiO2＋C＋2Cl2TiCl4＋CO2
5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2
SiO2＋C＋2Cl2SiCl4＋CO2
除钒：3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3
除硅、铝：SiCl4(aq)SiCl4(g)===SiCl4(l)
AlCl3(aq)AlCl3(g)===AlCl3(l)
冶炼：2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2
8．从稀土矿中提取稀土(RE)元素
【涉及重要反应】
氧化调pH：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
Fe3+＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋
Al3+＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋
过滤2：3C11H23COO－＋RE3+===(C11H23COO)3RE↓
加热搅拌：(C11H23COO)3RE＋3H＋===RE3+＋3C11H23COOH
9．以铬铁矿为主要原料制备红矾钠
铬铁矿：主要成分为FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质
【涉及重要反应】
焙烧：4FeCr2O4＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2、SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO3＋4H2O＋CO2↑
中和：2H＋＋===H2SiO3↓
H＋＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋H2O
2H＋＋===CO2↑＋H2O
Fe2O3＋6H＋＋===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑
酸化：
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