20届化工流程之一

1、 20届化工流程之一1一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约21%）主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。用该废料制备纯度较高的氢氧化镍，工艺流程如图所示：请回答下列问题：（1）为了提高“酸溶”工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有_。A搅拌 B适当升高温度 C研磨矿石 D用浓硫酸（2）“酸溶”时，溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成，废渣的主要成分是_；合金中的镍难溶于稀硫酸，“酸溶”时除了加入稀硫酸，还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸，反应有N2生成，金属镍溶解的离子方程式为_。（3）“除铁”时控制温度不超过40的原因是_；加入碳酸钠的目的是_。（4）Fe2+也可以用NaCl

2、O3氧化，生成的Fe3+在较小pH条件下水解，最终形成黄钠铁矾Na2Fe6（SO4）4（OH）12沉淀而被除去，图表示pH-温度关系，图中阴影部分为钠铁矾稳定存在的区域。则下列说法不正确的是_（填字母）a黄钠铁矾Na2Fe6（SO4）4（OH）12中铁为+2价bpH过低或过高均不利于生成黄钠铁矾，其原因相同c氯酸钠在氧化Fe2+时，1 molNaClO3得到的电子数为6NAd工业生产中温度常保持在85-95，控制溶液的pH为1.21.8，此时加入Na2SO4后生成黄钠铁矾（5）“除铜”时，反应的离子方程式为_，若用Na2S代替H2S除铜，优点是_。（6）已知某温度下KspNi（OH）2=4.0

3、10-15，该流程在“沉镍”过程中需调节溶液pH约为_，Ni2+才刚好沉淀完全（离子沉淀完全的浓度10-5mol/L；lg2=0.30）。2氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化变成绿色；见光分解变成褐色。如图是工业上用制作印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl）生产CuCl的流程：根据以上信息回答下列问题：（1）生产过程中X的化学式为_。（2）写出产生CuCl的离子方程式：_。（3）实验探究pH对CuCl产率的影响如表所示：pH1234567CuCl产率/%70908278757270析出CuCl晶体最佳pH为_，当pH较大时CuCl产率变低原因是

4、_。调节pH时，_（填“能”或“不能”）用相同pH的硝酸代替硫酸，理由是_。（4）氯化亚铜的定量分析：称取样品0.25g和过量的FeCl3溶液于锥形瓶中，充分溶解。用0.10molL1硫酸铈标准溶液滴定。已知：CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2、Fe2+Ce4+=Fe3+Ce3+。三次平行实验结果如表（平行实验结果相差不能超过1%）：平行实验次数1230.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）24.3524.0523.95则样品中CuCl的纯度为_。（结果保留三位有效数字）。（5）由CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。第一步CuCl水解的离子方程式为：CuCl(s)H2O(l

5、)CuOH(s)Cl (aq)H+(aq)，第二步CuOH热分解的化学方程式为_。第一步CuCl水解反应的平衡常数K与此温度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K_。3磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题：(1)下图所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。过程I中，被还原的元素是_(填元素符号)，过程III的化学方程式为_。(2)磷酸钒锂/碳复合材料Li3V2(PO4)3/C是常用的电极材料，其制备流程如下：复合材料中V的化合价为_，C的作用是_。V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3的化学方程式为_；“洗涤”时用乙醇而不用水的目的是_。锂离子电

6、池是一种二次电池，又称“摇椅”电池。若用和LixC6和Li3V2(PO4)3/C做电极，放电时的电池总反应为LixC6Li3xV2(PO4)3= Li3V2(PO4)3+C6，则电池充电时阳极的电极反应式为_。4钒钛磁铁矿炼钢后剩余的尾渣中含有V2O3、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，现从该钒渣中回收V2O3及少量单质铝的工艺流程如图：（1）滤液I的成分是NaVO3、NaAlO2和_（写化学式）。（2）检验滤渣I中含有一种可作红色油漆和颜料的成分的方法是_。（3）写出“焙烧”时生成NaVO3的化学方程式_。（4）写出滤液与氨水反应生成沉淀的离子方程式_。（5）NH4VO3和Na2S

7、O4的混合液需要经过蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶和过滤等操作得到NH4VO3晶体，结合如图分析，为了得到较纯净的NH4VO3晶体和较高的晶体析出率，应选择最适宜的结晶温度为a、b、c、d四点中_点对应的温度。（6）若经过（5）步骤后得到的是粗NH4VO3晶体，则精制NH4VO3晶体需要采用的操作为_。5氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料，某工厂以硫化铜矿石(含CuFeS2、Cu2S等)为原料制取Cu2O的工艺流程如下：常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表：Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2开始沉淀7.52.74.8完全沉淀9.03.76.4(1)炉气中的有害气体

8、成分是_(填化学式)，Cu2S与O2反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(2)若试剂X是H2O2溶液，则“氧化”反应的离子方程式为_，并写出H2O2的电子式：_；当试剂X是_时，更有利于降低生产成本。(3)加入试剂Y调pH时，pH的调控范围是_。(4)操作X包括_、洗涤、烘干，其中烘干时要隔绝空气，其目的是_。(5)以铜与石墨作电极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O，写出阳极上生成Cu2O的电极反应式：_。6钒及其化合物在特种钢材的生产、高效催化剂的制备及航天工业中用途广泛。工业上以富钒炉渣(主要成分为V2O5，含少量Fe2O3和FeO等杂质)为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图所示

9、：(1)五氧化二钒中钒的化合价为_。(2)焙烧炉中发生的主要反应化学方程式为_；也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应，写出对应的化学反应方程式_，该方法的缺点是：_。(3)已知NH4VO3难溶于水，在水中的Ksp曲线如图1所示，则在实验中进行操作A所需要的玻璃仪器有_；向10mL含NaVO30.2mol/L的滤液中加入等体积的NH4Cl溶液（忽略混合过程中的体积变化），欲使VO3-沉淀完全，则NH4Cl溶液的最小浓度为_。(110-5mol/L时，认为该离子沉淀完全)(4)为研究煅烧过程中发生的化学变化，某研究小组取234gNH4VO3进行探究，焙烧过程中减少的质量随温度变化的曲线如图2所示

10、，则C点所得物质化学式为_，写出CD段发生反应的化学方程式：_。7金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO42H2O)，部分流程如图1所示：已知：钼酸微溶于水，可溶于液碱和氨水。回答下列问题：（1）焙烧钼精矿时发生的化学方程式为_。（2）钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是_，请提出一种实验室除去该尾气的方法_。（3）操作2的名称为_。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是_。（4）焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数()。x_。焙烧炉中

11、也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应，若该反应转移6mol电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为_、_。（5）操作1中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中c(MoO42-)0.80molL1，c(SO42-)0.04 molL1，在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO42-。当BaMoO4开始沉淀时，SO42-的去除率是_。Ksp(BaSO4)1.11010、Ksp(BaMoO4)4.0108，溶液体积变化可忽略不计8金属钼具有高强度、高熔点、耐磨抗腐性，用于制火箭、卫星的合金构件。钼酸钠晶体(Na2MoO42H2O)是一种重要的金属缓蚀剂。利用钼矿(主要

12、成分MoS2，还含少量钙、镁等元素)为原料冶炼金属钼和钼酸钠晶体的主要流程图如下：(1)Na2MoO42H2O中钼元素的价态为_，煅烧产生的尾气引起的环境危害主要是_。(2)用浓氨水溶解粗产品的离子方程式是_，由图中信息可以判断MoO3是_氧化物。（填“酸性”、“碱性”或“两性”）(3)操作I是_，操作所得的钼酸要水洗，检验钼酸是否洗涤干净的方法是_。(4)采用 NaClO氧化钼矿的方法将矿石中的钼浸出，该过程放热。请配平以下化学反应：_NaClO +_MoS2 + _NaOH _Na2MoO4 +_Na2SO4 +_NaCl +_H2O。钼的浸出率随着温度变化如图，当温度高于50后浸出率降低

13、的可能原因是_（写一点）。(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为xLi+nMoS2Lix(MoS2)n，则电池充电时阳极上的电极反应式为_。9硫酸锌是一种重要的工业原料，广泛用于农业、化工、电镀等行业。工业上由锌渣（主要成分为ZnO、FeO、CuO、PbO等）等工业废料生产ZnSO47H2O的流程如下：(1)“溶浸”操作中，选用“锌渣”而不选择氧化锌矿粉的原因是_；该操作中不断通入高温水蒸气的目的是_。(2)“滤渣A”的主要成分是_。(3)“反应”中，加入NaClO反应的离子方程式为_。(4)“反应”中，再加入NaOH调节pH约为4.5，则“滤渣B”的主要成分是_（填化学式）。（KspZn(

14、OH)2=310-17，KspCu(OH)2=2.210-20，KspFe(OH)3=2.810-39）(5)“反应”中，加入的锌粉需用少量稀硫酸处理，原因是_。(6)取28.7gZnSO47H2O加热至不同温度，剩余固体的质量如下表：温度/100250680930质量/g17.9016.1013.438.10则680时所得固体的化学式为_(填字母标号)。AZnO BZn3O(SO4)2 CZnSO4 DZnSO4H2O10常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石（含TiO2大于96）为原料生产钛的流程如下：（1）TiCl4遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式_。（2）若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是_。Cl2含量检测仪工作原理如下图，则Cl2在Pt电极放电的电极反应式为_。实验室也可用KClO3和浓盐酸制取Cl