工业流程专题复习(二)4月11日

1、工业流程专题复习（二）二类、矿石（主要考察铁、铜、铝、镁等金属）1.（ 15分）蓝铜矿主要含 2CuCO3Cu （OH） 2,还含有少量Fe、Si的化合物，工业上以蓝铜矿为原料制 备Cu及CaCO3,方法有多种。（1）蓝铜矿与焦炭加热可以生成铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程严 Fe(OH)3涯液U - CuSO_|-*CaCO3CuNH3具体方法步骤如下：请回答下列问题：（2）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：检验溶液 剂为 （填代号），实验步骤中试剂为 （填代号）。a. KMnO4 b. （NH4）2S c. H2O2 d. KSCNA中含有Fe2+

2、的最佳试（3）由溶液 C获得CUSO45H2O，需要经过加热蒸发，冷却结晶、过滤等操作,加热蒸发至时停止加热。玻璃棒在整个操作中的作（4）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入（或先加入） 程中有氨气逸出、应选用下列 装置吸收尾气（填代号）。（填化学式）。若实验过7多孔球泡（5）从溶液 C中获得 Cu的方法有 （写出两种不同方法）（6）用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后，加入2molCu （OH） 2固体使硫酸铜溶液复原（复原是指溶液溶质成分及浓度与原来完全相同），则此电解过程中共转移电子 mol。2. （16分）铝土矿的主要成分是 Al 2O3,还含有Fe2O3、SiO?等杂质。I从铝

3、土矿中提取氧化铝的流程如下图所示：NaOH溶液过滤滤渣a滤渣 b(1)试剂A是溶液 a 1过滤过量 试剂AllWb过量 试剂B 过滤氧化铝;溶液b与试剂B反应的离子方程式为(2) 向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到AI 203，该方案的缺点是n.电解熔融的氧化铝可制备金属铝(3)电解时，阳极的电极反应方程式为铝，理论上转移电子的物质的量为川.新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备mol。(4)氧化铝高温还原法:Al 2O3 +C +N2 高温A 1 N CO （请配平）;每生产0.324吨氯化铝与氨气高温合成法：AICI3 +NH3豆A|N +3Hd(5)方法比方法在生产上更

4、具优势。下列说法中，正确的是 A 方法中的AI2O3、C、N2结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量B .方法中的AI2O3和C容易残留在氮化铝中C.两种方法中氮化铝均为还原产物3、( 2010龙岩质检)TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。I、工业上用钛矿石(FeTiQ，含FeO AI2O、SiO2等杂质)经过下述反应制得:2其中，步骤发生的反应为：ZHSO+FeTiQhiOSO+FeSO+ZHQ(填“需要”或“不需要”)(1) 净化钛矿石时，是否需要除去杂质 FeC？答:(2) 净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，写出该过程中发生反应的化学方程式。答:II、TiO2可通过下述

5、两种方法制备金属钛:方法一是电解TiO2来获得Ti (同时产生Q):将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaCb为电解液，用碳块作电解槽池。(3) 阴极反应的电极反应式为(4) 电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是方法二是先将TiO2与CI2、C反应得到TiCI 4,再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生：TiO2 (s) +2CI 2 (g) TiCI 4(l) + O 2 (g) H= +151 kJ mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反应(即氯化反应)来制取TiCI 4。当往氯化反应体系中加入碳后,碳与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行。(5)已知：C(

6、s) + O2 (g) = CO 2 (g) H= - 394 kJ mol-1。请填空:TiO2 (s) + C (s) +2Cl2 (g) = TiCI 4 (I) + CO 2 (g) H=4、( 2009福建高考)从铝土矿(主要成分是 AI2O,含SiO2、FgQ、MgO等杂质)中提取两5种工艺品的流程如下:加过量盐酸沉淀C流程乙1加过t烧碱通入过aCQ2_ _ J 亠二MSI请回答下列问题:(1) 流程甲加入盐酸后生成 ai3+的方程式为(2) 流程乙加入烧碱后生成SiOa的离子方程式为(填试剂名称)。(3) 验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入_(4) 滤液E、K中溶质的主要成

7、份是 (填化学式)，写出该溶液的一种用途 (5) 已知298K时，Mg(OH)的容度积常数 心=5.6 X 10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=.5、(2010茂名二模)(16分)从粗产品硫酸锌固体除去铁、铜、镉等可溶性硫 酸盐，从而得到纯净的硫酸锌，实验流程如下：煮沸数分钟加入ZnO混合液趁热过滤调 pH 至 5-5.4滤渣II沉淀物Zn (OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OHCd(OHMn( OH2pH值8.09.73.26.79.410.4部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH参见上表

8、，请回答下列问题:。“酸(1) “酸浸”步骤中，为提高锌的浸出率，可采取的措施有浸”时适当补充少量水的原因是(2) 滤液I加入酸性KMnO所发生反应的离子方程式为加入ZnO的原因是(3) 滤渣III的成份主要是(4)从滤液III得到晶体的操作过程为、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。6、( 2009泉州质检)钛铁矿(主要成分是FeTiO3，钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛的工业生产流程如下图所示。泡合液趁热过谑钛铳矿HjO0H2T1O3等 Tin,焦刼cij高温*TickMg 髙温*金属钛(1)上述生产流程中加入铁屑的目的是(2) 副产品是(3) 写出由TiO2+水解生成HTiO3的离子方程式 该步

9、骤中，加热的目的是高jH(4) 由 TiO2 转化为 TiCl 4 的反应方程式是：TiO2(s)+2CI 2(g)+2C(s)TiCl 4(g) + 2CO(g)，该反应的平衡常数表达式 K=。(填 “增大”、TiCl 4的百分含量随温度的变化如右图所示，升高温度时，K值“减小”或“不变”)(5) 己知： Mg(S)+CI 2 (g) = MgC2 (s) ; H = 642 kJ moL 门 Ti(s) + 2Cl 2(g) = TiCl 4(g) ; H = 815 kJ mol1写出由TiCl 4和镁制取金属钛的热化学方程式3、I、(1)盐酸(硫酸或硝酸)；Al3+3NH3- H2O

10、=AI(0H)3j +3NH4+(若用 Al3+ 与 AlO2-、CO32-、HCO3-反应的正确方程式均可)(化学式错误和不配平0分，不注明必须的反应条件和不标注沉淀和气体箭头的合并扣1分，下同)(2)n、川、(5)Al 2O3中含有SiO2杂质(3) 2O2 - 4e-=O 21(4) 1 AI2O3 + 3 C + 1 N2 = 2 AlN + 3 COAB(2分，选对一个得1分，错选一个倒扣1分)43.6 X09.分)(15 分)(1) 22CuCO 3 Cu (OH) 2+3C=6Cu+7CO 21 +2 HO (3 分)(2) a c (2分，各1分) (3)有少量晶膜出现时(有少

11、量晶体出现也可) (2 分) (4) NH3(1 分) b (1 分)(5)加入活泼金属 Fe (或者写具体能制出 Cu的其它金属也可)、用惰性电极电解硫酸铜溶液。 (6)8(2分)(2分)引流、搅(21、(1)不需要(2) Al 2 03 + 2NaO舟 3fO= 2NaAI (OH) 4(或 AhO + 2NaOH= 2NaAI O2 + HO)SiO2 + 2NaOH= NaSiOs + 0( 3) TiO2+4e-=Ti+2O2-(或 Ti4+ + 4e- = Ti )(4)碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少(5) 243Kj- mol-1 2 2 + 2OH = SiO3+ H2

12、O(3) 硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案)(4) NaHCO制纯碱或做发酵粉等合理答案(6)碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，导致反应顺利进行 4、答案(1) AI2Q + 6H + = 2AI3*+30 (2)SiO(5) 5.6 X 1O-10mol/L【解析】本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。(1)与HCl反应生成Al3+，应为铝土矿中 AI2Q。( 2)SiO2OH可以溶于NaOH中生成NQSiO3( 3)检验Fe +的特征反应很多，如与KSCN显血红色，与苯酚显紫色，与显红褐色沉淀等。(4)生成E、K时，CO均是过量的，故应生成NaHCO。(5)心=c(Mg2+) ?c2(OH)，c(Mg2+)=5.6X 10-12/(0.1)2=5.6 X 10-10。30. (16 分)(1)增大硫酸浓度或加热升高温度或边加硫酸边搅拌或增加浸出时间(3分)(要求写出一条即可)。防止硫酸锌中从溶液中析出。(2 分)(2) 5Fe2+MnO+8H+=5Fe3+Mr2+4H2O ( 3分，不配平扣 2 分)因为 Fer+3hbOFe(OH)3+3H+, ZnO+2H=Zn2+H2O,加入 ZnO 能促进 Fe3+水解生成 F