工艺流程题选修

1、【工艺流程题】1【2017新课标1卷】（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为_。（2）“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式_。（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550TiO2·xH2O转化率%9295979388分析40 时TiO2·xH2O转

2、化率最高的原因_。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为_。（5）若“滤液”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。（6）写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。2【2017新课标3卷】（15分）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步骤的主要反应为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

3、 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_。（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_，滤渣2的主要成分是_及含硅杂质。（3）步骤调滤液2的pH使之变_（填“大”或“小”），原因是_（用离子方程式表示）。（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。a80b60c40d10步骤的反应类型是_。（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到

4、产品 m2 kg，产率为_。3【2017北京卷】（13分）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/58136181（升华）3161412熔点/6925193304714在TiCl4中的溶解性互溶微溶难溶（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) H1=+175.4 kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2C

5、O(g) H2=-220.9 kJ·mol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_。 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的H_0（填“”“”或“=”），判断依据：_。 氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是_。 氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_。（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：物质a是_，T2应控制在_。4【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含S

6、iO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。 （2）向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_ (填“增大”、“不变”或“减小”)。（3）“电解”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。 （4）“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。（5）铝粉在1000时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_。 5【2017江苏卷】(15分)某科研小组采用

7、如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。已知：NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2+ Cl +2H2O常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+：4Ag(NH3) 2+N2H4·H2O4Ag+N2+4NH4+4NH3+H2O（1）“氧化”阶段需在80条件下进行，适宜的加热方式为_。（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_。 HNO3也能氧

8、化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是_。（3）为提高Ag的回收率，需对“过滤”的滤渣进行洗涤，并_。（4）若省略“过滤”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为_。（5）请设计从“过滤”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：_(实验中须使用的试剂有：2 mol·L1水合肼溶液，1 mol·L1H2SO4)。6【郑州市2017届第三次模拟】碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷。工业上用精炼铜的阳极泥（主要含有TeO2、少量

9、Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下：已知TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强喊。（1）“碱浸”时发生反应的离子方程式为_。（2）碱浸后的“滤渣”可以部分溶于稀硝酸，发生反应的化学方程式是_。（3）“沉碲”时控制溶液的pH为4550，生成TeO2沉淀。酸性不能过强，其原因是_；防止局部酸度过大的操作方法是_。（4）“酸溶”后，将SO2通人TeCl4酸性溶液中进行“还原”得到碲，该反应的化学方程式是_。（5）25°C 时，亚碲酸（H2TeO3) 的Ka1=1×10-3，Ka2=2×10-8。0.1 mol·L-1 H2TeO3电离度约为_。（=

10、已电离弱电解质分子数弱电解质分子总数×100%)0lmol L-1的NaH TeO3溶液中，下列粒子的物质的量浓度关系正确的是_。Ac(Na+ )>c(HTeO3- )>c(OH-)>c(H2TeO3)>c(H+ )Bc(Na+) + c( H+) >= c(HTeO3- ) +c(TeO32-) +c(OH- )Cc(Na+ ) =c(TeO32-) +c( HTeO3-) + c( H2TeO3) Dc(H+)+c(H2TeO3)=c(OH-)+e(TeO32-)7【宁德市2017届第三次质量检查】氯化亚铜是一种重要的化工原料，广泛应用于有机合成、石

11、油、油脂、染料等工业。一种利用低品位铜矿(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)为原料制取CuCl的工艺流程如下：回答下列问题：（1）步骤“浸取”前需将铜矿粉碎的目的是_；“浸取”时，被氧化的元素有_(填元素符号)（2）已知Cu2+、Mn2+、Fe3+开始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表，则步骤“中和”时，pH应控制的范围为_。物质Cu(OH)2Mn(OH)2Fe(OH)3开始沉淀pH4.78.31.2完全沉淀pH6.79.83.2（3）步骤IV加热“蒸氨”时发生反应的化学方程式为_。（4）步骤VI反应的离子方程式为_，其中盐酸需过量，其原因是_。（5）步骤获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥

12、。洗涤时，常有无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂的优点是_(写一点)。8【安徽省江南十校2017届5月冲刺联考（二模）】金属钒主要用于冶炼特种钢和在化学工业、炼油工业中作催化剂，被誉为“合金的维生素”。回收利用废钒催化剂（主要成分为V2O5、VOSO4和二氧化硅）的工艺流程如下图所示。（1） 粉碎的作用是_，滤渣可用于_（填用途）。（2） 25时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表所示：pH1.3 1.4 1.5 1.6 1.71.81.92.0 2.1 钒沉淀率/% 8.1 91.8 96.5 98 99.89.896.493.0 89.3 根据上表数据判断，加入氨水调节溶液p

13、H的最佳选择为_；上述过滤操作过程中所需用到的玻璃仪器有_。（3）为了提高钒的浸出率，用酸浸使废钒催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO4，酸浸过程中还原产物和氧化产物的物质的量之比为_。（4）完成并配平氧化过程中的离子方程式：_ClO3- VO2+ + = VO3+ Cl- 。（5）废钒催化剂中V2O5的质量分数为6%（原料中的所有钒已换算成V2O5）。取100g此废钒催化剂按上述流程进行实验，当加入105 mL 0.1 mol·L-1的KClO3溶液时，溶液中的钒恰好被完全处理，假设以后各步钒没有损失，则该工业生产中钒的回收率是_。9【龙岩市2017届5月综合能力测试（二）】

14、金属镉广泛用于合金制造及电池生产等，一种用铜镉废渣（含Cd、Zn、Cu、Fe及Co等单质）制取海绵镉的工艺流程如下：（1）步骤进行破碎和粉磨的目的是_。（2）步骤需隔绝O2的原因_（用文字和方程式说明）。（3）步骤中除铁发生的离子反方程式为_。（4）步骤调节pH适宜的试剂是_，应调整的范围为_。（已知部分氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表）氢氧化物Fe(OH)3Cd(OH)2Zn(OH)2开始沉淀的pH1.57.25.9沉淀完全的pH3.39.98.9（5）步骤发生的反应为Zn+Co2+=Zn2+Co，（已知Sb的金属活动性介于Cu和Ag之间），加入少量锑盐能加快反应的进行，其原因是_；（6）用石墨作阳极，纯锌作阴极电解ZnSO4溶液可得高纯锌，电解时总反应的离子方程式为_；电解后的残液返回到步骤_（填流程中数字）。10【葫芦岛市2017届第二次模拟考试（5月）】聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣（主要成分Fe3O4，少量碳及二氧化硅）为原料制备的流程如下：（1）废铁渣进行“粉碎”的目的是_。（2）“酸浸”需适宜