工艺流程题选修

1、【工艺流程题】1.12017新课标1卷】(14分)Li4Ti5Oi2和LiFePQ都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiOs,还含有少量Mg。、Si6等杂质)来制备，工艺流程如下:滞渣水解过滤一灌液*"鬻晅翳"给禹鹏淀解双氧水过槽FcFOiLijCOj磷酸流泥高羌城烧*-LiFePQj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TiOCI4形式存在，写出相应反应的离子方程式(3)TiO2xH2。沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:温度/C303

2、5404550TiO2xH2O转化率%9295979388分析40C时TiO2xH2O转化率最高的原因。(4)L2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为。(5)若滤液"中c(Mg2)0.02molL1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105molL1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？(列式计算)。FePQ、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.31022>1.01024。(6)写出高温煨烧"中由FePQ制备LiFePQ的化学方程式2.12017新课标3卷】(15分)FeOC2O3,还含有重铭酸钾是

3、一种重要的化工原料，一般由铭铁矿制备，铭铁矿的主要成分为硅、铝等杂质。制备流程如图所示：©WpH水漫Na2CrO4+F及O3+CQ+NaNO2O该步骤不能使用陶瓷容器，原因是a. 80cb. 60cc. 40cd. 10C回答下列问题:(1)步骤的主要反应为：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为(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”或刃、”)，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K2C

4、r2O7固体。冷却到(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。电。工乌KC1N«ClQ2»40eoSO100步骤的反应类型是。（5）某工厂用mikg铭铁矿粉（含Cr2O340%）制备您Cr2O7,最终得到产品m2kg,产率为3.12017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TiC4的流程示意图如下：钛精矿氯化过程沸腾炉.精制过程蒸墟塔纯TQ资料：TiC4及所含杂质氯化物的性质化合物SiC4TiC4AlC3FeC3MgCl2沸点/C58136181（升华）3161412熔点/c-69-25193304714在TiC

5、4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）+2Cl2（g）=TiC4（g）+O2（g）由i=+175.4kJmol-12c（s）+O2（g）=2CO（g）AH2=-220.9kJmol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiC4（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：CQ生成CO反应的AH0（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、FeC3溶液，则尾气的吸收依次是。 氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiC

6、l4混合液，则滤渣中含有。(2)精制过程：粗TiC4经两步蒸储得纯TiCko示意图如下:一物质aL纯TiCL(/粗TiCU尸蒸播蒸镭塔一塔二V/I)I。物质b控制温度71控制温度为物质a是,T2应控制在。4.12017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为AI2O3,含SiC2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：NaOHNaHCOj注：SiQ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I”所得滤液中加入NaHCQ溶液，溶液的pH(填增大"、不变“或减小"。)(3)电解I”是电解熔融AI2O3,电解过

7、程中作阳极的石墨易消耗，原因是。(4)电解n”是电解Na2CC3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。NaHCd溶液阳极NaOH溶液Na2cos溶液稀溶液阴极阳离子交换膜(5)铝粉在1000c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Ag(金属层中其他5.12017江苏卷】(15分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量金属含量过低，对实验的影响可忽略)o15MNaClO溶浓(过量)10%氨水便处理后的光盘碎片NaCH溶液调pH滤液滤液已知：NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO

8、2NaCl+NaClC3Ag(NH3)2+C-+2H2OAgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3H2O彳常温时N2H4H2O(水合肿)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+:4Ag(NH3)2+N2H4H2O=4AgJ+N2f+4NH4+4NH3f+H2O(1)氧化”阶段需在80c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6,该反应的化学方程式为HNO3也能氧化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n”的滤渣进行洗涤，并。(4)若省略过滤I”，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

9、用量，除因过量NaClO与NH3H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3H2O不反应)，还因为(5)请设计从过滤n”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：(实验中融便川的试剂有：2molL-1水合肿溶液，1molL-1H2S3。6.【郑州市2017届第三次模拟】确(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TeQ、少量Ag、Au)为原料制备单质硫的一种工艺流程如下:已知TeQ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) “沉确”时控制溶液的pH为4.5?5.0,生成TeQ沉淀

10、。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SQ通人TeC4酸性溶液中进行“还原”得到确，该反应的化学方程式是三嗖塞量营第E普干敷(后震塞第里舜孑血度X100%)(5) 25°C时，亚硫酸(H2TeC3)的Ka1=1X10-3,Ka2=2X10-8。0.1mol-L1H2TeC3电离度a约为0.lmol?L-1的NaHTeQ溶液中，下列粒子的物质的量浓度关系正确的是。A. c(Na+)>c(HTeC3一)>c(CH-)>c(H2TeC3)>c(H+)B. c(Na+)+c(H+)>=c(HTeCb")+c(Te

11、C32-)+c(OH-)C. c(Na+)=c(TeC32-)+c(HTeQ-)+c(KTeQ)D. c(H+)+c(H2TeC3)=c(CH)+e(TeC32-)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、石油、油脂、染料等工业。一种利用低品位铜矿(Cu2S、CuS及FeC和Fe2C3等)为原料制取CuCl的工艺流程如下:Fe(OH)iMnCQi回答下列问题：(1)步骤i“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n“中和”时，pH应控制的

12、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)步骤口获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥。洗涤时，常有无水乙醇代替蒸储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)】金属钮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”。回收利用废钮催化剂(主要成分为V2O5、VOSQ和二氧化硅)的工艺流程如下图所示。H*QBE机催化剂一V.0,一箝施亘远玄把KCL

13、O,(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，得到引沉淀率和溶液pH之间的关系如下表所示:PH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1引沉淀率/%8.191.896.59899.89.896.493.089.3根据上表数据判断，加入氨水调节溶液pH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)为了提高锂的浸出率，用酸浸使废钮催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO,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：0103_+VO2+=VO3+Cl-+。(5)废钮催化剂中V2O5的质量分数为

14、6%(原料中的所有钮已换算成V2O5)。取100g此废钮催化剂按上述流程进行实验，当加入105mL0.1molL-1的KC1Q溶液时，溶液中的钮恰好被完全处理，假设以后各步倒没有损失，则该工业生产中锐的回收率是。9 .【龙岩市2017届5月综合能力测试(二)】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I进行破碎和粉磨的目的是。(2)步骤n需隔绝O2的原因(用文字和方程式说明)（3）步骤出中除铁发生的离子反方程式为（4）步骤IV调节pH适宜的t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

15、）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V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），加入少量睇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ZnSQ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FQ3O4,少量碳及二氧化硅）为原料制备的流程如下：LL-1Oa工业胃酸聚硅鬣JI丁I废映渣一I掰碎一未澄-T过滤|一斑冷度检测一卜鼠案;群亳口一塞琏图铁流消（1）废铁渣进行“粉碎”的