工艺标准经过流程题知识学习进修.docx

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工艺标准经过流程题知识学习进修

【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40min所得实验结果如下表所示：

温度/℃

30

35

40

45

50

TiO2·xH2O转化率%

92

95

97

93

88

分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。

（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。

（5）若“滤液②”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②”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①的主要反应为：

FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

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④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。

a．80℃b．60℃c．40℃d．10℃

步骤⑤的反应类型是___________________。

（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2

O7，最终得到产品m2kg，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

SiCl4

TiCl4

AlCl3

FeCl3

MgCl2

沸点/℃

58

136

181（升华）

316

1412

熔点/℃

−69

−25

193

304

714

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）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）ΔH1=+175.4kJ·mol-1

2C（s）+O2（g）=2CO（g）ΔH2=-220.9kJ·mol-1

①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：

_______________________。

②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ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：

_______________。

③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__________________________。

④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SiO2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Ⅰ”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Ⅰ”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Ⅱ”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：

①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：

3NaClO

2NaCl+NaClO3

②AgCl可溶于氨水：

AgCl+2NH3·H2O

Ag（NH3）2++Cl−+2H2O

③常温时N2H4·H2O（水合肼）在碱性条件下能还原Ag（NH3）2+：

4Ag（NH3）2++N2H4·H2O

4Ag↓+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Ⅱ”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Ⅱ”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：

2mol·L−1水合肼溶液，1mol·L−1H2SO4）。

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4．5〜5．0，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。

①0.1mol·L-1H2TeO3电离度α约为_____________。

（α=

×100%）

②0．lmol•L-1的NaHTeO3溶液中，下列粒子的物质的量浓度关系正确的是___________。

A．c（Na+）>c（HTeO3-）>c（OH-）>c（H2TeO3）>c（H+）

B．c（Na+）+c（H+）>=c（HTeO3-）+c（TeO32-）+c（OH-）

C．c（Na+）=c（TeO32-）+c（HTeO3-）+c（H2TeO3）

D．c（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Ⅱ“中和”时，pH应控制的范围为_______________。

物质

Cu（OH）2

Mn（OH）2

Fe（OH）3

开始沉淀pH

4.7

8.3

1.2

完全沉淀pH

6.7

9.8

3.2

（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Ⅶ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：

pH

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2.0

2.1

钒沉淀率/%

8.1

91.8

96.5

98

99.8

9.8

96.4

93.0

89.3

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105mL0.1mol·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）】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Ⅱ需隔绝O2的原因________（用文字和方程式说明）。

（3）步骤Ⅲ中除铁发生的离子反方程式为______。

（4）步骤Ⅳ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）3

Cd（OH）2

Zn（OH）2

开始沉淀的pH

1.5

7.2

5.9

沉淀完全的pH

3.3

9.9

8.9

（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”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如右图所示：

①加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为___________。

②酸浸时，通入O2的目的是_____________，该反应的离子方程式为_________。

③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是____________。

（3）滤渣的主要成分为____________（填化学式）。

（4）“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+（Cr2O72－被还原为Cr3+），该滴定反应的离子方程式为_______。