专题19化工流程(练习)-2019年高三期末化学大串讲(解析版)

1、专题19化工流程1.一种从废钻镒催化剂含53.1%(CH3COO)2Co>13.2%(CH3COO)2Mn、23.8%CoCO3、6.5%Mn(OH)2、1.3%SiO2及对二甲苯等有机物等中回收钻和镒的工艺流程如下：MnO(OH)_HQ/水3始圾窿做MnClj逑液1N-s5V门度催化剂币-&TI_含Cc(NHj)：榛惟曲了CoS为第卜1K旎满©IhiCA八培健*uo者Cocq答复以下问题：(1)步骤焙烧的目的是.(2)步骤酸浸时,限制盐酸适当过量、溶液加热并充分搅拌,其目的是.(3)步骤MnCl2与H2O2和氨水反响的离子方程式为.(4)步骤调节pH时采用CH3COO

2、H和CH3COONa混合溶液,该混合溶液称为缓冲溶液,该溶液中加入少量的酸、碱或稀释时pH变化均不大,其中稀释时pH变化不大的原因是.(5)步骤硝酸溶解CoS生成Co(NO)2同时生成NO和S,该反响的化学方程式为.(6)步骤假设在实验室进行,所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外,还有(填仪器名称).(7)某工厂用mkg废催化剂最终制得CoOnkg,那么CoO的产率为.【答案】将二甲苯等有机物氧化除去,并将(CH3COO)2Co、(CH3COO)2Mn转化为无机物提升钻、镒的浸出率Mn2+H2O2+2NH3H2O=MnO(OH)2(+2NH4+H2O稀释时,CH3COOH电离度增大产生的H+和

3、CH3COO一水解程度增大产生的OH几乎抵消3CoS+8HNO3=3Co(NO3)2+3S+2NOT+4H2O8nx100%堪竭、泥三角【解析】焙烧可以将废钻镜催化剂中对二甲莘等有机物等氧化除去并将(CHHOOKC.、(C缶COO心In转化为无机物口(2)步骤酸浸时,限制盐酸适当过量、溶液加热并充分搅拌,使反响更充分,从而提升钻、镜的漫出率.(3)步骤(SMnCb与出6和氨水反响生成MxiO(OH)?和按盐,离子方程式为Mn2'+H2O1+2NH|H2O=MnO(OH)2；+2NH?+HzOj(4)缓冲溶液稀释时pH变化均不大,稀释时,CHCOOH电离度增大产生的H.和CH3COO水解

4、程度增大结合的H,几乎抵消.(5)步骤硝酸溶解CoS生成Co(NO)2同时生成NO和S,反响的化学方程式为；3CoS+8HNO3=3C<XNO3)!+3S+2NOT+4H1O5(6)固体加热分解用珀堀、泥三角、酒精灯和玻璃棒,所需的羟酸盐质仪器除酒精灯和聊向棒外,a®H埸、泥三角孑(7)mkg废催化剂中:53.1%(CH3COO)2Co生成CoO:mkgx53.1%x75477=0.225mkg：23.g%CoCO±生成CoO;而3乂23用乂75110=015啾屏产率项际产量理论产率-».225+0一15仙式100%-卫><100%.2.目前钻酸

5、锂(LiCoO2)锂离子电池应用十分广泛,从废旧钻酸锂理离子电池中回收铝、铁、钻、锂等元素成了重要的研究课题,某小组模拟工业流程从废旧电池中对上述元素进行提取.瓜春物没电：滤液1中阳离子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等;几种物质不同温度下的溶解度如下表所示：T/C20406080S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85S(Li2SO4)/g34.232.831.930.7(1)钻酸锂(LiCoO2)中钻元素的化合价是.(2)上述流程中将CoO2转化为Co3+的离子方程式为.(3)滤液1中参加Na2SO3的主要目的是;参加NaClO3的主要目的是(4)为了使Fe3+、

6、Al3+沉淀完全(通常认为金属离子浓度小于或等于10-5molL-1时表示已沉淀完全)参加氨水调节pH的最小值是(保存一位小数).：KspFe(OH)3=1.010-39,KspAl(OH)3=2.710'34,lg3=0.52(6)为得到高纯度的Li2CO3,需将粗产品Li2CO3与盐酸反响制得的LiCl进行电解.其原理如下图：电解时阳极的电解反响式为.电解后向产品LiOH溶液中参加过滤NH4HCO3溶液生成U2CO3,反响的化学方程式为.【答案】+34H+CoO2=2H2O+C03+将Co3+氧化为Co2+将Fe2+氧化为Fe3+4,5U2CO3溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减

7、少Li2CO3的损失2Cl-e-=Cl2T2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3+(NH4)283+2H2O【解析】C)钻酸锂(LiCoOz)中锂的化合价为+1、氧为-2价,根据化合物化合价代数和为0可知,钻元素的化合价是+3价w(2)根据流程可知,废旧电池燃烧除去碳及有机物后利用硫酸浸泡得到的漉液1中阳离子有C(yFe3、Al匕Li噂；故将CoQy转化为C©的离子方程式为4H+CoO=东Q滤液1中阳离子有氏、侬二AltL等：亚硫酸钠具有复原性,能将南化为Co2+-NaClOj具有氧化性,能将浸出港中的F色氧化为F3r(4)依据的KspAigHh-2"103KspFe(

8、OH)J=1.0xl0-J%可以求得Al泞口F产完全以氢氧化物沉淀时(即金属离子浓度小于INmolL1时)的pH分别为：43和34注,参加氨水调节pH的最小值是4.5(5)漉液3中参加饱和Na2com溶浦,过滤后j需要用“熟水洗涤的原因是Li2cOr溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可瀛少LK0尚损失予6)电解L1C1溶液时阳极氯离子失电子产生氯气,电解反响式为2Clw=CLh电解后向产品LiOH溶流中加入过滤NH4HC5溶液生成LiXXh,反响的化学方程式为2LiOH+2NH4HCOj=Li:CO3(NH4):C03+2Hd3 .鸨是熔点最高的金属,是重要的战略物资.自然界中鸨主要存在于黑鸨矿

9、中,其主要成分是铁和镒的鸨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、As的化合物.由黑鸨矿冶炼鸨的工艺流程如下:ftSaOH,III僮It浦端液淀渔I幅维信常清4一一膻14中如至pH-10：滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2.上述流程中,鸨的化合价只有在最后一步发生改变.常温下鸨酸难溶于水.(1)请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解反响生成Fe2O3的化学方程式：.(2)上述流程中向粗鸨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的杂质阴离子为SiO32、HAsO3HAsO42一等,那么净化过程中,参加H2O2时发生反响的离子方程式为,滤渣n的主要成分是(3)氢氧化钙和鸨酸钙(CaWO

10、4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小.以下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.c(Ca勺T1t2(填">或“<)'THKsp(CaWO4)将鸨酸钠溶液参加石灰乳得到大量鸨酸钙,发生反响的离子方程式为【答案】4FeWO4+O2+8NaOHJ2Fe2O3+4Na2WO4+4H2.H2O2+HAsO32HAsO42+H2OMgSiO3MgHAsO4-101M0_2_.WO4+Ca(OH)2=CaWO4+2OH【解析】(1)根据流程图可知鸨酸亚铁和氢氧化钠、氧气反响生成氧化铁和鸨酸钠,反响的方程式为4FeWO4+O2+8NaOH2Fe

11、2O3+4Na2WO4+4H2O;(2)根据以上分析,参加H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-,离子方程式为H2OHAsO3HA50i2-+H20,漉液I中存在S15AHAsOyHAsOd等离子,经过调解pH值后,参加氤化镁,吊炉,沉淀SiCh%HAsShHAsO5等离子,滤渣U的主要成分是MgEiOhMgHAsOx;(3)0艮据图象可知,氢氧化钙和铐酸钙在钙离子浓度相同时,温度下阴离子浓度大于乃,说明L时的溶度积大于口,溶度积越大,那么溶解度越大;和口时治解度较大,由于“氢氧化钙和铛酸钙(CaWOG都是微落电解质,两者的咨解度均随温度升高而减小：那么T<T25T1时Ks

12、p(CaWO4)r(Ca>)(WO产)=1x10-5x1x10-3=1x10-1%将铛酸钠溶液参加石灰乳j发生复分解反响,氯氧化钙和锯酸根离子反响生成铝酸钙沛淀,反响的离子方程式为WO+2-+a(OH)2=CaWO2OH-c4 .二氧化铺(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质).某课题组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到纯洁的CeO2和硫酸铁俊晶体.螭酸A,HA|_注液IN2H滤液2含B)：CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液.答复以下问题：(1)滤液1中参加H2O2溶液的目

13、的是.(2)设计实验证实滤液1中含有Fe2+.(3)在酸性溶液中,Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反响生成FaO,书写该反响的离子方程式(4)由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式.(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.531g,加硫酸溶解后,用浓度为0.1000mol的FeSO,标准溶液滴定至终点时(铺被复原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液.该产品中Ce(OH)4的质量分数为(结果保存两位有效数字),Mr(Ce)=140.【答案】使Fe2+氧化为Fe3+取少许滤液1,滴加铁氧化钾溶液,有蓝色沉淀生成,那么证实滤液1中有Fe2+Fe2+2FeO(OH)=Fe3O4+2

14、H+4Ce3+O2+12OH+2H2O=4Ce(OH)4J0.98或98%【解析】(1)：c不溶于稀疏酸,废玻璃粉末(含%Oh也5、CeC*F2等物质)中也不SiOi溶于酸,参加稀硫酸可将CeO=和SQ与Fe.、FeO别离,滤液1中参加出Ch的目的是使氧化为Fe5(2)亚铁离子有复原性能使酸性高铸酸钾褪恒,也与铁氧化钾生成蓝色沉淀,故证实滤濯1中含有Fe2+方法为：取少许滤液1,滴加铁氧化钾溶液,有蓝色沉淀生成,那么证实滤液1中有(3)F卢巧容液可以和难溶于水的FeO(OH)反响生成F电00根据电子得失守恒和原子守恒可知该反响的离子方程式为F炉“+2FeO(OH)=F曰04+2Hr(4)滤液2

15、为含有C声的溶液,参加碱并通入氧气将Ce从43氧化为X后Ce3窄化为沉淀C«OH>,离子方程式为：4CeJ+Oj+120H+2比0=4C«0HJ*L(5)用0.1000moLLFeS04溶灌滴定至终点,锌被复原成8+,那么用就氧化为Fe,那么C,OH>*CB-FuSO4,所以nCH0HXHi(FeSCU)-0J冕25乂lOhngmCe(OH>4-04x25x10208g,该产品中Ce(OH)4的纯度的表达式为"%100=9g%.5.三氧化二钻(CO2O3)常用于制滤光眼镜的添加剂、催化剂和氧化剂.以含钻废料(主要成分CoO、CO2O3,含有少量M

16、nO2>NiO、FQ3O4)为原料制备CO2O3的流程如下：(1)研磨的目的是.滤渣1的主要成分为(填化学式).(2)酸浸时双氧水的作用有.不能用盐酸代替硫酸,由于CO2O3与盐酸反响生成C12,污染境,该反响的离子方程式为NHiHCS、象本(舍研)崂机相(含NP)一再生利用囿OHhCoHOHhCOj*蛾阂TMj(3)在实验室里,萃取操作要用到的玻璃仪器主要有.有机相再生时提取出的Ni2+可用于制备氢馍电池,该电池充电日的总反响为Ni(OH)2+MNiOOH+MH.那么放电时正极的电极反响式为(4)沉钻时发生反响的离子方程式为.煨烧时发生反响的化学方程式为.【答案】增大固体与液体的接触面

17、积,使酸浸速率更快,酸浸更充分MnO2亚铁离子氧化为铁离子Co2O3+6H+2C1-=2Co2+CI2T+3H2O分液漏斗、烧杯NiOOH+e-+H+=Ni(OH)22Co2+HCO3-+3NH37H2O=Co2(OH)2CO3+3NH4+H2O2cO2(OH)2CO3+O2二2cO2O3+2CO2+2H2.【解析】(1)研磨的目的是增大固体与液体的接触面积使酸浸速率更快,酸浸更充分3根据流程可知,铁离子变为氢氧化铁,镁离子进入有机相,水溶清中含有CW*,经过一系列过程,最后得到氧化钻,所以滤渣1的主要成分为岫10"综上所述r此题答案是：增大固体与液体的接触面积,使酸浸速率更快,酸浸

18、更充分；MnOimQ感浸时,参加双氧水能够把亚铁离子氧化为铁离子孑CsOm与盐酸发生氧化复原反响生成Ch,CoCh和水,该反响的离子方程式为：CsOmYH"2Cr=2Co>+CLT+3氐.5综上所述,此题答案是：亚铁离子氧化为铁离子JCo:03-h5H+2C1-=232ChT+JHjO+.充实睑室里,萃取操作要用到的玻璃仪器主要有分液漏斗、烧杯；电池充电时的总反响为Ni(OH>1+xLNiOOH+MH,放电时正极发生复原反响所以正极的电极反响式为:NiOOH+f+HNi(OH)i;综上所述,此题答案是；分液漏斗、烧的NiOOH+H+=Ni(OH)io(4统艮据流程可知：含

19、有Co>离子的溶液中参加碳酸氢钺和氨水,反响生成Cs(OH)RO箝沉钻时发生反响的离子方程式为：2c东2HCOr+3NHTaO=CoXOH)2CQ3+3NH4rHiO;在空气中燃烧Cs(OHhCOh反响生成CsCh和CO2,化学方程式为：2Cs(0H)£.三+0"=2co36+2C6+2H9j综上所述,此题答案是：2cdit+HCQr+3NHrHaO=Cs(0HhC5+3NHT+HiO42cs(OH)iC5g1=2coich+2cor+ZHiO06.氧化镁是优良的阻燃剂,同时在医药、建筑等行业的应用也十分广泛.用硫酸镁复原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索.以菱镁矿(主

20、要成分为MgCOa,含少量SiO?、FeCO3等)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：在水溶液中生成氢氧化物沉淀的pH:Mg(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时9.47.61.5完全沉淀时10.49.72.8(1)菱镁矿酸溶前需要粉碎,目的是.(2)参加H2O2氧化时,发生反响的离子方程式为.(3)加氨水调节溶液的pH范围为,滤渣2的主要成分是(填化学式).(4)流程图中在获得滤渣2的过滤与煨烧之间要经过的操作步骤为、过滤等操作,得到MgSO4XH2O晶体.(5)十段烧12.3gMgS.4XH2O晶体得到2gMgO,那么x值为.【答案】提升酸溶速率2Fe2+H2O2+2H+=2Fe

21、3+2H2O2.8<pH<9.4Fe(OH)3蒸发浓缩、冷却结晶71解析】(1度镁矿粉碎是为了增大接触面积,提升酸溶速率.Q型铁离子被过氧化氢氧化,离子方程式为：2Fe>+H：O2+2H-=2Fe-h2HjO;调节溶滋的pH,使铁离子沉淀,但镁离子不能沉淀,报据表格数据分析,pH范围为2&pH=94,滤渣3的主要成分为Fe(OH)女(4瘦得到硫酸镁晶体,需要将滤液进行衰发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤,枯燥得到硫酸镁晶体.(5)MgSO+xHj0MgO12M8x40123240r计算x=707.以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥(主要含MgO、SiO2、F殳Os,另含少量FeO

22、、CaO、Al2O3、B2O3等)为原料制取MgS047H2O的工艺流程如下：Ca(C10)门晚J整泥T库卜?>it*津薇fI过甚卜川州第过滤卜+|法结品省*'7HjO【答案】漏斗引流Na2SiO3、CaSiO3调pH,使Fe3+、Al3+等形成氢氧化物沉淀而除去2Fe2+ClO-+2H+=2Fe3+Cl-+H2O3.410-8CaSO4或CaSO4-2H2.【解析】CD过滤操作需要烧杯、漏斗、玻璃棒,这三种玻璃仪器都是桂酸盐仪器j其中玻璃棒的作用是引滂,预防液体溅出的作用鼻因此,此题正确答案为：漏斗3引流J(2)根据以上分析滤渣1中主要成分为SiOl是玻璃的主要成分之一,玻璃另

23、外两种主要成分的化学式为N&SiS、CaSiOs.除杂过程参加MgO的作用是调pH,使AP等形成氢氧化物沉淀而除去“因此,此题正确答案为：NajSiOj.CaSiOj;调pH,使Fu3AF噂形成氢氧化物沉淀而除去；(3)次氯酸钙具有强氧化性,能将Fd+氧化为F针,“除杂口时参加次氟酸钙发生2Fd*+Clg2H+=22©+H.因此,此题正确答案为：2FW“C1T+2H氏产+CF+H1O5(4)当A片恰好完全沉淀,此时c(AP?RWFoLL,溶液中.珏浓度,根据KspAl(OH)3=3.2xlO-341可得c(OH>y3,2x10-2%那么根据KspFe(OH)5=IDIN

24、,可得溶液中eg»茎篝£就工=3"10-molT,因此,此题正确答案为：3.4xlO-»j根据以上分析,滤渣3主要成分的化学式是CaSQi或CaS5组O口因此,此题正确答案为：CaSO4或CaSCU.迎O.8,工业上通过电解MnSO4和ZnSO4制取Zn和MnO2,原料为软镒矿和闪锌矿.软镒矿主要含有MnO2(约70%)、SiO2、AI2O3,闪锌矿主要含有ZnS(约80%)、FeS、CuS、SiO2.I.(1)为了测量软镒矿中MnO2含量的测定,现将14.5g软镒矿溶于足量的稀硫酸中,参加足量的碘化钾晶体,充分反响后,过滤,将滤液加水稀释至1L,取25

25、.00ml该溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液作指.、.,-1».、一、.、.一、.一?一八、.一A>_t.布剂,用0.1000molL的标准Na2s2O3溶披滴定,消耗标准放50.00ml,那么软镒矿中MnO2含量.(已知：2KI+2H2SO4+MnO2=l2+2H2O+MnSO4+K2SO4；I2+2S2O32=2I+S4O62)n.研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,工艺流程如下图.请答复以下问题：软瞌矿闪锌旷Zn适量硫酸一反响】*反响I!4反响I"5、SiOaCuFe(OH)jCOA1(OH)32反响I后过滤所得滤液中含有有CuSO4的化学方程式(3)

26、(5)(6)*反响IV-wNajSOiMn2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子.试写出反响I中生成假设反成n参加的锌过量,还会进一步发生反响的离子方程式为反响ID中参加MnO2的作用是离子方程式表不反响V的条件是电解,电解时均用惰性电极,阳极发生的电极反响可表示为图是Na2SO4和Na2SO410H2O的溶解度曲线g/100g水,那么IV中得到W2SO4固体的操作是：将别离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶用乙醇洗涤一枯燥.用乙醇洗涤而不用水洗的原因是O【答案】60%MnO2+CuS+2H2SO4=Sj+MnSO4+CuSO4+2H2OZn+Fe2+=Zn2+Fe或Z

27、n+Mn2+=Zn2+Mn4H+MnO2+2Fe2+=Mn2+2Fe3+2H2OMn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+趁热过滤预防Na2SO4固体因溶解而减少；预防形成结晶水合物【解析】(1)2KI+2H2SO4+MnO2=I2+2H2O+MnSO4+K2SO4；I2+2S2O32=2I+S4O62,MnO2I22s2O32-,n0r1000mol'LlJi0.050Ln-OOO25mo1,IL溶滴中含MnOi物质的量=0.0025molx乎THmol,那么软镒矿中MnOi含量二5Jim口以g一3mtilli5gx10060%;S依据流程图分析判断,反响I的滤液中含有MnS04、

28、ZoSO,CuSO4xFei(S04)AhgO/X等,软镒旷和闪锌矿中的VnOijCuS在酸性溶浦中发生的氧化复原反响生成生成CuSS和MuSO*疏单质,反响的化学方程式为：MnCh+CuS+ZHiS.产S+CiiSO4+MiiSOq+2H2.流程分析,反响I的滤洒中含有MnS."Z11SO4,CuS04.FeMSO.、Ah(SO.等,参加锌反响生成铜,锌的主要作用是参加适量和铁离子反响生成亚铁离子,把铜离子转化为铜除去3锌过量会继续反响置换出钱才反响的离子方程式为：Zn+Fe1+=Fe+Zn2+sSZn+MnMn-Zni(4)反响m中参加Mn5的作用是将FR氧化为F铲,发生的反响离

29、子方程式为4H*+inCh+2Fe2+=Mn+2Fe3+2H2O;(5)反响V的条件是电解,电解时均用惰性电极,二氧化镜是在阳极镒离子失电子生成,故阳根发生的电极反响可表示为：Mn"-2efNfbAMnOTH七图象分析可知温度高时析出硫酸钠,温度(邸寸析出疏酸钠结晶水合物晶体,所以需要趁热过滤,洗涤晶体时用Z酷洗涤预防形成结晶水合物,故答案为：趁热过滤,预防N力SCU固体因溶解而减少4预防形成结晶水合物NSOrlQJtO晶体.9.工业上,以钛铁矿(主要含FeTiOa,还含有Fe2O3和AI2O3、SiO2等杂质)为原料制备二氧化钛并得到副产品绿矶(FeSO47H2O)的工艺流程如以下

30、图所示.：TiO2+在一定条件下会发生水解.答复以下问题：(1)要提升酸浸时钛矿石的溶解速率,可行的举措是(写一条即可).黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+,步骤主要反响的化学方程式是.(2)步骤中,参加铁粉的主要作用是,同时也会将局部TiO2+复原为Ti3+.(3)向滤液2中通入空气的目的是(用离子方程式表示).(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤中参加热水稀释将TiO2+转化为Ti(OH)4的原因:.(5)副产品绿矶中含有杂质Al2(SO4)3o要将副产品进一步提纯,请结合右图的绿矶溶解度曲线完成提纯过程：将副产品溶于稀硫酸中,充分搅拌后,用NaOH溶液调节反响液的pH约

31、为5,过滤沉淀后得到FeSO,溶液,过滤,用冰水洗涤,低温枯燥,得到FeS047H20晶体.(6)用氧化复原滴定法测定制备得到的产品中TiO2的质量分数：在一定条件下,将一定量的产品溶解并将TiO2复原为Ti3+,再以KSCN溶液作为指示剂,用硫酸铁俊NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti0至全部生成Ti4+.滴定终点的现象是.滴定分析时,称取TiO2试小¥0.2g,消耗0.1mol/LNH4Fe(SO4)2标准溶液24.00mL,那么TiO2的质量分数为【答案】粉碎矿石或加热反响物或及时搅拌等FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO,+2H2.将Fe3+转化为Fe2+并预

32、防Fe2+被氧化4Ti3+O2+2H2O=4TiO2+4H+TiO2+在溶液中水解：TiO2+3H2O*Ti(OH)4+2H+AH>0,当参加热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成Ti(OH)4加热浓缩得到60C的饱和溶液,再冷却至室温(或0C)结晶滴入最后滴标准溶液时,锥形瓶内溶液变成红色,且半分钟不褪色96%【解析】(1)要提升酸漫时钛矿石的溶解速率,可增大接触面积、加热或加快搅拌s黑钛液中生成的主要阳离子有110>和FW他们的存在形式是T1OSCU和FeSO4,反响的化学方程式是:FeTiO3+2H-SO4=FeSO4+T1OSO+犯Oj(2)由Cl)可知黑钛液中生成的主要阳离

33、子有TiET口参加铁粉的目的除了可将局部TQ"复原为丁声之外,还可将F3Y专化为F业并预防裱氧化占(3)向滤液2卬通入空气,可寻三价的钛离子氧化成T1CP-,用离子方程式表示为二4万“+6+2HQ=4TQ+4H+(4) TiO>在一定条件下会发生水解生成Ti(0H)4氢离子,溶液中存在平衡TiO>+3出OoTi(OHX+2HH>0,当参加热水稀程、升温后f平衡正向移动,生成口(0协工(5)根据金属离子沉淀的pH值,通过滴加NaOH溶液调节pH至5.0把AF滁去,过漉即得到F咨04溶深,加热浓缩得到60,C饱和溶液,然后放在泳水中冷却至室温,冷却结晶,后过滤,洗濠,低

34、温枯燥,得到F*O47H力晶体口(6)T1S中Ti的化合价由+4价一+3价,化合价降低,把F*氧化成Fe31Fe3:与KSCN溶液,溶港变红,即滴定到终点的现象是：滴入最后一滴标准溶液时,锥形瓶内溶液变成红色,目半分钟不褪色汗依据得失电子数目守恒,有二n(Fe1+)xI=n(TiCh)l?即mTi6)=ii(Fa)=24xlO0.1mDl=2.4xlQ如叫其质量分数为2,4x103x8O/O2xlOi=9d%>10.以高硫铝土矿(主要成分为AI2O3、Fe2O3、SiO2,少量Fe$和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的局部工艺流程如下：空气、少量CaO、式)H溶液FcSi1

35、Ij一旷粉一,培烧|.碱浸|一I一"T芋T磁选|灌液SOi(1)流程中将高硫铝土矿磨成矿粉的目的是(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如下图.培烧盘度,仁*?<等健7«培烧后矿粉中丁元素总质量：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600C；硫去除率=(1焙烧前矿粉中硫元素总质量)X100%.不添加CaO的矿粉在低于500C焙烧时,去除的硫元素主要来源于700c焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是(3)由过滤得到的滤液生产氧化铝的反响过程中涉及的离子方程式是.(4)过滤得到的滤渣中含大量的Fe2O3

36、.F%O3与Fe&混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反响消耗的n(FeS?)：n(Fe2O3)=.【答案】增大反响的接触面积,加快化学反响速率FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3J+HCO-、2Al(OH)3与AI2O3+3H2O1：16t解析】将高硫铝土矿磨成矿粉,可以增大反响的接触面积,加次化学反响速率；(2)由于多数硫酸盐的分解温度高于皿度,Fe&在低于500P焙烧时,能与空气中的氧气反响生成氧化铁和二氧化硫,故不添加氧化钙的矿材在焙烧时,去除的磕元素主要来源于FeSv700T,焙烧时添加氧化钙后,硫

37、元素转化为硫酸钙而留在矿箱中使硫矿粉硫去除率降低IC3)滤液中含有A1O,用滤液生产氧化铝的反响过程中涉及的离子方程式是川01+00>2比O=Al(OH)n+HCO九2Al(OH)jAbOj+3H2O(4)分析反响前后元素化合价的变化,利用得失电子守恒知：2/3n(FeSi)+5乂加(FeSi)=1/3«2n(FsCh).解得用(FeS:)：«(FeiQs)T:16中11.铭合金具有高硬度、耐腐蚀特性,广泛应用于精密仪器制造,由高碳铭铁合金废料制取铭的简单流程如下：Cr+H2SO4=CrSO4+H2T请答复以下问题：请答复以下问题：(1)稀硫酸酸浸过程中,提升浸出率的

38、举措有(写一条即可).浸出率二(：溶解倍通索质ft(2)用纯碱调节溶液酸度,假设纯碱过量,那么可能导致的后果是,副产物中两种主要物质的化学式为(3)参加草酸发生反响的离子方程式为;利用铝热反响冶炼铭.请写出该反响的化学方程式(4)向滤液中通入空气,参加氨水后发生反响的化学方程式为(5)利用如图装置,探究铭和铁的活泼性强弱.稀魄腼能证实铁比铭话泼的实验现象是,工业上,在钢器具外表镀铭,用硫酸铭(CrSO4)溶液作电解液,阴极的电极反响式为.(6)高碳铭铁度料中铁铭元素质量比为14:13.上述流程中铁元素转化草酸亚铁的利用率为80%.废料中提取金属铭的总转化率为95%,如果得到草酸亚铁品体(FeC

39、2042H2O)质量为18.00吨,那么可以冶炼铭的质量为吨(结果保存1位小数).【答案】加热、搅拌、适当提升稀硫酸浓度等(答案合理即可)Cr2+、Fe2+水解或沉淀Na2SO4、NaHSO,uFe(OH)2+H2c2O4=FeC2O42H2OJC2O3+2AlAl2O3+2Cr4CrSO4+O2+8NH3H2O+2H2O=4Cr(OH)3J+4(NHl)2SO4铭极上产生气泡Cr2+2e-=Cr6.2山心溶解倍冠泰旗M【解析】(i)：固体初加已城口,稀硫酸酸浸过程中j提升节受出率的举措就是加快化学反应速率,结合影响化学化学反响速率的因素进行总结,例加热、搅拌或适当提升稀硫酸浓度等口(2)用纯

40、碱调节溶液酸度,假设纯碱过量,由于8/水解显碱性,那么可能导致Crt沉淀,根据反响流程图,副产物中两种主要物质的化学式为Na2SO*(NHOiSCU(3)参加草酸发生反响的离子方程式为5利用铝热反响指用金属铝矛脸属氧优物反响冶炼金属.铝热反响冶炼铭的化学反响方程式C门Om+2Al=AbO计2Cro(4)向滤液中通入空气,参加氨水后发生反响的化学方程式为4C1SO4+O2+SNH5HiO+2HiO=4Cr<OH)jl+4(NH4)iSO4(5)由装署图分析此装置为原电池j铭和铁做电极材料,电解质为稀硫酸,根据原电池工作原理,活泼金属做负极,所以铁做负根失电子,铭做正极,溶液中导电子生成氢气

41、,所以铭极上产生气泡,说明铁的金属活潴性比铭强.在钢器具外表镀铭,钢器具做阴极用硫酸铭(aso)容流作电解液阴极的电极反响式为Cr+2e-=Cro(6)由得(FeCQ迎O)的物质的量为(18xlOyiSOgjnollOimol铁元素转化草酸亚铁的利用率为加限所以混合物中铁的含量为10ol180%=L25xl0mol高碳铸铁度料中铁铭元素质量比为14:13,；说明铁和珞原子个数比为1：1,所以混合物中铭的含量为1-35x10mH,流程中废料中提取金属铭的总转化率为95%,可以治炼铭的质量为1.25x10molx95%x52g.morl=6,2x1mg=62吨.12.ZnO在医药、石化等领域有广泛

42、的用途.研究小组用某闪锌矿(主要成分ZnS,含有FeS、SiO2、MnCO3等杂质)制备氧化锌和硫单质,设计如下流程：N&jCOjWM灌1足空气*气体卜*磁单桢-awt-t滤流2?MOq沉淀X)ZnOKMnO#溶液请答复以下问题：(1)滤渣1的化学式为,任写一种该物质的用：.(2)沉淀X的化学式为.(3)转化I中氧化剂和复原剂的物质的量之比为.(4)转化II中主要反响的离子方程式为.(5)假设Ksp(ZnCO3)=1.510-【答案】SiO2制光导纤维、制玻璃、冶炼硅等Fe(OH)31:22MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2J+4白、MnO4+3Fe2+7H2O=MnO2J+3

43、Fe(OH3J+5白1.5mol/L1L+(1.510-10/1.0W_5)mol/L2L/1L烧杯、漏斗、玻璃棒用玻璃棒引流向过滤器中加蒸储水至浸没沉淀,待水自然流下,重复操作23次【解析】(1)根据题中所给信息分析,SiO2不与硫酸反响,其余物质都可以和硫酸反响,所以滤渣1为SiO2,溶液中离子浓度w1.0X-fomol/L时,认为该离子沉淀完全.那么欲使1Lc(Zn2+)=1.5mol/L溶液中Zn2+沉淀完全,需参加等体积的W2CO3溶液的物质的量浓度至少为(列出计算式,溶液混合时体积变化忽略不计).(6)系列操作包括过滤、洗涤、枯燥.过滤所用的玻璃仪器有;洗涤沉淀的操作为SKh可以制

44、光导纤维、制玻璃、冶炼睢等.(2)滤液1中包含的离子有Fe、Zn=Mn%调pH=5并参加KKfnd会将F寸变成F/OH)?沉淀故沉淀X的化学式为Fe(OH)3o(3)由题意可知转化I的为2H=S+O2=2S+2H2O7氧化剂.口与复原剂的物质的量比为2小(4)转化II中KMnO4可以将Rin铝口Fe2有化,对应的方程式为2A玷0什3及111"十2氐0=5岫161+4¥、RlnCh+3F3+7H2gMl1OU+3F«OH)三；+5H+(5)假设体积均为1L,将灰沉淀需要的NaiCO溶滞的物质的量为1.5moLLxlL,由于Ksp(ZnCOO=c(Z卢Ac(CO尸尸1

45、0乂1.5血皿工(70；)=1.5乂10巴所以«./)=1.5乂10叫1.0乂105molL,因为是等体积混合,所以这局部NaiCOj溶液的物质的量为(LW10顼L0xLg)mM,Lx2L,所以碳酸钠溶液的浓度为L5moiLx1LHL5k10/W10xl04)moILM2L1L.(6)过滤所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒洗涤沉淀的操作为：用玻璃棒引漪向过滤器中加蒸得水至浸没沉淀,待水自然流下,重复操作23次口13.工业上利用伊锂辉矿(LiAlSi2O6和少量MgO、CaCO3杂质)制备金属锂,工艺流程如下：常*东心皿端用港港imAilq才甑1:工：；T6七XI：SOa泊湾C3岫6(

46、反响叵答复以下问题：(1)3锂辉矿的主要成分LiAlSi2.6中存在的原子团为.(2)工业上加快酸浸速率除调整硫酸浓度、升高温度外还可以采取的举措为.浸出液中参加CaCO3的主要作用为.一定温度下,Ksp(CaCO3)=2.51灯9,Ksp(Li2CO3)=1.610-3,假设反响n的溶液中c(Ca2+)和c(Li+)均为1.0molL-1,那么开始滴加稀W2CO3溶液时,理论上c(CO32-)应限制的范围为;实际操作中CaCO3和Li2CO3可能同时析出,从而造成Li+损失,一种改良的工艺是利用草酸钠代替Na2CO3作为沉淀剂,分析使用草酸钠的原由于.(4)反响出的离子方程式为.常温下,Na

47、2CO3的溶解度为29.4g,判断反响出能否使溶液中Li+沉淀完全(列式计算).化学上规定,当某离子浓度W1(5moll-1时即可认为该离子沉淀完全(5)高温下发生反响W的化学方程式为.(6)一定温度下,LiAlSi2O6与不同浓度的硫酸反响30min时结果如下表所示：-1c(H2SO4)/molL,1.05.010.016.018.0Li浸出率/%3060908070Al浸出率/%306040100试分析酸浸过程中,假设使c(H2SO4)=10.0molL-1,那么该工艺条件的优缺点为.【答案】SiO32-粉碎、搅拌中和过量的硫酸,调节溶液pH2.510-9molL-1<c(CO32-

48、)w1.6乂310molL-1草酸钙难溶于水,而草酸锂易溶于水2Li+CO32-=U2CO3J当c(Li+)=1.010-5molL-1时,c(CO32-)=1.6W-3/(1.01疥5)2=1.6107molL-1,远大于饱和Na2CO3溶液的浓度,故Li+没有沉淀完全3Li2OK+2Al=Al2O3+6Li优点：反响速率快,Li浸出率高；相同浸取率需要的反响温度低,消耗能量少.缺点：Al浸出率较高,需要增加除Al杂质的步骤【解析】里辉矿(主要成分为LlAISSOm还含有少量MgO、CaCS等杂质)为原料来制取金属锂,参加过量浓硫酸溶解P4里辉矿,参加碳酸钙再参加适量石灰乳,使镁离子沉淀完全

49、,参加稀碳酸钠沉淀钙离子,过滤得到溶流中主要是锂离子的、溶海,蒸发浓缩,参加碳酸钠沉卷锂离子生成碳酸锂,洗?后惯烧得到氧化铝,参加铝端高温条件下置换出锂同时生成氧化铝书.邛4里辉矿的主要成分LiAISqOd为硅酸盐,存在的原子团为Sis%Q)工业上加快酸浸速率除调整硫酸浓度、升高温度外还可以采取的举措为粉碎、搅拌口浸出涌中参加CaCO3的主要作用为中和过量的硫酸,调节溶液pH,使于除去镁离子(3)反响U应该限制钙离子沉淀完全而锂离子没有开始沆淀,溶液中c(Ca力和c(LF)均为10mo】LiRp(CaCO0=c(C*+)c(CO/)=25m102得c(CO-尸2一5幻0匕K/Li：3com尸曰

50、(Li+)4coy一尸1,6其10之得c(C0/)=L6Tg,故理论上?C0s3)应限制的范围为2.5乂10口molLl<c(COP-)<1.6xl(pmol-L七实际操作中CaCOi和LFCOm可能同时析出,从而造成U*损失,一种改良的工艺是利用草酸钠代替N蜀COM乍为沉淀剂,由于草酸钙难,溶于水,而草酸锂易溶于水4反响m是碳酸钠与硫酸锂反响生成碳酸锂和硫酸钠,反响的离子方程式为2LF+C0/=Li2CO31j当c(Lr>L0*IO5mHL4时,CQa即=16k1Q%q0氨1伊呼=16乂10二molL.远大于饱和NaiC6溶滞的浓度,故口啜有沉淀完全;高温下发生反响IV的化

51、学方程式为3LizO+2AlAhCh+65酸浸过程中,假设使c(H+00=100molL那么该工艺条件的优点反响速率快jLi浸出率高;相同浸取率需要的反响温度低,消耗能量少块点：A1浸出率较高,需要增加除A1杂质的步骤中14 .煤肝石(主要成份是SiO2和Al2O3还含有少量的Fe2O3、K2O、TQ2)活化后,可以制备六水三氯化铝(AlCl36H2O),工艺流程如以下图所示.4ttlalBM答复以下问题:(1)焙烧至700c左右可使煤肝石活化,活化过程中会发生一系列反响,写出SiO2与K2O反响的化学方程式,焙烧后的肝石颗粒有微孔,不需研磨成粉即可进行酸溶,原因是.(2)本工艺的突出特点是通

52、过向饱和溶液中通HCl来得到产品和对一次残渣进行二次酸浸,HCl的作用是和抑制Al3+水解,二次酸浸的目的是.(3)四轮循环后所得结晶滤液中,含有较多杂质离子,必须在常温下进行如以下图所示的处理：Ksp(Fe(OH)3=1.010-38,Ksp(Al(OH)3=1.0W-33,当离子浓度等于1.0»0-5molL-1时,可认为其已沉淀完全.滤渣1中所含金属元素为,获得滤渣2时,应调节溶液的pH至少为,在该流程中,滤渣3可循环使用,那么生成滤渣2的离子方程式为.【答案】SQ2+K2O驷"K2SiO3肝石颗粒有微孔,与酸溶液接触面积较大降低产品的溶解度提高原料的利用率Ti(或钛

53、)3Fe3+Al(OH)3=Fe(OH)3+Al3+【解析】SiO?是酸性氧化物与碱性氧化物反响生成含氧酸盐,货6与KQ反响的化学方程式:SiQ2-KiO700-CKiSiOi焙烧后的阡石颗粒有微孔,不需研磨成就即可进行酸溶,奸石颗粒有微孔,与酸溶液接触面积较大,Q)本工艺的突出特点是通过向饱和溶液中通HC1,来得到产品和对一次残渣进行二次酸浸,HC1的作用是降低产品的溶解度和抑制AP-水解,二次酸浸的目的是：提升廨斗的利用率s.)当离子浓度等于LOHOWmHL/时,由Ksp(Fe(OH)3=LOxlOc(OH):-LOxlO-llniol-L-bpH=3YLU*1Q时铁沉淀完全；同理,K双川

54、(0a=1.0k0叫c(OH)-J7=40lNmolL“,pH=4.6日曲目沉淀完全；滤渣1中所含金属元素为Ti(或钛),滤渣2的主要成分是氢氧化铁,pH=3时铁沉淀完全,获得滤渣2时,应调节溶液的pH至少为3,在该流程中,滤渣3主要成分是氢氧化铝,可循环使用,那么生成滤渣2的离子方程式为Fe3+Al(OH)3=Fe(OH)3+Al3+.15 .为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO反响条件略).活化硫铁矿的主要成份是FeS2.请答复以下问题：(1)第I步H2SO4与Fe2O3反响的离子方程式是.(

55、2)第n步中硫铁矿中的S被氧化到最高价态,相应的离子方程式为.(3)第n步中检验Fe3+是否被完全复原的实验方法是.(4)第出步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第IV步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe"不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽.通入空气引起溶液pH降低的原因是.(5) FeSO4在一定条件下可制得Fe&(二硫化亚铁)纳米材料.该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反响为4Li+Fe&=Fe+2LizS,正极反响式是.【答案】Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+16H+2SO42取少量溶液于一洁净

56、试管中,向其中参加少量KSCN溶液,假设溶液不出现红色,那么Fe3+被完全复原,否那么没有Fe2+被氧化为Fe",Fe"水解产生H*.(或写出方程式4Fe2+O2+10H2O=4Fe(OH)3+8I+I)FeS2+4Li+24e=Fe+2Li2s或FeSz+4e=Fe+2S【解析】此题以硫铁矿烧渣为原料制备FeSCh的流程为载体,考查方程式的书写,F3+的检脸,Fe>的氧化性和F封呃水解,电极反响式的书写.(1)第I步H1SO4与Fe反响生成Fez(SO4)3和氏03反响的离子方程式为卬.¥项1、如针+3E0口(2)第I步获得的滤沌为Fe：<S0+)3j第n步参加活化硫铁矿,磴铁矿中的S被氧化到最高价态,即硫铁矿中的§被氧化成£0产,那么Fe5襁复原成F/,写出主要反响物和生成物：FeS壮FeTF/+SQ/n在反响中S元素的化合价由价升至礼价,陛立中两个3共升高14价,氏元素的化合价由与价降至+2价1根据元素化合价升降总数相等配平：F蟋叶14FuAt15FcA+2£O广,根据原子守恒和溶液呈酸性配平,F42+14F*内坨O=15Fe>+2EO#+16H(3)检脸F3+是否被完全复原用KSCN涛液实脸方法是：取少量溶液于一洁净试管中,