冲刺985之专题微突破金属及其化合物专题15金属工艺流程(2)(基础版)(原卷版+解析)

专题15金属工艺流程（2）【专题必练】1．钛合金是航天航空工业的重要材料。有钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意图如下所示：已知：①TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中②TiCl4的熔点-25.0℃，沸点136.4℃；SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃回答下列问题：（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式_______，加入铁屑的作用是______。（2）操作Ⅱ包含的具体操作方法有______________________。（3）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因___________，废液中溶质的主要成分是____________（填化学式）．（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下图所示：写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式_______________，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质，可采用_______________方法除去．欲使16gTiO2完全转化为Ti，至少需要Na物质的量为___________。（5）TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解液为某种可以传导O2-离子的熔融盐，原理如图所示，则其阴极电极反应为：______________________，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有_______________．2．五氧化二钒（V2O5）是重要的催化剂，可用某钒矿石（含有V2O3、Fe、Al2O3等）来制备，工艺流程如下：请回答下列问题：（1）钒矿石“粉碎”的目的为__________。（2）“滤渣1”中除Al2O3、Fe(VO3)2、Fe(VO3)3外，还含有__________（填化学式）。（3）“酸浸”时，若用硝酸代替双氧水和盐酸，弊端为__________。（4）“滤渣2”的主要成分为MgCO3、Fe(OH)3和Al(OH)3，其中生成Al(OH)3的离子方程式为__________。（5）若“净化Ⅰ”时直接加入足量的(NH4)2CO3，可能导致的后果为__________。（6）“煅烧”时，还生成参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为__________。（7）产品中V2O5纯度的测定：称取产品ag，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液；再加入V1mLc1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液（VO2＋＋2H＋＋Fe2＋＝VO2＋＋Fe3＋＋H2O）；最后用c2mol·L－1KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4标准溶液的平均体积为V2mL。假设杂质不参与反应，则产品中V2O5的质量分数为__________%。【专题必练】1．钛合金是航天航空工业的重要材料。有钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意图如下所示：已知：①TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中②TiCl4的熔点-25.0℃，沸点136.4℃；SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃回答下列问题：（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式_______，加入铁屑的作用是______。（2）操作Ⅱ包含的具体操作方法有______________________。（3）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因___________，废液中溶质的主要成分是____________（填化学式）．（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下图所示：写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式_______________，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质，可采用_______________方法除去．欲使16gTiO2完全转化为Ti，至少需要Na物质的量为___________。（5）TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解液为某种可以传导O2-离子的熔融盐，原理如图所示，则其阴极电极反应为：______________________，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有_______________．【答案】TiO2+2H+=TiO2++H2O使Fe3+还原为Fe2+蒸发浓缩，冷却结晶，过滤(洗涤)溶液中存在水解平衡TiO2++(n+1)H2OTiO2•nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末与H+反应，降低了溶液中c(H+)，促进水解平衡向生成TiO2•nH2O的方向移动Na2SO4TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO蒸馏(或分馏)0.8molTiO2+4e-=Ti+2O2-O2、CO、CO2学#科网【解析】本题主要考查对于制备TiO2等产品的一种工艺流程的评价。2．五氧化二钒（V2O5）是重要的催化剂，可用某钒矿石（含有V2O3、Fe、Al2O3等）来制备，工艺流程如下：请回答下列问题：（1）钒矿石“粉碎”的目的为__________。（2）“滤渣1”中除Al2O3、Fe(VO3)2、Fe(VO3)3外，还含有__________（填化学式）。（3）“酸浸”时，若用硝酸代替双氧水和盐酸，弊端为__________。（4）“滤渣2”的主要成分为MgCO3、Fe(OH)3和Al(OH)3，其中生成Al(OH)3的离子方程式为__________。学.科网（5）若“净化Ⅰ”时直接加入足量的(NH4)2CO3，可能导致的后果为__________。（6）“煅烧”时，还生成参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为__________。（7）产品中V2O5纯度的测定：称取产品ag，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液；再加入V1mLc1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液（VO2＋＋2H＋＋Fe2＋＝VO2＋＋Fe3＋＋H2O）；最后用c2mol·L－1KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4标准溶液的平均体积为V2mL。假设杂质不参与反应，则产品中V2O5的质量分数为__________%。【答案】增大钒矿石的比表面积，加快焙烧速率，使焙烧充分MgO生成氮的氧化物等有毒气体，污染环境2Al3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑生成NH4VO3沉淀，使钒的利用率降低4NH4VO3＋3O22V2O5＋2N2＋8H2O点睛：解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程