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工艺流程汇总0206.docx
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工艺流程汇总0206
2019工艺流程汇总
【2018新课标1卷】
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题:
(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式__________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
①pH=4.1时,Ⅰ中为__________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__________。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后,_____________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·L−1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。
滴定反应的离子方程式为_____________,该样品中Na2S2O5的残留量为________g·L−1(以SO2计)。
【2018新课标II卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题:
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________;氧化除杂工序中ZnO的作用是____________,若不通入氧气,其后果是________________。
(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
以往真题:
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江西卷】
(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-)
2018工艺流程汇总
2018I.【答案】
(1)2NaHSO3
Na2S2O5+H2O
(2)①NaHSO3②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O-4e-
4H++O2↑a
(4)
+2I2+3H2O
2
+4I-+6H+0.128
2018II.【答案】
(1).ZnS+
O2
ZnO+SO2
(2).PbSO4(3).调节溶液的pH
(4).无法除去杂质Fe2+(5).Zn+Cd2+
Zn2++Cd(6).Zn2++2e-
Zn(7).溶浸
以往真题:
1.【答案】
(1)100℃、2h,90℃,5h
(2)FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++
+2H2O
(3)低于40℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降(4)4
(5)Fe3+恰好沉淀完全时,c(
)=
mol·L−1=1.3×10–17mol·L−1,c3(Mg2+)×c2(
)=(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40<Ksp[Mg3(PO4)2],因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。
[来源:
学#科#网]
(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
(4)Li2Ti5O15中Li为+1价,O为–2价,Ti为+4价,过氧根(
)中氧元素显–1价,设过氧键的数目为x,根据正负化合价代数和为0,可知(+1)×2+(+4)×5+(–2)×(15–2x)+(–1)×2x=0,解得:
x=4;
(5)Ksp[FePO4]=c(Fe3+)×c(
)=1.3×10–2,则c(
)=
=1.3×10–17mol/L,Qc[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)×c2(
)=(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.69×10–40<1.0×10–24,则无沉淀。
(6)高温下FePO4与Li2CO3和H2C2O4混合加热可得LiFePO4,根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑。
2.【答案】
(1)2∶7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
(2)铁Al(OH)3
(3)小2
+2H+
+H2O(4)d复分解反应(5)
×100%
(3)滤液2调节pH的目的是提高溶液的酸性,pH变小;因为溶液中存在2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O,增大溶液中H+浓度,可促进平衡正向移动,提高溶液中Cr2O72-的浓度。
(4)由图示可知,在10℃左右时,得到K2Cr2O7的固体最多;2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反应类型为复分解反应。
(5)样品中Cr2O3的质量为m1×40%kg,则生成K2Cr2O7的理论质量为m1×40%kg×
,则所得产品的产率为m2kg÷(m1×40%kg×
)×100%=
×100%。
3.【答案】
(1)①Ti
O2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=-45.5kJ/mol
②>随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应
③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液④MgCl2、AlCl3、FeCl3
(2)SiCl4高于136℃,低于181℃
中,最后用氢氧化钠溶液吸收剩余酸性气体。
④资料中已经给出“TiCl4及所含杂质氯化物的性质”一览表,因此氯化过程中生成的MgCl2、AlCl3、FeCl3只有少量溶解在液态TiCl4中,而SiCl4完全溶解在TiCl4中,因此过滤得到粗TiCl4混合液时滤渣中含有上述难溶物和微溶物。
滤渣应为MgCl2、AlCl3、FeCl3。
(2)根据资料,SiCl4的沸点最低,先蒸馏出来,因此物质a为SiCl4,根据流程目的,为了得到纯净的TiCl4,后续温度需控制在稍微大于136℃,但小于181℃。
4.
【答案】
(1)Al2O3+2OH−=2AlO2-+H2O
(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化
(4)4CO32-+2H2O−4e−=4HCO3-+O2↑H2
(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
(2)为了提高铝土矿的浸取率,氢氧化钠溶液必须过量,所以过滤I所得滤液中含有氢氧化钠,加入碳酸氢钠溶液后,氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水,所以溶液的pH减小。
(3)电解I过程中,石墨阳极上氧离子被氧化为氧气,在高温下,氧气与石墨发生反应生成气体,所以,石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。
(4)由图中信息可知,生成氧气的为阳极室,溶液中水电离的OH−放电生成氧气,破坏了水的电离平衡,碳酸根结合H+转化为HCO3-,所以电极反应式为4CO32-+2H2O−4e−=4HCO3-+O2↑,阴极室氢氧化钠溶液浓度变大,说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡,所以阴极产生的物质A为H2。
(5)铝在常温下就容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。
氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜,所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备。
5.
【答案】
(1)水浴加热
(2)4Ag+4NaClO+2H2O
4AgCl+4NaOH+O2↑
会释放出氮氧化物(或NO、NO2),造成环境污染(3)将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl−,不利于AgCl与氨水反应
(5)向滤液中滴加2mol·L−1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1mol·L−1H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥。
6.【郑州市】
【答案】TeO2+2OH-=TeO32-+H2O3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O溶液酸性过强,TeO2会继续与酸反应导致碲元素损失缓慢加入H2SO4,并不断搅拌TeCl4+2SO2+4H2O=Te+4HCl+2H2SO410%CD
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