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1 . 稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。从钒钛磁铁矿中提取钒、钛的工艺流程图如下:已知:①钛渣中主要包括、、和等。
②“高温氯化”后的产物中含少量的、、、杂质,相关物质的沸点如下表:
回答下列问题:
(1)钛在周期表中的位置为___________ ,上述获得钛单质的“还原”工序中需要通入氩气的目的是___________ 。
(2)滤液X中含有的主要金属离子有___________ 。
(3)“高温氯化”工序生成和一种可燃性气体Y,该反应的化学方程式为___________ ;的粗产品可以通过分馏提纯,但收集的中总是混有的原因是___________ 。
(4)钒的浸出率随焙烧温度和浸取时间的变化如图所示,则“焙烧”时最适合的反应条件为___________ 。(5)“浸出”目的是将难溶物转化成进入水相,以便后续沉钒,则“浸出”时反应的离子方程式为___________ 。
(6)采用USTB工艺电解制备高纯钛,过程以固体为阳极、碳棒为阴极,熔融盐为电解质。阳极产生与,阴极只发生的还原反应。请写出电池阳极反应的电极反应式:___________ 。
②“高温氯化”后的产物中含少量的、、、杂质,相关物质的沸点如下表:
化合物 | |||||
沸点/℃ | 136 | 310 | 56.5 | 180 | 127 |
(1)钛在周期表中的位置为
(2)滤液X中含有的主要金属离子有
(3)“高温氯化”工序生成和一种可燃性气体Y,该反应的化学方程式为
(4)钒的浸出率随焙烧温度和浸取时间的变化如图所示,则“焙烧”时最适合的反应条件为
(6)采用USTB工艺电解制备高纯钛,过程以固体为阳极、碳棒为阴极,熔融盐为电解质。阳极产生与,阴极只发生的还原反应。请写出电池阳极反应的电极反应式:
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2024-05-16更新
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461次组卷
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4卷引用:T16-工业流程题
解题方法
2 . 可用于制备镉镍碱性电池。镍废料中含有Ni、Cu、Fe、Ca、Mg等的化合物及难溶性杂质,以镍废料为原料制备高纯的工艺流程如图所示。已知:①酸浸液中镍以存在;
②常温下,部分物质溶度积如下:
回答下列问题:
(1)常温下,为提高酸浸效率,通常采用的措施是___________ (举2例)。
(2)加入碳酸钙调pH=4的目的是___________ ,此时(0.10mol/L)是否会沉淀___________ (通过计算说明)。
(3)“沉渣3”的主要成分是___________ (填化学式)。“滤液4”中除含、、、外,还含有较多的___________ (填离子符号)。
(4)向“酸溶”后的溶液中加入NaOH和NaClO,发生反应的化学方程式是___________ 。
(5)工艺流程中使用去除。研究表明,也可在加热条件下使用去除,生成等物质的量的、S混合沉淀以及,该反应的离子方程式是___________ 。
②常温下,部分物质溶度积如下:
(1)常温下,为提高酸浸效率,通常采用的措施是
(2)加入碳酸钙调pH=4的目的是
(3)“沉渣3”的主要成分是
(4)向“酸溶”后的溶液中加入NaOH和NaClO,发生反应的化学方程式是
(5)工艺流程中使用去除。研究表明,也可在加热条件下使用去除,生成等物质的量的、S混合沉淀以及,该反应的离子方程式是
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3 . 硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)可用于生产聚合硫酸铁。以钕铁硼二次废渣(主要含Fe2O3、Fe3O4等)为原料制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下:(1)“酸浸”时,Fe3O4发生反应的离子方程式为___________ 。
(2)将“滤渣”返回“酸浸”工序,其目的是___________ 。
(3)过滤所用的玻璃仪器有___________ 。
(4)检测滤液中含有Fe2+的方法是___________ 。
(5)固定其他条件不变,反应温度、反应时间、铁粉过量系数[]分别对“滤液”中Fe3+还原率的影响如图1、图2、图3所示。设计由100 mL“滤液”[其中c(Fe3+)=0.8 mol·L-1]制备硫酸亚铁粗品的实验方案:___________ 。(须使用的试剂和仪器:铁粉、冰水、真空蒸发仪)
(2)将“滤渣”返回“酸浸”工序,其目的是
(3)过滤所用的玻璃仪器有
(4)检测滤液中含有Fe2+的方法是
(5)固定其他条件不变,反应温度、反应时间、铁粉过量系数[]分别对“滤液”中Fe3+还原率的影响如图1、图2、图3所示。设计由100 mL“滤液”[其中c(Fe3+)=0.8 mol·L-1]制备硫酸亚铁粗品的实验方案:
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4 . 工业上利用黄铁矿(主要成分是FeS2)生产硫酸,同时得到烧渣(主要成分为Fe2O3、少量SiO2和Al2O3),为了“变废为宝”,通过下列生产流程可将烧渣转化为绿矾(FeSO4·7H2O)产品:已知Fe2+、Fe3+、Al3+开始沉淀、完全沉淀、开始溶解、完全溶解的pH如下:
(1)滤渣能溶于NaOH,写出该反应的化学方程式:___________ 。
(2)检验“还原”是否完全的实验方法是___________ 。
(3)设计将“还原液”转化为绿矾晶体的实验操作:___________ 得绿矾晶体(在实验过程中须用试剂:FeCO3·H2O、乙醚)。
(4)检测所得绿矾(FeSO4·7H2O)产品的纯度,称取35.00g样品,配成250mL溶液,取25.00mL所配溶液放入锥形瓶中,然后滴加0.1000mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液,至恰好完全反应时用去21.00mL。
①已知酸性高锰酸钾反应时有Mn2+生成,写出该反应的离子方程式:___________ 。
②计算该样品的纯度________ (写出计算过程)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH | 沉淀开始溶解的pH | 沉淀完全溶解的pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.6 | / | / |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 | / | / |
Al3+ | 4.0 | 5.2 | 7.8 | 10.8 |
(2)检验“还原”是否完全的实验方法是
(3)设计将“还原液”转化为绿矾晶体的实验操作:
(4)检测所得绿矾(FeSO4·7H2O)产品的纯度,称取35.00g样品,配成250mL溶液,取25.00mL所配溶液放入锥形瓶中,然后滴加0.1000mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液,至恰好完全反应时用去21.00mL。
①已知酸性高锰酸钾反应时有Mn2+生成,写出该反应的离子方程式:
②计算该样品的纯度
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5 . 钒酸铋()是一种亮黄色无毒无害的光催化剂,主要应用于高选择性制备氢气。工业上以辉铋矿粉(主要成分是,并含、Bi、和等杂质)为原料制备钒酸铋()的流程如图所示:已知部分信息如下:
①氧化性:。
②滤液1中的阴离子主要是。
③常温下,几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
当溶液中某离子浓度小于时,视为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)从工艺流程分析,氧化调节pH环节,除了可用NaOH溶液,还可用_______ 调节,且需调至溶液的pH为_______ (填范围)。
①氧化性:。
②滤液1中的阴离子主要是。
③常温下,几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
氢氧化物 | |||
开始沉淀时的pH | 7.6 | 1.6 | 4.0 |
完全沉淀时的pH | 9.6 | 3.1 | 5.5 |
回答下列问题:
(1)从工艺流程分析,氧化调节pH环节,除了可用NaOH溶液,还可用
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解题方法
6 . 利用废镍催化剂(主要含金属及其氧化物)合成硫酸镍晶体的一种工艺流程如下:常温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表所示:
回答下列问题:
(1)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为___________ 。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是___________ 。
金属离子 | ||||
开始沉淀时的 | 7.2 | 3.7 | 2.2 | 7.5 |
沉淀完全时的 | 8.7 | 4.7 | 3.2 | 9.0 |
(1)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为
(2)“滤液②”中含有的金属离子是
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7 . 氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法,回答下列问题:
Ⅰ.的制备
制备流程图如下:(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为_______ 。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为_______ 。
(2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有_______ 。
Ⅱ.由制备无水
将与液体混合并加热,制得无水。已知沸点为77℃,反应方程式为:,装置如下图所示(夹持和加热装置略)。(3)仪器A的名称为_______ ,其作用为_______ 。NaOH溶液的作用是_______ 。
Ⅰ.的制备
制备流程图如下:(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为
(2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有
Ⅱ.由制备无水
将与液体混合并加热,制得无水。已知沸点为77℃,反应方程式为:,装置如下图所示(夹持和加热装置略)。(3)仪器A的名称为
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8 . 黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4.黏土钒矿采用以下工艺流程可制备偏钒酸铵(NH4VO3)。已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示;
②钒元素的存在形态较多,部分四价钒和五价钒物种的分布分数δ与pH的关系如图所示,回答下列问题:
(1)NH4+的VSEPR模型是___________ 形。
(2)“酸浸氧化”时,VO+、VO2+被氧化为VO2+,增大“酸浸氧化”速率的措施是___________ (任写一种)。
(3)“中和沉淀”时,滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及___________ 。
(4)“沉淀转溶”时,V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤液③中含有的阴离子有OH−以及___________ 。
(5)①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量,原因为___________ 。
②温度高于80℃时,沉钒率下降的原因是___________ (任写一种)。
(6)加热偏钒酸铵制备V2O5的化学方程式为___________ 。
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀pH | 1.9 | 3.0 | 8.1 | 8.9 |
完全沉淀pH | 3.0 | 4.7 | 10.1 | 10.9 |
(1)NH4+的VSEPR模型是
(2)“酸浸氧化”时,VO+、VO2+被氧化为VO2+,增大“酸浸氧化”速率的措施是
(3)“中和沉淀”时,滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及
(4)“沉淀转溶”时,V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤液③中含有的阴离子有OH−以及
(5)①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量,原因为
②温度高于80℃时,沉钒率下降的原因是
(6)加热偏钒酸铵制备V2O5的化学方程式为
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9 . 高铼酸铵()是一种重要的化工原料,能用于制各石化工业炼油厂的重整催化剂。以钼精矿(主要成分有、,还含有、、、等杂质)为原料制各的工艺流程图如下。已知:
①“氧压碱浸”的主要产物有、、;
②“水相1”中的阴离子主要是和;
③。
回答下列问题:
(1)Mo位于元素周期表的第五周期第ⅥB族,其价层电子排布为_______ ;的主要用途有(写一点)______________ 。
(2)“氧压碱浸”在高温条件下进行,写出转化为的化学方程式:______________ 。
(3)“调酸”的pH大约为5,则“滤渣2”的主要成分为_______ (填化学式)。
(4)若“萃取”发生的反应为,则“反萃取”的化学方程式为______________ 。
(5)“除磷”过程中按物质的量之比加入,充分反应后,=_______ 。
(6)“操作X”的具体操作为_______ ,过滤、洗涤、干燥,即可得到晶体。
①“氧压碱浸”的主要产物有、、;
②“水相1”中的阴离子主要是和;
③。
回答下列问题:
(1)Mo位于元素周期表的第五周期第ⅥB族,其价层电子排布为
(2)“氧压碱浸”在高温条件下进行,写出转化为的化学方程式:
(3)“调酸”的pH大约为5,则“滤渣2”的主要成分为
(4)若“萃取”发生的反应为,则“反萃取”的化学方程式为
(5)“除磷”过程中按物质的量之比加入,充分反应后,=
(6)“操作X”的具体操作为
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10 . 氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要成分是,含、等杂质)为原料制备流程如图所示:
已知:①酸浸后溶液中的金属离子有和
②时已知几种金属离子沉淀的如表所示:
请回答下列问题:
(1)“焙烧”时生成三种氧化物,其中金属氧化物的化学式为___________ 。
(2)焙烧产物中的在有氧条件下利用石灰石浆液吸收可制得一种副产品___________ 。(填化学式)
(3)流程中,若无“还原”工序,造成的后果是___________ 。
(4)已知有两种同分异构体,则“沉铁”过程中生成的的空间结构是___________ 。
(5)“灼烧”工序的化学方程式是___________ ,“煅烧”时通入的作用是___________ 。
(6)“煅烧”得到氧缺位体时,不同温度范围内,发生变价的金属元素不同,某温度下制得的氧缺位体质量为原质量的,则___________ 。
(7)氧缺位体催化分解水制氢可分为两步:
第一步:___________ (完成方程式);
第二步:。
已知:①酸浸后溶液中的金属离子有和
②时已知几种金属离子沉淀的如表所示:
金属氢氧化物 | ||||
开始沉淀的 | 1.9 | 3.4 | 6.4 | 7.0 |
完全沉淀的 | 3.2 | 4.7 | 7.6 | 9.0 |
(1)“焙烧”时生成三种氧化物,其中金属氧化物的化学式为
(2)焙烧产物中的在有氧条件下利用石灰石浆液吸收可制得一种副产品
(3)流程中,若无“还原”工序,造成的后果是
(4)已知有两种同分异构体,则“沉铁”过程中生成的的空间结构是
(5)“灼烧”工序的化学方程式是
(6)“煅烧”得到氧缺位体时,不同温度范围内,发生变价的金属元素不同,某温度下制得的氧缺位体质量为原质量的,则
(7)氧缺位体催化分解水制氢可分为两步:
第一步:
第二步:。
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2024-04-09更新
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648次组卷
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4卷引用:题型10 工艺流程题(25题)-2024年高考化学常考点必杀300题(新高考通用)
(已下线)题型10 工艺流程题(25题)-2024年高考化学常考点必杀300题(新高考通用)2024届安徽省黄山市高三下学期二模化学试题 河北省重点高中2023-2024学年高三下学期5月高考模拟化学试题(二)江西省宜春市上高二中2023-2024学年高三下学期5月月考化学试题