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