工艺流程图题目Word文件下载.docx

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回答下列问题：

（1）炭与重晶石直接反应的热化学方程式是：

BaSO4（s）＋4C（s）＝BaS（s）＋4CO（g）ΔH=____kJ/mol。

（2）由BaCl2溶液可通过不同途径得到Ba（OH）2·

8H2O。

途径1：

①得到固体1的离子方程式是______。

②固体2与水反应的化学方程式是______。

途径2：

途径2中的“操作”是加热浓缩，冷却结晶，过滤。

依据上述溶解度简表分析，过滤时的最佳温度是；

（3）若向滤液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba（OH）2·

8H2O晶体和CuS的浊液，反应化学方程式是______。

将该浊液加热到80℃左右浓缩，趁热过滤，冷却滤液至室温，再过滤，即可得到Ba（OH）2·

8H2O晶体。

上述操作

中趁热过滤的原因是______。

2．（2018东城期末）（10分）从废旧液晶显示器的主材ITO（主要成分是含铟、锡的氧化物）回收铟和锡，流程示意图如下。

资料：

物质

铟（In）

锡（Sn）

周期表位置

第五周期、第IIIA族

第五周期、第IVA族

颜色、状态

银白色固体

与冷酸作用

缓慢反应

与强碱溶液

不反应

反应

（1）为了加快步骤①的反应速率，可以采取的措施有______（至少答两点）。

（2）步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是______。

（3）步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+，根据所给资料分析其原因是______。

（4）步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是______。

（5）下图是模拟精炼铟的装置图，请在方框中填写相应的物质。

1、

（1）+571.2；

（2）CO32-+Ba2+=BaCO3↓；

BaO+9H2O=Ba（OH）2•8H2O；

20℃或常温；

20℃时4种物质中Ba（OH）2•8H2O溶解度最小；

（3）BaS+CuO+9H2O=Ba（OH）2•8H2O+CuS；

减少过滤过程中Ba（OH）2•8H2O的损失．

2.（2018东城期末）（10分）

（1）增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎

（2）In2O3+6H+==2In3++3H2O

（3）同周期主族元素从左向右原子半径减小，金属性减弱（还原性减弱）

（4）除去a、b两种滤渣中的锡和锌

（5）

二、铬

1.（人大附2015）（10分）

某厂废水中含5.00×

10-3 

mol·

L-1的Cr2O72-，其毒性较大。

某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程

（1）第①步反应的离子方程式是________________。

（2）第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是：

________________。

（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr（OH）3外，还有________________。

（4）欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。

理论上需要加入________________g 

FeSO4·

7H2O。

2．（2017东城期末）（12分）利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用。

其工作流程如下：

（1）铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的（填“氧化性”或“还原性”）。

（2）溶液1中的阴离子有CrO42－、。

（3）过程Ⅰ，在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4molCrO42-，消耗氧化剂的物质的量是。

（4）通入CO2调节溶液pH实现物质的分离。

①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al。

冶炼Al的化学方程式是。

②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是。

③已知：

2CrO42－＋2H+

Cr2O72－＋H2OK＝4.0×

1014

滤液3中Cr2O72－的浓度是0.04mol/L，则CrO42－的浓度是mol/L。

（5）过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7。

不同温度下化合物的溶解度（g/100gH2O）

化合物名称

0°

C

20°

40°

60°

80°

35.7

36.0

36.6

37.3

38.4

KCl

28.0

34.2

40.1

45.8

51.3

K2SO4

7.4

11.1

14.8

18.2

21.4

K2Cr2O7

4.7

12.3

26.3

45.6

73.0

Na2Cr2O7

163

183

215

269

376

结合表中数据分析，过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：

，

过滤得到K2Cr2O7粗品。

1、

（1）Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O 

（2）将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。

（3）Fe（OH）3、Fe（OH）2

（4）13.9

2.（2017东城期末）（12分）

（1）还原性

（2）AlO2-、OH－（3）0.3mol

（4）①2Al2O3（熔融）

3O2↑+4Al②NaHCO3③0.01

（5）向滤液③中加入稀盐酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶

三、钛

1、（2017西城重点中学）工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。

钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（TeTiO3）,其中一部分铁盐酸在风化过程中会转化为+3价。

TiOSO4遇水会分解

（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为______________。

（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的______（填字母序号）

a.熔沸点差异b．溶解性差异c．氧化性、还原性差异

（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是_________（填操作名称）

（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：

_______。

（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为_________________。

（6）研究发现，可以用石墨作阳极、铁网作阴极、熔触CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式：

______________。

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）______________。

2．（12分）钛铁矿主要成分为FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等杂质），Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

（1）钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是___________________。

（2）过程①中反应的离子方程式是：

FeTiO3+4H++4Cl－==Fe2++TiOCl42－+2H2O、_______。

（3）过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。

由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是___________________。

（4）过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成（NH4）2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。

（5）在滤液B转化为FePO4沉淀过程中发生以下反应，请配平：

（6）过程

中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

3.（13分）用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁，产生一种固体废料，主要成分如下表。

通过下列工艺流程可以实现元素Ti、Al、Si的回收利用，并得到纳米二氧化钛和分子筛。

请回答下列问题：

（1）步骤①②③中进行分离操作的名称是，

（2）下列固体废料的成分中，不属于碱性氧化物的是（填字母序号）。

a.TiO2b.MgOc.SiO2d.CaO

（3）熔融温度和钛的提取率关系如下图，适宜温度为500℃，理由是。

（4）滤液①中溶质的成分是。

（5）步骤②中发生反应的离子方程式是。

（6）将步骤③中制取分子筛的化学方程式补充完整：

根据成分表中数据，计算10kg固体废料，理论上应再加入Na2Si03物质的量的计算式是n（Na2SiO3）=mol（摩尔质量/g/mol：

SiO260Al2O3102）。

1、（2017西城重点中学）（15分）

（1）2Fe3++Fe=3Fe2+；

（2）b

（3）过滤

（4）溶液中存在平衡：

TiO2++2H2O

H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3。

（3分）

（说明：

写出离子方程式或化学方程式得l分，从稀释和升温角度正确分析平衡移动各得l分。

）

（5）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

（6）①2O2－-4e-=O2↑（同时写出C+O2=CO2不扣分）或C+2O2--4e-=CO2↑

②制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：

2CaO

2Ca+O2↑，2Ca+TiO2

Ti+2CaO

由此可见，CaO的量不变。

（两个方程式各1分，不写“一定条件”不扣分）

或：

制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：

阴极：

2Ca2++4e-=2Ca，阳极：

2O2－-4e-=O2↑，2Ca+TiO2

（电极反应式和化学方程式各1分，不写“一定条件”不扣分）。

2.（12分）

（1）增大反应物接触面积，加快反应速率。

（2）MgO+2H+====Mg2++H2O

（3）100℃3小时

（4）温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降

高温

（5）2Fe2++H2O2+2H3PO4==2FePO4+4H++2H2O

（6）2FePO4+Li2CO3+H2C2O4====2LiFePO4+3CO2↑+H2O

3、

四、碳和硅

1.（2016北大附中）（16分）石墨在材料领域有重要应用。

某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）

和MgO（0.5%）等杂质。

设计的提纯和综合应用工艺如下：

（注：

SiCl4的沸点是57.6º

C，金属氯化物的沸点均高于150º

C）

（1）Si的原子结构示意图是。

（2）下列说法正确的是。

a.酸性：

H2CO3>

H2SiO3b.原子半径：

O<

Si

c.稳定性：

H2O>

CH4>

SiH4d.离子半径：

O2-<

Al3+

（3）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是 

。

（4）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。

气体I中的氯化物主要为

由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为 

（5）步骤①为：

搅拌、 

所得溶液IV中阴离子有 

（6）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为 

1、

（1）排除空气，减少C的损失；

（2）SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；

（3）过滤；

Cl-、OH-、AlO2；

（4）CH3COOCH2CH3+AlO2+2H2O 

Al（OH）3↓+CH3COO-+CH3 

CH2OH；

78

五、砷

1．As2O3在医药、电子等领域有重要应用。

某含砷元素（As）的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。

（1）“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐。

H3AsO4转化为Na3AsO4反应的化学方程式是________。

（2）“氧化”时，1molAsO33－转化为AsO43－至少需要O2________mol。

（3）“沉砷”是将砷元素转化为Ca5（AsO4）3OH沉淀，发生的主要反应有：

a．Ca（OH）2（s）

Ca2+（aq）+2OH－（aq）ΔH＜0

b．5Ca2++OH－+3AsO43－

Ca5（AsO4）3OHΔH＞0

研究表明：

“沉砷”的最佳温度是85℃。

用化学平衡原理解释温度高于85℃后，随温度升高沉淀率下降的原因是________。

（4）“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3，反应的化学方程式是________。

（5）“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，同

时结晶得到粗As2O3。

As2O3在不同温度和不同浓

度硫酸中的溶解度（S）曲线如右图所示。

为了提

高粗As2O3的沉淀率，“结晶”过程进行的操作是

________。

（6）下列说法中，正确的是________（填字母）。

a．粗As2O3中含有CaSO4

b．工业生产中，滤液2可循环使用，提高砷的回收率

c．通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的

1．（12分，每空2分）

（1）H3AsO4+3NaOH==Na3AsO4+3H2O

（2）0.5

（3）温度升高，反应a平衡逆向移动，c（Ca2+）下降，反应b平衡逆向移动，Ca5（AsO4）3OH沉淀率下降

（4）H3AsO4+H2O+SO2==H3AsO3+H2SO4

（5）调硫酸浓度约为7mol·

L－1，冷却至25℃，过滤

（6）abc

六、钴

1．（12分）氧化钴（Co2O3）粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。

某铜钴矿石主要含有CoO（OH）、CoCO3、Cu2（OH）2CO3和SiO2，其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。

由该矿石制备Co2O3的部分工艺过程如下：

Ⅰ．将粉碎的矿石用过量的稀H2SO4和Na2SO3溶液浸泡。

Ⅱ．浸出液除去含铜的化合物后，向溶液中先加入NaClO3溶液，再加入一定浓度的Na2CO3溶液，过滤，分离除去沉淀a[主要成分是Na2Fe6（SO4）4（OH）12]。

Ⅲ．向上述滤液中加入足量NaF溶液，过滤，分离除去沉淀b。

Ⅳ．Ⅲ中滤液加入浓Na2CO3溶液，获得CoCO3沉淀。

Ⅴ．将CoCO3溶解在盐酸中，再加入（NH4）2C2O4溶液，产生CoC2O4·

2H2O沉淀。

分离出沉淀，将其在400℃～600℃煅烧，即得到Co2O3。

请回答：

（1）Ⅰ中，稀硫酸溶解CoCO3的化学方程式是________，加入Na2SO3溶液的主要作用是________。

（2）根据图1、图2分析：

①矿石粉末浸泡的适宜条件应是________。

②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是________。

（3）Ⅱ中，浸出液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式：

ClO3−++==Cl−++

（4）Ⅱ中，检验铁元素完全除去的试剂是________，实验现象是________。

（5）Ⅱ、Ⅳ中，加入Na2CO3的作用分别是________、________。

（6）Ⅲ中，沉淀b的成分是MgF2、________（填化学式）。

（7）Ⅴ中，分离出纯净的CoC2O4·

2H2O的操作是________。

2.（11分）

钴酸锂废极片中钴回收的某种工艺流程如下图所示，其中废极片的主要成分为钴酸锂（LiCoO2）和金属铝，最终可得到Co2O3及锂盐。

（1）“还原酸浸”过程中，大部分LiCoO2可转化为CoSO4，请将该反应的化学方程式补充完整：

2LiCoO2+3H2SO4+□

□CoSO4+□+□+□。

（2）“还原酸浸”过程中，Co、Al浸出率（进入溶液中的某元素质量占固体中该元素总质量的百分数）受硫酸浓度及温度（t）的影响分别如图1和图2所示。

工艺流程中所选择的硫酸浓度为2mol.L-1，温度为80oC，推测其原因是。

A.Co的浸出率较高B.Co和Al浸出的速率较快

C.Al的浸出率较高D.双氧水较易分解

（3）加入（NH4）2C2O4后得CoC2O4沉淀。

写出CoC2O4沉淀在空气中高温煅烧得到Co2O3的反应的化学方程式：

。

（4）若初始投入钴酸锂废极片的质量为1kg，煅烧后获得Co2O3的质量为83g，已知Co的浸出率为90%，则钴酸锂废极片中钴元素的质量分数约为（小数点后保留两位）。

（5）已知“沉锂”过程中，滤液a中的c（Li+）约为10-1mol·

L-1，部分锂盐的溶解度数据如下表所示。

温度

Li2SO4

Li2CO3

0oC

36.1g

1.33g

100oC

24.0g

0.72g

结合数据分析，沉锂过程所用的试剂b是（写化学式），相应的操作方法：

向滤液a中加入略过量的试剂b，搅拌，，洗涤干燥。

3.（2015山东理综,29,15分）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。

LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。

（1）利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为　　　　溶液（填化学式）,阳极电极反应式为　　　　　　　　,电解过程中Li+向　　　　电极迁移（填“A”或“B”）。

（2）利用钴渣[含Co（OH）3、Fe（OH）3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:

Co（OH）3溶解还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

铁渣中铁元素的化合价为　　　　　　。

在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2体积为1.344L（标准状况）,则钴氧化物的化学式为　　　　。

2.（11分，特殊标注外，每空2分）

（1）2LiCoO2+3H2SO4+H2O2

2CoSO4+Li2SO4+O2↑+4H2O

（2）AB（3）4CoC2O4+3O2

2Co2O3+8CO2

（4）6.56%（5）Na2CO3（1分）加热浓缩，趁热过滤

3、

（1）LiOH　2Cl--2e-

Cl2↑　B

（2）2Co（OH）3+S

+4H+

2Co2++S

+5H2O

[或Co（OH）3+3H+

Co3++3H2O,2Co3++S

+H2O

+2H+]　（3）　Co3O4