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2021届高考化学二轮复习-题型检测工艺流程题.doc
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1、2021届高考化学二轮复习 题型检测工艺流程题2021届高考化学二轮复习 题型检测工艺流程题年级:姓名:- 12 -题型检测(十) 工艺流程题1(2019西安五校联考)金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料。以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如图所示。请回答下列问题:(1)钛酸亚铁(用R表示)与碳在高温下反应的化学方程式为2RC2Fe2TiO2CO2,钛酸亚铁的化学式为_;钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,该反应的化学方程式为_。(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是_。此时溶液
2、中含有Fe2、TiO2和少量Mg2等阳离子,常温下,其对应氢氧化物的Ksp如表所示。氢氧化物Fe(OH)2TiO(OH)2Mg(OH)2Ksp8.010161.010291.81011常温下,若所得溶液中Mg2的物质的量浓度为0.001 8 molL1,当溶液的pH等于_时,Mg(OH)2开始沉淀。若将含有Fe2、TiO2和Mg2的溶液加水稀释,立即析出大量白色沉淀,该反应的离子方程式为_。(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的化学方程式为_。Mg还原TiCl4过程必须在1 070 K的温度下进行,你认为还应该控制的反应条件是_,除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是_
3、。解析:(1)由2RC2Fe2TiO2CO2,根据原子守恒,可推知钛酸亚铁的化学式为FeTiO3。钛酸亚铁和浓H2SO4反应,生成TiOSO4,无气体生成,元素Ti的化合价不变,说明发生非氧化还原反应,则产物中还有FeSO4,故该反应的化学方程式为FeTiO32H2SO4(浓)=TiOSO4FeSO42H2O。(2)钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是FeSO4,加入铁屑,可防止Fe2被氧化。根据KspMg(OH)2c(Mg2)c2(OH)1.81011,c(OH) molL1104molL1,则c(H) molL11010 molL1,pHlg101010。根据题表提供的Ksp数据知,三种物质组成
4、类型相同且TiO(OH)2的溶度积常数最小,则加水稀释,立即析出的白色沉淀为TiO(OH)2,TiO2的水解方程式为TiO22H2O=TiO(OH)22H或TiO22H2O=H2TiO32H。(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的化学方程式为TiO22C2Cl2TiCl42CO;为防止空气中的氧气与反应物发生反应,应隔绝空气加热。可用稀盐酸除去钛中混有的镁。答案:(1)FeTiO3FeTiO32H2SO4(浓)=TiOSO4FeSO42H2O(2)防止Fe2被氧化10TiO22H2O=TiO(OH)22H(或TiO22H2O=H2TiO32H)(3)TiO22C2Cl2T
5、iCl42CO隔绝空气稀盐酸2(2019山西六校检测)某化工厂用含NiO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、CuO等)制备羟基氧化镍(2NiOOHH2O)的工艺流程如下:已知:相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下。离子Fe3Fe2Ni2开始沉淀的pH2.77.67.1沉淀完全的pH3.79.69.2请回答下列问题:(1)滤渣1的主要成分是_。如图是酸浸时镍的浸出率与温度的关系,则酸浸时合适的浸出温度是_,若酸浸时将温度控制在80 左右,则滤渣1中会含有一定量的Ni(OH)2,其原因可能是_。(2)操作A中生成S的反应的化学方程式为_,试剂X是一种常见的绿色氧化剂,X参与的反应中氧化剂与还原
6、剂物质的量之比为_,试剂Y用于调节溶液的pH,则调控pH的范围是_。(3)写出氧化过程中反应的离子方程式_,沉钙时,当溶液中c(F)3.0103 molL1时,通过计算确定溶液中Ca2是否沉淀完全_常温时,Ksp(CaF2)2.71011。解析:(1)由流程知滤渣1的主要成分是CaSO4。由图知当温度在70 左右时镍的浸出率较高,故酸浸时适宜的温度为70 。Ni2能水解生成Ni(OH)2,而升温能促进水解。(2)酸浸后溶液中的金属离子有Fe3、Cu2、Ni2、Ca2等,将H2S氧化为S的是Fe2(SO4)3,由此可写出相应的化学方程式。常见的绿色氧化剂X的作用是将Fe2氧化为Fe3,则它是H2
7、O2,反应中n(H2O2)n(FeSO4)12。由表中数据及此时溶液中金属离子成分(Fe3、Ni2、Ca2等)知,欲沉淀Fe3,而Ni2不受影响,则应调控pH的范围是3.7pH7.1。(3)该反应中Ni2被氧化为2NiOOHH2O,ClO被还原为Cl,相应的离子方程式为ClO2Ni24OH=2NiOOHH2OCl。c(Ca2) molL13.0106 molL11.0105 molL1,Ca2已沉淀完全。答案:(1)CaSO470随着温度升高,Ni2的水解程度增大,从而形成一定量的Ni(OH)2沉淀(2)Fe2(SO4)3H2S=2FeSO4H2SO4S123.7pH7.1(3)ClO2Ni2
8、4OH=2NiOOHH2OClc(Ca2) molL13.0106 molL18时,亚铁盐对6价Cr的去除效果反而下降,可能的原因是_。解析:(1)步骤发生的反应有2FeOCr2O34Na2CO37NaNO34Na2CrO4Fe2O34CO27NaNO2,Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2,在步骤中调节pH是增大溶液中H浓度,使较多的CrO转化为Cr2O而盐酸易被氧化,只能用CH3COOH;(2)因K2Cr2O7的溶解度随温度降低而减小,则在步骤中加入适量KCl后,应通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到K2Cr2O7固体;(3)根据铬元素的质量守恒可得关系式:Cr2O3K2Cr2O7
9、,a kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)理论上可制得K2Cr2O7质量为 g,产率为100%100%;(4)由氧化还原反应得失电子守恒可得NaHSO3与Cr2O反应的离子方程式为3HSOCr2O5H=2Cr33SO4H2O;pH8时,Fe2转化为Fe(OH)2后易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,从而使6价Cr的去除率降低。答案:(1)Fe2O3Al(OH)3AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOC(2)蒸发浓缩,冷却结晶(3)(4)3HSOCr2O5H=2Cr33SO4H2OpH8时,Fe2转化为Fe(OH)2,而Fe(OH)2易被空气中的O2氧化4(2019哈尔滨模拟)硼、镁及其化
10、合物在工农业生产中应用广泛。.已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5H2O,硼砂的化学式为Na2B4O710H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示:(1)硼砂中B元素的化合价为_,将硼砂溶于热水后,用硫酸调节溶液的pH为23以制取H3BO3,该反应的离子方程式为_。X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为_。(2)由MgCl26H2O制备MgCl2时,需要在HCl氛围中加热,其目的是_。(3)镁H2O2酸性燃料电池的反应原理为MgH2O22H=Mg22H2O,常温下,若起始电解质溶液pH1,则pH2时,电解质溶液中所含Mg2的物质的量浓度为_ mol
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