专题工艺流程题(2015-2017)

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1、1高三化学 工艺流程专题 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2 4TiOCl 形式存在，写出相应反应的离子方程式_。 （3）TiO2xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示：温度/3035404550TiO2xH2O 转化率%929597938

2、8分析 40 时 TiO2xH2O 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”中21(Mg)0.02mol Lc，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加 1 倍） ，使3Fe恰好沉淀完全即溶液中351(Fe )1.0 10mol Lc，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22241.3 101.0 10、。2（6）写出“高温煅烧”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

3、矿制备，铬铁矿的主要成分为 FeOCr2O3，还含有 硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步骤的主要反应为：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 高温Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2 上述反应配平后 FeOCr2O3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

4、 K2Cr2O7固体。冷却到_（填标号）得到的 K2Cr2O7固体产品最多。a80b60c40d10 步骤的反应类型是_。 （5）某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉（含 Cr2O3 40%）制备 K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg，产率为 _。33 【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SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/58136181（升华）3161412熔点/6925193304714在 TiCl4中的溶解性互溶微溶难

5、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)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) H1=+175.4 kJmol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=-220.9 kJmol-1 沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g)和 CO(g)的热化学方程式：_。 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 H_0（填 “”“”或“=”），判断依据：_。 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_。

6、 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_。44 【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”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”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消

7、耗，原因是_。 （4） “电解”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_。 55 【2017 江苏卷】(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：NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3AgCl 可溶于氨水：AgCl+2NH3H2O Ag(NH3) 2+ Cl +2H2O 常温时

8、 N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3)2+：4Ag(NH3) 2+N2H4H2O4Ag+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”的滤渣进行洗涤，并_。 （4）若省略“过滤”，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 NH3H2O 反应

9、外(该条件下 NaClO3与 NH3H2O 不反应)，还因为 _。 （5）请设计从“过滤”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：2 molL1水合肼溶液，1 molL1H2SO4)。66 【2016 新课标 1 卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如 下：回答下列问题： （1）NaClO2中 Cl 的化合价为_。 （2）写出“反应”步骤中生成 ClO2的化学方程式_。 （3） “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去 Mg2+和 Ca2+，要加入的试剂分别 为_、_。 “电解”中阴极反应的主要产物是_。 （4） “尾气

10、吸收”是吸收“电解”过程排出的少量 ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物 质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。 （5） “有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能 力相当于多少克 Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)77 【2016 新课标 3 卷】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒 催化剂中回收 V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.122286065121

11、以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题： （1） “酸浸”时 V2O5转化为 VO2+，反应的离子方程式为_，同时 V2O4转成VO2+。 “废渣 1”的主要成分是_。 （2） “氧化”中欲使 3 mol 的 VO2+变为 VO2+，则需要氧化剂 KClO3至少为_mol。 （3） “中和”作用之一是使钒以 V4O124形式存在于溶液中。 “废渣 2”中含有_。（4） “离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124 R4V4O12+4OH（ROH 为强碱性阴离子交换树脂） 。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_性（填“酸” 、 “碱”或“中” ） 。（5） “流出液”中阳离子

12、最多的是_。 （6） “沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式 _。88 【2016 北京卷】以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和 H2SO4为 原料，制备高纯 PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：（1）过程中，在 Fe2+催化下，Pb 和 PbO2反应生成 PbSO4的化学方程式是_。 （2）过程中，Fe2+催化过程可表示为： i：2Fe2+ PbO2+4H+SO422Fe3+PbSO4+2H2Oii: 写出 ii 的离子方程式：_。 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的 FeSO4溶

13、液中加入 KSCN 溶液，溶液几乎无色，再加入少量 PbO2，溶液变红。 b._。 （3）PbO 溶解在 NaOH 溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq） ，其溶 解度曲线如图所示。过程的目的是脱硫。滤液 1 经处理后可在过程中重复使用，其目的是_(选填序号)。 A减少 PbO 的损失，提高产品的产率 B重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率 C增加 Na2SO4浓度，提高脱硫效率9过滤的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程的操作_。9 【2016 海南卷】KAl(SO4)212H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采 用废易拉罐（主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下 列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂应选用_（填标号） 。 aHCl 溶液 bH2SO4溶液 c氨水 dNaOH 溶液 （2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_。 （3）沉淀 B 的化学式为_；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。 （4）已知：Kw=1.010-14，Al(OH)3AlO2-+H+H2O K=2.010-13。Al(OH)3溶于 NaOH 溶液反应的平衡常数等于_。1010 【2016 江苏卷】以电石渣为原料制备 KClO3的流