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1、题组层级快练(四十二)1(8分)随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。.二氧化钛可由以下两种方法制备：方法1：可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3，其中Ti元素化合价为4)制取，其主要流程如图所示：(1)由滤液获得绿矾晶体的操作过程是_。(2)甲溶液中除含TiO2之外还含有的金属阳离子有_。(3)已知10 kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%，能够得到绿矾晶体22.24 kg，试计算最少加入铁粉的质量_。方法2：
2、TiCl4水解生成TiO2xH2O过滤、水洗除去其中的Cl，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。(4)TiCl4水解生成TiO2xH2O的化学方程式为_。检验TiO2xH2O中Cl是否被除净的方法是_。.二氧化钛可用于制取钛单质(5)TiO2制取单质Ti，涉及的步骤如下：TiO2TiCl4Ti反应的化学方程是_，该反应成功需要的其他条件及原因是_。答案(1)冷却、结晶、过滤(2)Fe3、Fe2(3)1.12 kg(4)TiCl4(x2)H2O(过量)TiO2xH2O4HCl取最后一次洗涤液少量，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl已除净(5)
3、TiCl42Mg2MgClTi稀有气体保护，防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用2(2014新课标全国)磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况。其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。部分物质的相关性质如下：熔点/沸点/备注白磷44280.5PH3133.887.8难溶于水，有还原性SiF49086易水解回答下列问题：(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的_%。(2)以磷灰石为原
4、料，湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为_。现有1 t折合含有P2O5约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸_ t。(3)如图(b)所示，热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是_(填化学式)。冷凝塔1的主要沉积物是_，冷凝塔2的主要沉积物是_。(4)尾气中主要含有_，还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液，可除去_；再通入次氯酸钠溶液，可除去_。(均填化学式)(5)相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是_。答案(1)69(2)Ca5F(PO4)35H2SO4=3H3PO45CaSO4HF
5、049(3)CaSiO3液态白磷固态白磷(4)SiF4、COSiF4、HF、H2SPH3(5)产品纯度高(浓度大)解析(1)由图(a)知，用于生产含磷肥料的磷矿石占磷矿石使用量的4%96%85%80%69%。(2)Ca5F(PO4)3与硫酸反应时生成磷酸、硫酸钙与HF，相应的化学方程式为Ca5F(PO4)35H2SO4=3H3PO45CaSO4HF。由P2O52H3PO4知，1 t磷矿石最多可制取85%的商品磷酸的质量为t0.49 t。(3)300 时，SiO2、过量焦炭与磷灰石作用，生成白磷、CO、SiF4、CaSiO3，炉渣为CaSiO3。由各物质的熔、沸点数据及冷凝塔2得到白磷知，冷凝塔
6、1得到的是液态白磷，冷凝塔2的主要沉积物是固态白磷。(4)尾气中主要的物质是CO、SiF4，尾气通入Na2CO3溶液中，SiF4因水解被除去，HF、H2S是酸性气体，与CO发生反应被除去；剩余气体通入NaClO溶液时，PH3可被氧化除去。(5)热法磷酸首先得到的是单质磷，磷燃烧主要得到P2O5，P2O5再与水反应可得到磷酸，故热法磷酸的优点是能得到高纯度的磷酸。3(2014山东)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为_。通过冷却结晶析出大量K2
7、Cr2O7的原因是_。(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_。(3)固体A主要为_(填化学式)。固体B主要为_(填化学式)。(4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液_(填“”“”或“”)中，既能提高产率又可使能耗最低。答案(1) Na2Cr2O72KCl=2NaClK2Cr2O7低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小(合理即得分)(2)除去Fe3(3)NaClK2Cr2O7(4)解析结合图像读懂流程图是关键。(1)(2)Na2Cr2O7结晶后的母液中含有Fe3，加碱液调节pH4，目的就是要以Fe(OH)3的形式除去Fe3，则过滤
8、后得到纯的Na2Cr2O7(母液)；加入KCl并加热至沸腾，冷却结晶得到K2Cr2O7，反应方程式为Na2Cr2O72KCl=2NaClK2Cr2O7；通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随着温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小。(3)母液中含有K2Cr2O7和NaCl，蒸发浓缩得到的固体A是NaCl，因为高温下K2Cr2O7的溶解度大；母液中的主要成分是K2Cr2O7，冷却结晶得到固体B是K2Cr2O7。(4)固体A表面附着K2Cr2O7，应将洗涤液转移到母液中，这样，既能提高产率(回收了K2Cr2O7)，又可使能耗降低。4(2014山东
9、济南一模)氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品应用广泛。请回答下列问题：(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产_为基础的工业体系。(2)电解前，为除去食盐水中的Mg2、Ca2、SO等杂质离子，加入下列试剂的顺序合理的是_(填选项字母)。a碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡b碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠c氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡d氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠(3)“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：成分NaClMg(OH)2CaCO3BaSO4其他不溶物质量分数(%)1520152051030401015利用盐泥生产MgSO47H2O晶体的工艺流程如下图所示。回答下列问题：酸洗过程中加入的酸为_，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50 左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是_。过滤所得滤渣的主要成分为_。根据图分析，蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为_。真空干燥MgSO47H2O晶体的原因是_。答案(1)烧碱、氯气(氢气)(2)d(3)稀硫酸硫酸能与碳酸钙反应，此碳酸钙不是块状的、搅拌过程中除去附着在碳酸钙表面的硫酸钙，使碳酸钙与硫酸充分接触，碳酸钙转化为硫酸钙BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物质
