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1、化学工艺流程题目作者：日期：?化学工业流程题目训练1、Li4Ti5O12和iFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为Fe TiO3，还含有少量 MgO、Si2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 _。(）“酸浸”后,钛主要以24TiOCl形式存在，写出相应反应的离子方程式_。(3）Ti x2O 沉淀与双氧水、氨水反应min 所得实验结果如下表所示：分析 0 时 TO2 xH转化率最高的原因 _。(4）若“滤液”中21(Mg)0.02mol Lc，加入双氧水和磷酸（设溶
2、液体积增加倍），使3Fe恰好沉淀完全即溶液中351(Fe)1.0 10mol Lc,此时是否有342Mg(PO)沉淀生成？(列式计算)。4342FePOMg(PO)、的 Ksp分别为22241.3 101.0 10、。（5)写出“高温煅烧”中由4FePO制备4LiFe PO的化学方程式。2、锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂（LioO)，导电剂乙炔黑和铝箔等。充点时,该锂离子电池负极发生的反应为 6C+xLi+xe-=Lx6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。回答下列问题：（1）LiCoO中,C元素的化合价为 _。（2）写出
3、“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。（3）“酸浸”一般在 0下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 _ _;可用盐酸代替S4和2O2的混合液，但缺点是 _ _。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_ _。（5）充放电过程中，发生ioO2与 Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式 _。（6）上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是 _ _。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_ _(填化学式)。、氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有()，M(),Ni（)等杂质）的流程如下:提示:在本实脸条件下，Ni()
4、不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是Mn。回答下列问题:(1)反应中除掉的杂质离子是，发生反应的离子方程式为加高锰酸钾溶液前,若较低,对除杂的影响是(2）反应的反应类型为.过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有()反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2取干操后的滤饼 11g,煅烧后可得到产品 1.则 x 等于4、水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：(1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴
5、硝酸。加入硝酸的目的是_,还可使用 _代替硝酸。(2）沉淀 A 的主要成分是 _,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为_。（3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀 B的主要成分为 _、_（写化学式)。（4)草酸钙沉淀经稀2SO4处理后，用 MnO标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为：4MnO+H+2CO4Mn2+CO2+H2O。实验中称取.40 水泥样品，滴定时消耗了0.050 mo L-的 KMO溶液 36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为_。、高锰酸钾（)是一种常见氧化剂。主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为）为原料生产高锰酸钾
6、的工艺路线如下：回答下列问题：(1)原料软锰矿与氢氧化钾按的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 _。（2)“平炉”中发生反应的化学方程式为?。(3）“平炉”中需要加压，其目的是?。（4)将转化为的生产有两种工艺。4KMnO2MnO1:124K MnO4KMnO“歧化法”是传统工艺,即在溶液中通入气体，使体系呈中性或弱酸性，发生歧化反应。反应中生成和 _（写化学式)。“电解法”为现代工艺，即电解水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为_,阴极逸出的气体是 _。“电解法”和“歧化法”中,的理论利用率之比为 _。(5）高锰酸钾纯度的测定:称取样品,溶解后定容于容量瓶中，摇匀。取浓度为
7、的标准溶液，加入稀硫酸酸化,用溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为。该样品的纯度为 _（列出计算式即可,已知)。【答案】(1)增大接触面积,提高反应速率。（2)。（3）增大压强,提高反应速率。?（4）;(5）6、用零价铁（F)去除水体中的硝酸盐(NO-)已成为环境修复研究的热点之一。(）Fe还原水体中 NO的反应原理如右图所示。作负极的物质是 _。正极的电极反应式是 _。（2）将足量铁粉投入水体中，经24 小时测定 NO3的去除率和 H，结果如下:初始 pH H=2.H=4.5 2CO24K MnO2CO24K MnO42KMnOMnO、24K MnO2CO24K MnO1.0800g100mL
8、10.2000mol L224H C O20.00mL4KMnO24.48mL24224222MnO5H C O6H2Mn10CO8H O222424KOH2MnOO2K MnO2H O=3KHCO244MnO=MnOe2H3:2321000.200020.0010158524.48100%1.0800NO3的去除率接近 10%50%24 小时 pH 接近中性接近中性铁的最终物质形态H=.5 时，NO3的去除率低。其原因是 _。(3）实验发现:在初始 H=.5 的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe+可以明显提高 N3的去除率。对 Fe+的作用提出两种假设:.Fe2直接还原 NO3;Fe
9、2+破坏 FeO(O)氧化层。做对比实验，结果如右图所示,可得到的结论是 _。同位素示踪法证实Fe2+能与 FeO（OH)反应生成 FeO4。结合该反应的离子方程式，解释加入 Fe2+提高 O3去除率的原因:_。H=4.5（其他条件相同)(4）其他条件与()相同,经 1 小时测定 NO的去除率和 p,结果如下：初始 pH p25 pH=4.5 N3的去除率约 10%约小时 接近中性接近中性与（2）中数据对比,解释（2)中初始 p不同时，NO3去除率和铁的最终物质形态不同的原因：_。【答案】（1）铁NO3-+8-+7H2O=NH+10OH-，(2)pH 越高，Fe3越易水解生成 FeO（OH)，
10、FeO（O)不导电,所以 N3-的去除率低(）；e2+2FeO(OH)F3O4+H+,加入 Fe2+之所以可以提高硝酸根离子的转化率主要因为较少了FeO（O)的生成，增强了导电性，另外生成了H+,可以是 pH增大的速度减慢，使NO3-的转化率增大；()由于3+的水解,所以 pH 越高，Fe3越容易生成 Fe(O)，FO(OH)又不导电，所以3的去除率越低27.（1分）以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、bO、PbO2、PbO及炭黑等)和 HO4为原料，制备高纯 O,实现铅的再生利用。其工作流程如下:（1）过程中，在 e2+催化下，P和 Pb2反应生成 PbS 的化学方程式是_。(2)过程中,Fe
11、+催化过程可表示为：:Fe+PbO2+4H+SO2-F+PSO4+2H2O ii:写出 ii 的例子方程式：_。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 FeS 4溶液中加入 SN 溶液,溶液几乎无色,再加入少量 P2,溶液变红。b._ _。（3)O溶解在 NaOH溶液中，存在平衡:Pb(s）+aOH(aq)HPbO（a),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)。【答案】(）Pb PbO2+22SO4=2P 4+HO。(2)Fe3+P+SO42=PbSO4+2Fe2+;取 a 中红色溶液少量,加入过量 b,充
12、分反应后,红色褪去。(3)A；将粗 bO 溶解在%NOH溶液中配成高温下的饱和溶液，降温结晶、过滤，得 Pb。32.(6 分)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：（注：NaC 熔点为 80；AlCl3在 11升华)（1）精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为和(）将 l连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除 C2外还含有;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在(3)在用废碱液处理 A的过程中,所发生
13、反应的离子方程式为（4）镀铝电解池中,金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以 AlCl4和 A2C7形式存在，铝电极的主要电极反应式为（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是解析：（)2 e23=A2O+2F4Al3SiO2=Si 2Al 2O（2)H2、lCl3；al。(3)Cl2+OH=Cl+O+H2O（)阳极；阳极：-3e-Al3+、(阴极:4Al2Cl7+3e=7l l4+Al）()铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜,它能阻止氧化深入内部,起到防腐保护作用(7 分)难溶性杂卤石（KS4MgSO4CaSO42)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡为能充
14、分利用钾资源，用饱和a（）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下：（1）滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH）2溶液能溶解杂卤石浸出的原因:。(3)“除杂”环节中，先加入溶液,经搅拌等操作后,过滤，再加入溶液调滤液 PH至中性。(4)不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图 14,由图可得，随着温度升高，（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:已知 298K时，Ksp（aCO)2.80109，Kp(CS4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数（计算结果保留三位有效数字）。答案:(1）Ca（OH）2Mg（OH）（2）氢氧根与镁离子结合，使平衡向右移动,K变多。(3）K2CO3 H2SO4(4）在同一时间 K+的浸出浓度大。反应的速率加快,平衡时溶浸时间短。（）K=1.5104