《新步步高》考前三个月（江苏专用）高考化学二轮复习系列——高考21题第16题.docVIP

第16题　无机物的转化与化工流程 [解题指导] 　 　 [典例剖析] TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。 工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括： 酸溶　FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l) 水解　TiOSO4(aq)＋2H2O(l)H2TiO3(s)＋H2SO4(aq) 简要工艺流程如下： (1)试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品TiO2产率降低，原因是________________________________________________________________________。 (2)取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是____________________(填化学式)。 信息提取　本题中核心的信息有： (1)由钛铁矿等成分确定流程图中它与硫酸反应后得到钛液Ⅰ中铁元素的存在形式为Fe3＋； (2)由钛液Ⅰ的成分及加入试剂A得到的产物FeSO4判断A为单质铁； (3)由TiOSO4的水解温度及钛液Ⅰ控制在70℃，来确定温度过高造成TiO2产率降低的原因； (4)由Fe2＋的检验方法判断H2TiO3中存在的杂质离子是Fe2＋。 解析　(1)加入H2SO4，除发生FeTiO3酸溶外，还发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，为了使Fe3＋转化成Fe2＋，所以应加入Fe粉(A)，钛液Ⅰ中含有FeSO4和TiOSO4，考虑到温度越高，TiOSO4的水解程度越大，造成TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀，在过滤时，造成钛损失。 (2)由于Fe2＋不可能全部结晶生成绿矾，造成H2TiO3中含Fe2＋，滴入H2O2发生反应：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O，所以当加入H2O2后显微红色，由于在H2TiO3中含Fe2＋，所以煅烧后会发生反应生成Fe2O3，造成TiO2发黄。 答案　(1)铁粉　温度过高会导致TiOSO4提前水解，产生H2TiO3沉淀　(2)Fe2＋　Fe2O3 [挑战满分](限时20分钟) 1.粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3，其流程如下图： 已知烧结过程的产物主要是NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。 (1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式________________________________________。 (2)操作a为冷却、研磨，其中研磨的目的是_____________________________。 (3)浸出过程中，NaFeO2可以完全水解，水解反应的离子方程式为______________________。 (4)操作b的名称是_________，所用的玻璃仪器有________、________和烧杯。 (5)“碳化”时生成沉淀，沉淀的化学式为_____________。 2.(2015·江苏，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。 (1)匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO)随时间变化如图。清液pH＞11时CaSO4转化的离子方程式为________________；能提高其转化速率的措施有________(填序号)。 A.搅拌浆料 B.加热浆料至100℃ C.增大氨水浓度 D.减小CO2通入速率 (2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是 ____________________________________________________________________________。 (3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因是_______________________________________________________________。 3.氧化锌是重要的基础化工原料，从含锌废水(含Zn2＋及少量的Mn2＋、Fe2＋及Pb2＋等)为原料制取ZnO的实验流程如下： 几种难溶氢氧化物沉淀的pH范围 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2 Pb