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专题验收评价
专题14化学工艺流程综合
内容概览
A·常考题不丢分
【考点一物质制备类化工流程题】
【考点二提纯类化工流程题】
【微专题化工流程题中定量计算】
B·综合素养拿高分/拓展培优拿高分
C·挑战真题争满分
【考点一物质制备类化工流程题】
1.(2023·山东淄博·统考一模)工业上以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含有SiO2、Fe3O4、MgO、CaO杂质)为原料制备金属钛,并得到副产品FeSO4?7H2O,其工艺流程如图:
已知:①TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中;高温下Ti易与N2,H2反应。
②25℃时相关物质的Ksp见表:
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Mg(OH)2
TiO(OH)2
Ksp
1.0×10-16.3
1.0×10-38.6
1.0×10-11.6
1.0×10-29
回答下列问题:
(1)矿渣的主要成分是_____;试剂A为_____(填化学式)。
(2)“酸段”时,钛铁矿与浓硫酸在160~200℃反应,FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+,该工序主要反应的化学方程式为_____;加水浸取前需先冷却的目的是_____。
(3)“转化”工序,加入试剂B调节pH。
①试剂B为_____(填标号)。
A.H2SO4??????B.H2O2??????C.Na2CO3??????D.NH4Cl
②为沉钛完全[c(TiO2+)≤1.0×10-5mol?L-1]需要调节溶液的pH略大于_____。
(4)“沸腾氯化”中,氯气与矿料逆流而行,目的是_____,充分反应后,混合气体中各组分的分压如表:
物质
TiCl4
Cl2
CO
CO2
分压MPa
4.59×10-2
4.98×10-9
1.84×10-2
3.70×10-2
该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为_____。
(5)高温下镁与TiCl4反应制备粗钛时需加保护气,下列可作为保护气的是_____(填标号)。
A.N2 B.H2 C.CO2 D.Ar
2.(2023·全国·高三)高铁酸钾是一种暗紫色固体,在低温碱性条件下比较稳定,微溶于浓溶液。工业上湿法制备的流程如图:
(1)强碱性介质中,可氧化生成高铁酸钠,写出该反应的离子方程式:___________。
(2)请比较工业上湿法制备的条件下和的溶解度大小:___________(填“”“”或“=”)
(3)将粗品[含有等杂质]转化为的实验方案为
a、在不断搅拌下,将粗品溶于冷的溶液中,快速过滤除去等难溶的物质。
b、将滤液置于___________中,向滤液中加入___________,过滤。
c、对产品进行洗涤时使用乙醇,其目的是___________(答两点)。
(4)高铁酸盐具有强氧化性,溶液越小氧化性越强,可用于除去废水中的氨、重金属等。的浓度与关系如图1所示;用除去某氨氮废水,氨氮去除率与关系如图2所示;用处理浓度为的含锌废水,锌残留量与关系如图3所示[已知:与反应生成的过程中,可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀]。
①图2中,越大氨氮的去除率越大,其原因可能是___________。
②图3中,时锌的去除率比时大得多,其原因是___________。(从锌元素的存在的形态角度说明)。
3.(2023上·河南南阳·高三统考期末)硫化镍矿的主要成分是NiS,还含有MgS、FeS、一些不溶性物质等,工业上用硫化镍矿制备金属镍的工艺流程如图所示:
(1)硫化镍矿粉磨的目的是,“酸浸”时,硫化镍与稀盐酸反应的化学方程式为。
(2)“氧化、除铁”过程中加入H2O2溶液时,发生反应的离子方程式为,加入氧化镍的目的是除去铁元素,用化学平衡移动原理解释除去铁元素的原因。
(3)已知Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,Ksp[Mg(OH)2]=2.0×10-11,若“除镁”后的滤液中Ni2+的浓度等于10-5mol·L-1,则滤液中c(Mg2+)=。
(4)电解硫酸镍溶液时,在极得到镍单质,电解产物(填化学式)可以循环使用。
4.(2023上·北京海淀·高三统考期中)软锰矿浆(主要成分)可吸收烟气中的,同时可制备,工艺流程如下:
资料:①吸收后的软锰矿浆中含有、、、等阳离子;
②金属离子沉淀的pH如下表。
金属离子
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
6.2
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
8.2
(1)脱硫的产物是,软锰矿中所起的作用是。
(2)过程1向浆液中通入的目的是。
(3)滤渣1的成分是,过程2中发生反应的离子方程式为。
(4)制备
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