2024届高三化学一轮复习 工业流程题、实验题（铊、钽、铌专题）

工业流程题、实验题（铊、钽、铌专题） （双选）1．钽酸锂()是功能材料领域的“万能”材料，具有良好的机械性能。某企业利用含钽废渣(主要含、及油脂等)制备钽酸锂的工艺流程如下： 已知： ①“钠盐和氧化物”中主要成分有、、等； ②正五价的钽元素具有一定的氧化性。 下列说法错误的是 A．通空气目的只是氧化生成和 B．“滤渣I”中主要成分是 C．“溶液II”中最好将盐酸换为硫酸 D．实验室模拟“灼烧”时，主要仪器有瓷坩埚、酒精灯、玻璃棒等 2．五氧化二钽()主要用作钽酸锂单晶和制造高折射低色散特种光学玻璃等。一种以含钽废料(主要成分为、以及少量的FeO、、等)为原料制备的工艺流程如图所示： 已知：是弱酸。回答下列问题： (1)“酸溶”时，发生反应的基本反应类型为 ，滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。 (3)常温下，“调pH”时，若过滤出沉淀后溶液的pH=5，列式计算是否沉淀完全？ [已知：常温下，，溶液中离子浓度小于或等于时可视为沉淀完全]。 (4)“浸钽”时，加入的HF溶液，浸出时间为4h，钽的浸出率随温度的变化如图所示。该HF溶液的物质的量浓度为 ，浸出的最佳温度为 ℃；“调pH”后，溶液中溶质主要为，写出“浸钽”时生成，的离子方程式： 。 (5)“沉钽”时，生成，反应化学方程式为 。 (6)本流程中使用钽废料100t，若得到85.0t纯净的，假设钽元素有85%转化为，则含钽废料中钽元素的质量分数为 %(保留四位有效数字)。 3．钽(Ta)和铌(Nb)的性质相似，因此常常共生于自然界的矿物中。一种以钽铌伴生矿(主要成分为SiO2、MnO2、Nb2O5、Ta2O5和少量的TiO2、FeO、CaO、MgO)为原料制取钽和铌的流程如图： “浸取”后，浸出液中含有H2TaF7、H2NbF7两种二元强酸和锰、钛等元素。 已知：①MIBK为甲基异丁基酮；②Ksp(CaF2)=2.5×10-11，Ksp(MgF2)=6.4×10-9 (1)①“浸取”前，常将钽铌矿渣进行研磨，原因为 。 ②“浸取”时通常在 材料的反应器中进行(填标号)。 A．陶瓷       B．玻璃      C．铅       D．塑料 (2)浸渣的主要成分是 ，Ta2O5与氢氟酸反应的离子方程式为 。 (3)“浸取”时，HF的浓度对铌、钽的浸出率的影响如图所示，则HF的最佳浓度为 g•L-1，理由是 。 (4)金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取，也可用电解熔融的K2NbF7制取。 ①流程中钠热还原法制备铌粉的化学方程式为 。 ②传统的熔盐电解法采用的电解质体系通常为K2NbF7-NaCl，电解总化学反应方程式为 。 4．铊(Tl)在工业中的用途非常广泛，其中铊锡合金可作超导材料：铊镉合金是原子能工业中的重要材料。铊主要从铅精矿焙烧产生的富铊灰(主要成分PbO、ZnO、Fe2O3、 FeO、Tl2O等)中提炼，具体工艺流程如图。 已知：萃取剂选用对铊有很高选择性的酰胺类萃取剂CH3CONR2的二乙苯溶液，萃取过程的反应原理为H+ +CH3CONR2+TlCl [CH3CONR2H]TlCl4。 回答下列问题： (1)浸取过程中硫酸的作用除了酸化提供H+，另一作用为 。 (2)在实验室中，“萃取”过程使用的主要玻璃仪器为分液漏斗，萃取后含铊液应从分液漏斗 (填“下口放出”或“上口倒出”)，用平衡移动解释“反萃取”过程的原理和目的 。 (3)“还原、氧化、沉淀”过程中生成TlCl，该反应的离子方程式为 ，为提高经济效益充分利用原料，该反应的滤液可加入 步骤循环使用最合适。 (4)Tl+对人体毒性很大，难溶盐KFe[Fe(CN)6]可通过离子交换治疗Tl2SO4中毒，将其转化为沉淀同时生成K2SO4溶液，写出治疗Tl2SO4中毒的离子方程式： 。 (5)电解Tl2SO4溶液制备金属Tl的装置如图所示。石墨(C)上电极反应式为 。 5．铌是涡轮发动机的重要组成金属，以高钛渣(含Nb2O5、Ta2O5、TiO2、CaO)为原料制取单质铌的流程如图甲所示： 已知：①MIBK为甲基异丁基酮；②钽铌液中含有H2TaF7、H2NbF7；③Nb(OH)5难溶于水。 (1)酸溶前，常将高钛渣进行研磨，原因为 。 (2)酸溶时，Ta2O5发生的反应的化学方程式为 。 (3