课时跟踪检测(14) 无机化学工艺流程解题策略（Word练习）-【新高考方案】2024高考化学一轮复习（新教材版Ⅱ 新高考）

PAGE 第 1 页 共 8 页 课时跟踪检测（十四） 无机化学工艺流程解题策略 1．(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表： 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋ 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 回答下列问题： (1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式： _____________________________。 (2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_________________________________________________。 (3)“母液①”中Mg2＋浓度为________mol·L－1。 (4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是__________。“酸溶渣”的成分是__________、__________。 (5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是 ________________________________________________________________________。 (6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得________，循环利用。 解析：(1)“焙烧”中，Al2O3和(NH4)2SO4反应生成NH4Al(SO4)2，同时放出NH3，反应的化学方程式为Al2O3＋4(NH4)2SO4eq \o(=====,\s\up7(高温))2NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O↑。(2)由题表中Fe3＋、Al3＋、Mg2＋完全沉淀时的pH分别为3.2、4.7、11.1可知，用氨水逐步调节pH至11.6的过程中，依次析出的金属离子是Fe3＋、Al3＋、Mg2＋。(3)依据Mg2＋完全沉淀时的pH＝11.1，可知此时c(OH－)＝10－2.9 mol·L－1，此时c(Mg2＋)＝10－5 mol·L－1，则Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝10－10.8，用氨水逐步调节pH至11.6时，c(OH－)＝10－2.4mol·L－1，则c(Mg2＋)＝eq \f(Ksp[Mg(OH)2],c2(OH－))＝10－6 mol·L－1。(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，为了尽可能减少酸溶液的挥发而造成不必要的损失且保证TiO2可以完全溶解，故最好选择硫酸；SiO2不溶于硫酸，“焙烧”生成CaSO4固体，故“酸溶”后所得“酸溶渣”的成分为SiO2、CaSO4。(5)由题意知，TiO2＋水解生成TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式为TiO2＋＋(x＋1)H2Oeq \o(=====,\s\up7(△))TiO2·xH2O↓＋2H＋。(6)母液①的主要成分为硫酸铵和氨水，母液②的主要成分为硫酸，混合后吸收尾气NH3，经处理可得到(NH4)2SO4，循环利用。 答案：(1)Al2O3＋4(NH4)2SO4高温,2NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O↑　(2)Fe3＋、Al3＋、Mg2＋　(3)1.0×10－6　(4)硫酸　SiO2　CaSO4 (5)TiO2＋＋(x＋1)H2Oeq \o(=====,\s\up7(△))TiO2·xH2O↓＋2H＋　(6)(NH4)2SO4 2．氧化铬(Cr2O3)主要用于冶炼金属铬、用作有机化学合成的催化剂等。工业上以铬铁矿[主要成分：Fe(CrO2)2(亚铬酸亚铁)，还含有Al2O3等杂质]为主要原料生产Cr2O3，其主要工艺流程如图甲： (1)“高温氧化”过程中Fe(CrO2)2转化为Na2CrO4的化学方程式为 ___________________________________________________________。 (2)“操作1”是将固体冷却、研磨，再加水浸取，其中研磨的目的是____________ ____________________________________________________________。 (3)为获得纯净Cr(OH)3，需判断Cr(OH)3是否洗涤干净。该操作是__________________ ________________