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整体感知— “无机化工流程”大题的考法研究(学生自主研习)
[品考题考法]
1.(2023·全国甲卷)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料,采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题:
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为______________________________________________。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是________(填标号)。
a.稀硫酸 b.浓硫酸
c.盐酸 d.磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取,是否可行?其原因是______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡,产生的nCO2∶nCO=________________。
答案:(1)作还原剂,将BaSO4转化成BaS
(2)S2-+Ca2+===CaS↓ (3)c (4)不可行,酸与CaS能产生有毒气体H2S和CaCl2,从而影响产品纯度 (5)TiCl4+2(NH4)2C2O4+BaCl2+H2O===BaTiO(C2O4)2↓+4NH4Cl+2HCl (6)1∶1
2.(2022·全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过如图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为____________________,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因___________________________。
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是________________________________________________。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是____________;
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为_________________________________________;
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是__________________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是__________________。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有______________。
2.(2022·湖北等级考)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
25 ℃时相关物质的参数如下:
LiOH的溶解度:12.4 g/100 g H2O
化合物 Ksp
Mg(OH)2 5.6×10-12
Ca(OH)2 5.5×10-6
CaCO3 2.8×10-9
Li2CO3 2.5×10-2
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