内容正文:
微专题1 化工流程题解题策略
高考真题
考向1 微型化工流程题
1.★★(2025甘肃,11,3分)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+ 3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
答案 D
2.★★(2024湖南,11,3分)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下:
已知:①H3PO4的电离常数:=6.9×10-3,=6.2×10-8,=4.8×10-13;
②Na2HPO4·12H2O易风化。
下列说法错误的是( )
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入Na2CO3溶液
B.“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
答案 C
3.★★(2025湖南,12,3分)工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当;
②常温下,金属化合物的Ksp:
金属化合物
CdS
CdCO3
MnS
MnCO3
Ksp
8.0×10-27
1.0×10-12
2.5×10-13
2.3×10-11
下列说法错误的是( )
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B.试剂X可以是Na2S溶液
C.“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式为Mn2++HC MnCO3↓+H+
答案 D
4.★★(2025四川,13,3分)一种主要成分为Ca3(PO4)2和KAlSi3O8的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷(P4)、K2CO3、Al2O3。其中,电炉煅烧发生的反应为2Ca3(PO4)2+2KAlSi3O8+10C 6CaSiO3+2KAlO2+P4↑+10CO↑。
下列说法错误的是( )
A.“电炉煅烧”必须隔绝空气
B.浸渣的主要成分是CaSiO3
C.“炉气水洗”使P4溶于水而与CO分离
D.“中和沉淀”需要控制溶液的pH
答案 C
5.★★★(2024江西,8,3分)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如下图。下列说法错误的是( )
A.将CPU针脚粉碎可加速溶解
B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行
C.富集后,K[AuBr4]主要存在于滤液中
D.还原步骤中有S生成
答案 C
考向2 物质制备型工艺流程题
6.★★★(2025重庆,15,14分)硒(Se)广泛应用于工农业和生物医药等领域,一种利用H2Se热解制备高纯硒的流程如下:
已知H2Se的沸点为231 K,回答下列问题:
(1)真空焙烧时生成的主要产物为Al2Se3,其中Se的化合价为 ,Al元素基态原子的电子排布式为 。
(2)氢化过程没有发生化合价的变化,Al元素转化为Al2O3·xH2O,则反应的化学方程式为 。
(3)热解反应:H2Se(g) H2(g)+Se(g) ΔH>0 。冷凝时,将混合气体温度迅速降至500 K得到固态硒。Se由气态直接转变为固态的过程称为 。迅速降温的目的是 ;冷凝后尾气的成分是 (填化学式)。
(4)Se的含量可根据行业标准YS/T 226.12-2009进行测定,测定过程中Se的化合价变化如下:
称取粗硒样品0.100 0 g,经过程①将其溶解转化为弱酸H2SeO3,并消除测定过程中的干扰。在酸性介质中,先加入0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液40.00 mL,再加入少量KI和淀粉溶液,继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色消失为终点(原理为I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6),又消耗8.00 mL。过程②中Se(Ⅳ)与Na2S2O3反应的物质的量之比为1∶4,且反应最快。过程③的离子方程式为 。该样品中Se的质量分数为 。
答案 (1)-2 1s22s22p63s23p1
(2)Al2Se3+(x+3)H2O Al2O3·xH2O+3H2Se
(3)凝华 减少H2Se的生成,提高Se的产率 H2、H2Se
(4)H2SeO3+4I-+4H+ 2I2+Se+3H2O 94.8%
7.★★★(2025湖北,16,14分)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂,通过以下两种工艺制备:
已知:室温下,TiO2是难溶酸性氧化物,CaTiO3的溶解度极低。
20 ℃时,NaF的溶解度为4.06 g/100 g水,温度对其溶解度影响不大。
回答下列问题:
(1)基态氟离子的电子排布式为 。
(2)20 ℃时,CaF2饱和溶液的浓度为c mol·L-1,用c表示CaF2的溶度积Ksp= 。
(3)工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为CaF2+2NaOH Ca(OH)2+2NaF。分析混合物Ⅰ,测得反应的转化率为78%。水浸分离,NaF的产率仅为8%。
①工艺Ⅰ的固相反应 (填“正向”或“逆向”)进行程度大。
②分析以上产率变化,推测溶解度S(CaF2) S[Ca(OH)2](填“>”或“<”)。
(4)工艺Ⅱ水浸后NaF的产率可达81%,写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式 。
(5)从滤液Ⅱ获取NaF晶体的操作为 (填标号)。
a.蒸发至大量晶体析出,趁热过滤
b.蒸发至有晶膜出现后冷却结晶,过滤
(6)研磨能够促进固相反应的原因可能有 (填标号)。
a.增大反应物间的接触面积
b.破坏反应物的化学键
c.降低反应的活化能
d.研钵表面跟反应物更好接触
答案 (1)1s22s22p6{写成[He]2s22p6或者[Ne]也给分} (2)4c3 (3)①正向 ②< (4)CaF2+2NaOH+TiO2 CaTiO3+2NaF+H2O (5)a (6)ab
8.(2025北京,18节选)利用工业废气中的H2S制备焦亚硫酸钠 (Na2S2O5)的一种流程示意图如下。
已知:
物质
H2CO3
H2SO3
Ka(25 ℃)
=4.5×10-7
=4.7×10-11
=1.4×10-2
=6.0×10-8
(2)制Na2S2O5
Ⅰ.在多级串联反应釜中,Na2CO3悬浊液与持续通入的SO2进行如下反应。
第一步:2Na2CO3+SO2+H2O Na2SO3+2NaHCO3
第二步:NaHCO3+SO2 NaHSO3+CO2
Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3
Ⅱ.当反应釜中溶液pH达到3.8~4.1时,形成的NaHSO3悬浊液转化为Na2S2O5固体。
①Ⅱ中生成Na2S2O5的化学方程式是 。
②配碱槽中,母液和过量Na2CO3配制反应液,发生反应的化学方程式是 。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是 ,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有 。
(3)理论研究Na2SO3 、NaHCO3与 SO2的反应。一定温度时,在1 L浓度均为1 mol·L-1的 Na2SO3和NaHCO3的混合溶液中,随n(SO2) 的增加,S和HC平衡转化率的变化如图。
①0~a mol,与 SO2优先反应的离子是 。
②a~b mol,HC 平衡转化率上升而S平衡转化率下降,结合方程式解释原因:
。
答案 (2)①2NaHSO3 Na2S2O5+H2O ②NaHSO3+Na2CO3 NaHCO3+Na2SO3(或Na2S2O5+H2O+2Na2CO3 2Na2SO3+2NaHCO3) ③S ④CO2、SO2
(3)①S ②溶液中发生的反应:ⅰ.HC+SO2+H2O H2CO3+HS,H2CO3 H2O+CO2;ⅱ.S+SO2+H2O 2HS。a mol后,随着n(SO2)增加,因H2CO3分解,促进ⅰ中SO2与HC的反应不断正向进行,溶液中c(HS)不断增加,促使反应ⅱ逆向进行
考向3 涉及Cu、Mn、Co的工艺流程
9.(2025湖南,16,14分)一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2,有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(NiSO4、CoSO4、MnSO4)的工艺流程如下:
已知:①金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子;
②常温下,溶液中金属离子(假定浓度均为0.1 mol·L-1)开始沉淀和完全沉淀(c≤1.0×10-5 mol·L-1)的pH:
Fe3+
Al3+
Cu2+
Ni2+
Co2+
Mn2+
开始沉淀的pH
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的pH
3.2
4.6
6.7
8.9
9.4
10.1
回答下列问题:
(1)基态Ni的价层电子排布式为 。
(2)“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是 (写化学式);SO2还原Co2O3的化学方程式为 。
(3)“沉铁”时,Fe2+转化为Fe2O3的离子方程式为 ,加热至200 ℃的主要原因是 。
(4)“沉铝”时,未产生Cu(OH)2沉淀,该溶液中c(Cu2+)不超过 mol·L-1。
(5)“第二次萃取”时, 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示,M表示金属元素)更稳定,这些配合物中氮原子的杂化类型为 。
答案 (1)3d84s2
(2)SiO2 Co2O3+SO2+H2SO4 2CoSO4+H2O
(3)4Fe2++O2+4H2O 2Fe2O3↓+8H+ 防止生成Fe(OH)3胶体吸附金属阳离子
(4)0.01 (5)Ni2+ Co2+ sp2
10.(2025山东,17,12分)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体;Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为650 ℃,“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有 (填化学式)。
(2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,“水浸”时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)HR萃取Cu2+反应为2HR(有机相)+Cu2+(水相) CuR2(有机相)+2H+(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。
(4)“沉钴”中,pH=4时Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5 mol·L-1],则此时溶液中c(H2S)= mol·L-1。已知:(H2S)=1×10-7,(H2S)=1×10-13,Ksp(CoS)=4×10-21。CoS“溶解”时发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中,经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。
答案 (1)3MnO2+3NH4HSO4 3MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O Fe2O3、CaSO4 (2)减小 (3)H2SO4
(4)4×10-4 CoS+H2O2+2H+ Co2++S+2H2O
(5)低温焙烧
11.(2025陕晋青宁,16,14分)一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为Mn2+、Mg2+、N的硫酸盐)的工艺流程如下。
已知:①常温下Ksp(MgCO3)=10-5.17,Ksp[Mg(OH)2]=10-11.25,Ksp[Mn(OH)2]=10-12.72;
②S2结构式为。
回答下列问题:
(1)制备废盐溶液时,为加快废盐溶解,可采取的措施有 、 。(写出两种)
(2)“沉锰Ⅰ”中,写出形成的Mn(OH)2被氧化成Mn3O4的化学方程式 。当Mg2+(c=10-0.68 mol·L-1)将要开始沉淀时,溶液中剩余Mn2+浓度为 mol·L-1。
(3)“沉锰Ⅱ”中,过量的(NH4)2S2O8经加热水解去除,最终产物是NH4HSO4和 (填化学式)。
(4)“沉镁Ⅰ”中,当pH为8.0~10.2时,生成碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O],煅烧得到疏松的轻质MgO。pH过大时,不能得到轻质MgO的原因是 。
(5)“沉镁Ⅱ”中,加H3PO4至pH=8.0时,Mg2+沉淀完全;若加至pH=4.0时沉淀完全溶解,据图分析,写出沉淀溶解的离子方程式 。
(6)“结晶”中,产物X的化学式为 。
(7)“焙烧”中,Mn元素发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。
答案 (1)搅拌 适当升高温度(合理即可)
(2)6Mn(OH)2+O2 2Mn3O4+6H2O 10-2.15
(3)O2 (4)pH过大时,MgCO3转化为Mg(OH)2,不能得到碱式碳酸镁
(5)MgNH4PO4·6H2O+2H3PO4 3H2P+Mg2++N+6H2O
(6)(NH4)2SO4 (7)还原
考向4 涉及绿色生产及废物回收的工艺流程
12.★★★(2025河北,16,14分)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾,同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式: 。
(2)煅烧工序中 Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式: 。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分:Fe2O3、H2SiO3、 、 (填化学式)。
(4)酸化工序中需加压的原因: 。
(5)滤液Ⅱ的主要成分: (填化学式)。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式:Fe(CO)5+ +
Cr(OH)3↓+ + + CO↑。
(7)滤渣Ⅱ可返回 工序(填工序名称)。
答案 (1)3d54s1 (2)4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH 2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O (3)Al(OH)3 MgO
(4)增大CO2的溶解度,保证酸化反应充分进行
(5)KHCO3
(6)Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑
(7)煅烧
13.(2025黑吉辽蒙,16,14分)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知:①“氧化浸出”时,PbSO4不发生变化,ZnS转变为[Zn(NH3)4]2+;
②Ksp[Pb(OH)2]=10-14.8;
③酒石酸(记作H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH。
回答下列问题:
(1)H2A分子中手性碳原子数目为 。
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根(S2)转变为 (填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为 。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为 。
(5)滤渣2中的金属元素为 (填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤,PbSO4和Na2A反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为 ,pH过高可能生成 (填化学式)。
(7)290 ℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为 。
答案 (1)2 (2)S
(3)温度升高,化学反应速率加快,浸出率增大;达到一定温度后,继续升高温度,NH3·H2O与(NH4)2S2O8发生分解,浸出率降低
(4)[Cu(NH3)4]2++Zn [Zn(NH3)4]2++Cu (5)Fe
(6)pH升高,A2-浓度增大,促进生成PbA的反应正向进行,PbA产率增大 Pb(OH)2
(7)Pb[OOC(CHOH)2COO] Pb+2H2O↑+4CO↑
14.(2025安徽,15,14分)某含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
已知25 ℃时,Ksp(SrSO4)=10-6.46,Ksp(BaSO4)=10-9.97。
回答下列问题:
(1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态锶原子价电子排布式为 。
(2)“浸出液”中主要的金属离子有Sr2+、 (填离子符号)。
(3)“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为 ;25 ℃时,向0.01 mol SrSO4粉末中加入100 mL 0.11 mol·L-1 BaCl2溶液,充分反应后,理论上溶液中c(Sr2+)·c(S)= mol2·L-2(忽略溶液体积的变化)。
(4)其他条件相同时,盐浸2 h,浸出温度对锶浸出率的影响如图1所示。随温度升高锶浸出率增大的原因是 。
图1 图2
(5)“浸出渣2”中主要含有SrSO4、 (填化学式)。
(6)将窝穴体a(结构如图2所示)与K+形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的Sr2+,原因是 。
(7)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是 (填标号)。
a.加热脱水 b.在HCl气流中加热
c.常温加压 d.加热加压
答案 (1)5s2 (2)Ca2+、Mg2+ (3)SrSO4+Ba2+ BaSO4+Sr2+ 10-8.97 (4)其他条件相同时,温度升高,SrSO4转化反应的速率加快 (5)BaSO4、SiO2 (6)与Ca2+、Mg2+相比,Sr2+的大小更接近窝穴体a的空腔尺寸,结合能力更强;超分子结构中的O、N可与Sr2+产生相互作用 (7)a
15.(2025广东,18,14分)我国是金属材料生产大国,绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知:多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Cu(OH)2
Ni(OH)2
Ksp(298 K)
2.8×10-39
1.3×10-33
2.2×10-20
5.5×10-16
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有 (写一条)。
(2)“高压加热”时,生成Fe2O3的离子方程式为 +O2+ H2O Fe2O3↓+ H+。
(3)“沉铝”时,pH最高可调至 (溶液体积变化可忽略)。已知:“滤液1”中c(Cu2+)=0.022 mol/L,c(Ni2+)=0.042 mol/L。
(4)“选择萃取”中,镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有 。
A.镍与N、O形成配位键
B.配位时Ni2+被还原
C.配合物与水能形成分子间氢键
D.烷基链具有疏水性
(5)NixCuyNz晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知:同种位置原子相同,相邻原子间的最近距离之比dNi-Cu∶dNi-N=∶1,则x∶y∶z= ;晶体中与 Cu 原子最近且等距离的原子的数目为 。
(6)①“700 ℃加热”步骤中,混合气体中仅加少量H2,但借助工业合成氨的逆反应,可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为 和 。
②“电解”时,Fe2O3颗粒分散于溶液中,以Fe片、石墨棒为电极,画出电解池示意图并做相应标注。
③与传统高炉炼铁工艺相比,上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是
(写一条)。
答案 (1)适当升高温度、搅拌等(任写一条)
(2)4Fe2+ 4 2 8 (3)5 (4)AD
(5)3∶1∶1 12
(6)①2NH3 N2+3H2 Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O
②
③工艺相对清洁,可减少有害气体的排放(合理即可)
高考模拟
16.★★★(2026届吉林延边零模,11)一种以软锰矿还原浸出液(主要成分为K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、H+、S)为原料制备电池级硫酸锰的工艺流程如图所示。
已知:“除钾钠”时生成了KFe3[SO4(OH)3]2、NaFe3[SO4(OH)3]2沉淀。下列说法错误的是 ( )
A.“除钾钠”时未发生氧化还原反应
B.“滤渣2”的主要成分为Fe2(CO3)3
C.上述流程分离出“滤渣1、2、3、4”均需采用的操作为过滤
D.实验室模拟“系列操作”需要用到玻璃棒
答案 B
17.★★★(2026届北京房山开学考,9)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2]为原料制备KClO3的流程如图1所示。
已知:ⅰ.加热氯化时会生成Ca(ClO)2,Ca(ClO)2可进一步分解生成Ca(ClO3)2;
ⅱ.相关物质在水中的溶解度曲线如图2所示。
下列说法不正确的是( )
A.氯化时生成Ca(ClO)2的反应为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
B.Ca(ClO)2分解为Ca(ClO3)2的化学反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
C.“转化”能够得到KClO3的原因是KClO3的溶解度小于Ca(ClO3)2的溶解度
D.转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,可得到KClO3粗品
答案 B
18.★★★(2026届辽宁期初调研,16)BaCl2可用于电子、仪表等工业。以毒重石(主要成分为BaCO3,含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,模拟工业制取BaCl2·2H2O的流程如下图所示:
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9;相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.0
3.7
(1)盐酸浸取时需要适当加热的原因是 。
(2)用质量分数为37%的盐酸配制质量分数为15%的盐酸需用到的仪器有 (填字母)。
A.量筒 B.烧杯 C.容量瓶 D.玻璃棒
(3)滤渣Ⅰ的成分为 。
(4)Mg(OH)2的溶度积常数Ksp= ;加入H2C2O4时发生的离子反应为
,加入H2C2O4应避免过量,其原因是 。
(5)母液中除了含有Ba2+、Cl-外,还含有大量的 (填离子符号)。
(6)滤渣Ⅲ(不含结晶水)是结石的主要成分,滤渣Ⅲ经过洗涤干燥后在空气中进行热重分析,取128.0 g该纯净物,在200~470 ℃灼烧,最后得到100.0 g产物,200~470 ℃时发生反应的化学方程式为 。
答案 (1)加快反应速率,提高浸取率
(2)ABD
(3)SiO2、BaSO4
(4)1.0×10-11 Ca2++H2C2O4+2OH- CaC2O4↓+2H2O 防止生成BaC2O4
(5)Na+
(6)2CaC2O4+O2 2CaCO3+2CO2
19.★★★(2026届山西大同一调,16)POM是一种常用的浸渍试剂,一种从辉钼矿(主要含有MoS2、NiS、PbS、SiO2以及其他惰性杂质)获得POM、Ni以及Na2SO4的流程如下图所示:
已知:“闪速焙烧”所得烧渣中生成的氧化物有MoO3、PbO、NiO。请回答下列问题:
(1)基态Ni的价电子排布式为 。
(2)“脱硫”工序需控制温度在40~60 ℃,离子方程式为 。
(3)滤渣2的成分除了SiO2之外还有 (填化学式)。
(4)该流程中可以循环利用的物质有 、 (填化学式)。
(5)工业上,采用羰基法提纯镍的原理为Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g) ΔH<0。T1 T2(填“>”“<”或“=”),简述该方法提纯镍的原理:
。
答案 (1)3d84s2
(2)SO2+ClO-+2OH- S+Cl-+H2O
(3)PbSO4
(4)NH3(或NH3·H2O) H2SO4
(5)< T1温度较低,有利于粗镍中的镍转化为Ni(CO)4,Ni(CO)4通过气体分子膜扩散到右室,在T2较高温度下,有利于Ni(CO)4分解为固体镍(纯镍)并在右室富集
20.★★★(2025重庆主城五区二诊,15)钛被称为“二十一世纪的金属”,乳酸亚铁[Fe(C3H5O3)2]常作补铁制剂。工业上用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,杂质有Fe2O3、CaO、MgO、SiO2等)生产钛和乳酸亚铁的工艺流程如下:
已知:①酸性溶液中钛元素主要以TiO2+形式存在,TiO2+能水解;
②25 ℃时,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16、Ksp[TiO(OH)2]=1.0×10-29、Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
回答下列问题:
(1)基态钛原子价层电子轨道表示式为 ;滤渣的主要成分为 (填化学式);试剂X为 。
(2)“沉铁”时需控制反应温度低于35 ℃,其主要目的是 。
(3)滤液1“沉钛”的离子方程式为 。
(4)已知滤液2中Fe2+的浓度为0.8 mol/L,Mg2+的浓度为0.02 mol/L,则滤液2中pH不大于 (已知lg3≈0.5)。
(5)上述流程中,“结晶”和“沉钛”顺序不宜交换的主要原因是 。
(6)TiO2与C、Cl2在600 ℃时充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表所示:
物质
TiCl4
CO
CO2
Cl2
分压/MPa
4.59×10-2
1.84×10-2
3.70×10-2
5.98×10-9
①该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为 。
②随着温度升高,尾气中CO的含量升高,主要原因是 。
答案 (1) SiO2、CaSO4 Fe
(2)防止NH4HCO3分解 (3)TiO2++(n+1)H2O TiO2·nH2O↓+2H+
(4)6.5 (5)沉钛时,需加入大量的水,不利于绿矾的结晶
(6)①5TiO2+6C+10Cl2 5TiCl4+2CO+4CO2 ②随着温度升高,CO2与C反应生成CO(或C+CO2 2CO)
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