化学工艺流程题目9.docx

1、化学工艺流程题目9化学工艺流程题目 作者： 日期：化学工业流程题目训练1、Li4Ti5O12和iFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为Fe TiO3，还含有少量MgO、Si2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：(1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为_。(）“酸浸”后,钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式_。(3）Tix2O沉淀与双氧水、氨水反应 min所得实验结果如下表所示：分析0 时TO2xH转化率最高的原因_。(4）若“滤液”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加倍），使恰好沉淀完全即溶液中,此

2、时是否有沉淀生成？ (列式计算)。的Ksp分别为。（5)写出“高温煅烧”中由制备的化学方程式 。2、锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂（LioO)，导电剂乙炔黑和铝箔等。充点时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe-=Lx6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。回答下列问题：（1） LiCoO中,C元素的化合价为_。（2） 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。（3） “酸浸”一般在0下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_;可用盐酸代替S4和2O2的混合液，但缺点是_。（4） 写出“沉钴”过程中

3、发生反应的化学方程式_。（5）充放电过程中，发生ioO2与Li1-x CoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式_。（6）上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式)。、氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有()，M(), Ni（)等杂质）的流程如下:提示:在本实脸条件下，Ni()不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是Mn。回答下列问题:(1) 反应中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 加高锰酸钾溶液前,若较低,对除杂的影响是 (2）反应的反应类型为 .过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有

4、()反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 (4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2 取干操后的滤饼11g,煅烧后可得到产品1 . 则x等于 4、水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：(1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_,还可使用_代替硝酸。(2）沉淀A的主要成分是_,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为_。（3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀B的主要成分为_、_（写化学式)。

5、（4)草酸钙沉淀经稀2SO4处理后，用MnO标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为：+H+2CO4Mn2+CO2+H2O。实验中称取.40 水泥样品，滴定时消耗了0.050 moL的KMO溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为_。、高锰酸钾（)是一种常见氧化剂。主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：(1)原料软锰矿与氢氧化钾按的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎,其作用是_。（2)“平炉”中发生反应的化学方程式为 。(3）“平炉”中需要加压，其目的是 。（4)将转化为的生产有两种工艺。“

6、歧化法”是传统工艺,即在溶液中通入气体，使体系呈中性或弱酸性，发生歧化反应。反应中生成和_（写化学式)。“电解法”为现代工艺，即电解水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为_,阴极逸出的气体是_。“电解法”和“歧化法”中,的理论利用率之比为_。(5）高锰酸钾纯度的测定:称取样品,溶解后定容于容量瓶中，摇匀。取浓度为的标准溶液，加入稀硫酸酸化,用溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为。该样品的纯度为_（列出计算式即可,已知)。【答案】(1)增大接触面积,提高反应速率。（2)。（3）增大压强,提高反应速率。（4）;(5）6、用零价铁（F)去除水体中的硝酸盐(NO-)已成为环境修复研究的热点之一。(）Fe还

7、原水体中NO的反应原理如右图所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3的去除率和H，结果如下:初始pHH=2.H=4.5NO3的去除率接近10%50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态H=.5时，NO3的去除率低。其原因是_。(3）实验发现:在初始H=.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe+可以明显提高N3的去除率。对Fe+的作用提出两种假设:. Fe2直接还原NO3; Fe2+破坏FeO(O)氧化层。做对比实验，结果如右图所示,可得到的结论是_。同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH)反应生成FeO4。结合该反应的离子

8、方程式，解释加入Fe2+提高O3去除率的原因:_。H =4.5（其他条件相同)(4）其他条件与()相同,经1小时测定NO的去除率和p,结果如下：初始pHp25pH=4.5N3的去除率约10%约小时接近中性接近中性与（2）中数据对比,解释（2)中初始p不同时，NO3去除率和铁的最终物质形态不同的原因：_。【答案】（1）铁 NO3-+8-+7H2O=NH+10OH-，(2)pH越高，Fe3越易水解生成FeO（OH)，FeO（O)不导电,所以N3-的去除率低(）；e2+2FeO(OH)F3O4+H+,加入Fe2+之所以可以提高硝酸根离子的转化率主要因为较少了FeO（O)的生成，增强了导电性，另外生成

9、了H+,可以是pH增大的速度减慢，使NO3-的转化率增大；()由于3+的水解,所以pH越高，Fe3越容易生成Fe(O)，FO(OH)又不导电，所以3的去除率越低27.（1分）以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、bO、PbO2、PbO及炭黑等)和HO4为原料，制备高纯O,实现铅的再生利用。其工作流程如下: （1）过程中，在e2+催化下，P和Pb2反应生成PbS的化学方程式是_。(2)过程中,Fe+催化过程可表示为：:Fe+ PbO2+4H+SO2F+PSO4+2H2Oii: 写出ii的例子方程式：_。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的FeS4溶液中加入SN溶液,溶液

10、几乎无色,再加入少量P2,溶液变红。 b._。（3)O溶解在NaOH溶液中，存在平衡:Pb(s）+aOH(aq)HPbO（a),其溶解度曲线如图所示。 过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用,其目的是_（选填序号)。【答案】(）Pb PbO2+22SO4= 2P4+ HO。(2)Fe3+P+SO42=PbSO4+2Fe2+;取a中红色溶液少量,加入过量b,充分反应后,红色褪去。(3)A；将粗bO溶解在%NOH溶液中配成高温下的饱和溶液，降温结晶、过滤，得Pb。32.(6分)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。

11、工艺流程如下：（注：NaC熔点为80；AlCl3在11升华)（1）精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为 和 (）将l连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除C2外还含有 ;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在 (3)在用废碱液处理A的过程中,所发生反应的离子方程式为 （4）镀铝电解池中,金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4 和A2C7形式存在，铝电极的主要电极反应式为 （5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 解析：（)2 e23=A 2O

12、+2F 4Al3SiO2=Si2Al2O（2)H2、lCl3；al。(3)Cl2+OH=Cl+O+H2O（)阳极；阳极：-3e-Al3+、(阴极:4Al2Cl7 +3e = 7ll4+Al ）()铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜,它能阻止氧化深入内部,起到防腐保护作用(7分)难溶性杂卤石（KS4MgSO4CaSO42)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡为能充分利用钾资源，用饱和a（）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下：（1）滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH）2溶液能溶解杂卤石浸出的原因: 。(3)“除杂”环节中，先加入 溶液,经搅拌等操作后,过滤，再加入 溶液调滤液PH至中性。(4)不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14,由图可得，随着温度升高， （5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:已知298K时， Ksp（aCO)2.80109，Kp(CS4)4.90105 ，求此温度下该反应的平衡常数（计算结果保留三位有效数字）。答案:(1）Ca（OH）2 Mg（OH）（2）氢氧根与镁离子结合，使平衡向右移动,K变多。(3）K2CO3 H2SO4(4）在同一时间K+的浸出浓度大。反应的速率加快,平衡时溶浸时间短。（）K=1.5104