新高考微专题35 核心工艺流程题二--核心反应与条件的控制

新高考微专题35 核心工艺流程题三--核心反应与条件的控制

1．(2020·北京质检)碳酸锂(相对分子质量为74)广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。制备流程如下：

已知：碳酸锂的溶解度(g·L－1)见下表。

温度/℃0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72

(1)硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300℃，主要原因是___________________________ ______________________________________________________________________________；同时，硫酸用量为理论耗酸量的115%左右，硫酸如果加入过多则________(填字母)。A．增加酸耗量

B．增加后续杂质的处理量

C．增加后续中和酸的负担

(2)水浸时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是______________________________。

(3)“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是______________________。过滤碳酸锂所得母液中主要含有Na2SO4，还可能含有________________。

2．利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：

已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。

②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。

③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2

开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7

完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8

(1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为______________________________________。

(2)加入NaClO3的作用是________________________________________________________。

(3)加入Na 2CO 3调pH 至5.2，目的是______________；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为________________________________________________________________________。 (4)操作Ⅰ包括：将水层加入浓盐酸调整pH 为2～3，________、________、过滤、洗涤、减压烘干等过程。

3．(2019·长春实验中学模拟)从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。

(1)古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是________(填字母)。 a ．Fe b ．FeO c ．Fe 3O 4

d ．F

e 2O 3

(2)硫酸渣的主要化学成分为SiO 2约45%、Fe 2O 3约40%、Al 2O 3约10%、MgO 约5%。用该废渣制取药用材料——红氧化铁的工艺流程如图(部分操作和条件略)：

①在步骤Ⅰ中产生的气体可能有________。

②在步骤Ⅲ操作中，要除去的离子之一为Al 3＋

。若常温时K sp [Al(OH)3]＝1.0×10－32

，此时理

论上将Al 3＋

沉淀完全(Al 3＋

的浓度为10－

5mol·L －1)，则溶液的pH 为________。 ③步骤Ⅳ中，生成FeCO 3的离子方程式是________________________。

(3)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀，写出该沉淀的化学式：__________________________。请用平衡移动的原理，结合必要的离子方程式，对此现象作出解释：__________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)①古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如图：

反应Ⅱ的离子方程式是__________________________________________________________。 ②如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN －

，方案如图： 食品待测液―――→加热煮沸HCN 气体――――――→FeSO 4碱性试纸

试纸变蓝

若试纸变蓝则证明食品中含有CN －

，请解释检测时试纸中FeSO 4的作用：_________________ ______________________________________________________________________________。 4．四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO 2、FeO 、Fe 2O 3，Ti 的最高化合价为＋4)作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如图：

(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是___________________________________________。

(2)向滤液Ⅰ中加入铁粉，发生反应的离子方程式为__________________________________、______________________________________________________________________________。

(3)在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。书写水解的离子方程式：_______________________________________________________________。

(4)水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：_________________________ ______________________________________________________________________________。

(5)过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、____________________(填化学式)，减少废物排放。

(6)A可用于生产红色颜料(Fe2O3)，其实验方法是：

a．5.56a kgA(摩尔质量为278g·mol－1)溶于水中，加入适量氢氧化钾溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；

b．再向红褐色胶体中加入33.36b kgA和1.12c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；

c．过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。

若所得滤液中溶液只有硫酸钾和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料________________kg。5．(2019·银川月考)铁红(Fe2O3)和钛白粉(TiO2)均为重要的墙面装修颜料。一种利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量Fe2O3)联合生产铁红和钛白粉的工艺流程如图所示。

回答下列问题：

(1)FeSO4溶液与NH4HCO3溶液的反应温度应控制在35℃以下，其原因是________________ _____________________________________________________，

该反应的离子方程式是__________________________________________________________。

(2)TiO2＋转化为TiO(OH)2需要加热，加热的目的是___________________________________，该反应的离子方程式为__________________________________________________________。