2014年光明中學(xué)高二化學(xué)化工流程題.doc

碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。已-鋰輝石（主要成分為L(zhǎng)i2OAl2O34SiO2）為原材料制備Li2CO3的工藝流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的PH分別為3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g（1）步驟前，B-鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是_（2）步驟中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等雜質(zhì)，需在攪拌下加入_(填“石灰石”、“氯化鈉”或“稀硫酸”)以調(diào)節(jié)溶液的PH到6.06.5，沉淀部分雜質(zhì)離子，然后分離得到浸出液。（3）步驟中，將適量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有_（4）步驟中，生成沉淀的離子方程式為_(kāi)（5）從母液中可回收的主要物質(zhì)是_答案：（1）加快反應(yīng)速率（2）石灰石（3）（4）（5）。硫酸鋅可作為食品鋅強(qiáng)化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅，菱鋅礦的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生產(chǎn)工藝流程示意如下：（1） 將菱鋅礦研磨成粉的目的是_。（2） 完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +CI-(3)針鐵礦（Goethite）是以德國(guó)詩(shī)人歌德（Goethe）名字命名的，組成元素是Fe、O和H，化學(xué)式量為89，化學(xué)式是_。（4）根據(jù)下表數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)“濾液2”的pH時(shí)，理論上可選用的最大區(qū)間為_(kāi)。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3開(kāi)始沉淀的pH10464沉淀完全的pH12480開(kāi)始溶解的pH105Ksp566828（5）工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過(guò)程中，合適的反應(yīng)物是_（選填序號(hào)）。KS*5U.C#O%a大理石粉 b石灰乳 c純堿溶液 d燒堿溶液（6）“濾液4”之后的操作依次為_(kāi)、_、過(guò)濾，洗滌，干燥。（7）分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ZnCO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于_。答案：(1) 增大反應(yīng)物接觸面積或增加反應(yīng)時(shí)的接觸面積，使反應(yīng)更加充分。(2) (3) （或其他合理答案）(4) （或其他合理答案）（5）b或(b和d);d（6）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（或其他合理答案）（7）（或其他合理答案）正極材料為的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鈷的資源匱乏限制了其進(jìn)一步發(fā)展。（1）橄欖石型是一種潛在的鋰離子電池正極材料，它可以通過(guò)、與溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)80真空干燥、高溫成型而制得。共沉淀反應(yīng)投料時(shí)，不將和溶液直接混合的原因是 。共沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。高溫成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的的導(dǎo)電性能外，還能 。（2）廢舊鋰離子電池的正極材料試樣（主要含有及少量AI、Fe等）可通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)方法回收鈷、鋰。 在上述溶解過(guò)程中，被氧化成，在溶解過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 在空氣中加熱時(shí)，固體殘留率隨溫度的變化如右圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290時(shí)已完全脫水，則1000時(shí)，剩余固體的成分為 。（填化學(xué)式）；在350400范圍內(nèi)，剩余固體的成分為 。（填化學(xué)式）?！敬鸢浮?1)Fe2+在堿性條件下更易被氧化（凡合理答案均可）（NH4）2Fe（SO4）2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O與空氣中O2反應(yīng)，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化（2） 、鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥主要含有、等。某主要生產(chǎn)、的化工廠利用鋇泥制取，其部分工藝流程如下：（1）酸溶后溶液中，與的反應(yīng)化學(xué)方程式為 。（2）酸溶時(shí)通常控制反應(yīng)溫度不超過(guò)70，且不使用濃硝酸，原因是 、 。（3）該廠結(jié)合本廠實(shí)際，選用的X為 （填化學(xué)式）；中和使溶液中 （填離子符號(hào)）的濃度減少（中和引起的溶液體積變化可忽略）。 （4）上述流程中洗滌的目的是 ?！敬鸢浮?1)Ba（FeO2）2+8HNO3=Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O(2)防止反應(yīng)速度過(guò)快 濃HNO3易揮發(fā)、分解(3)BaCO3 Fe3+ H+(4)減少?gòu)U渣中可溶性鋇鹽對(duì)環(huán)境的污染 (凡合理答案均可)四川攀枝花蘊(yùn)藏豐富的釩、鈦、鐵資源。用鈦鐵礦渣（主要成分為T(mén)iO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合價(jià)為+4）作原料，生產(chǎn)白色顏料二氧化鈦的主要步驟如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：硫酸與二氧化鈦反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（1） 向?yàn)V液I中加入鐵粉，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_、_。（2） 在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，向沸水中加入濾液，使混合液pH達(dá)0.5，鈦鹽開(kāi)始水解。水解過(guò)程中不斷通入高溫水蒸氣，維持溶液沸騰一段時(shí)間，鈦鹽充分水解析出水合二氧化鈦沉淀。請(qǐng)用所學(xué)化學(xué)平衡原理分析通入高溫水蒸氣的作用：_。過(guò)濾分離出水合二氧化鈦沉淀后，將濾液返回的主要目的是充分利用濾液中的鈦鹽、_、_、_（填化學(xué)式），減少?gòu)U物排放。（4）A可用于生產(chǎn)紅色顏料（Fe2O3）,其方法是：將556a kgA（摩爾質(zhì)量為278 g/mol）溶于水中，加入適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)，鼓入足量空氣攪拌，產(chǎn)生紅褐色膠體；再向紅褐色膠體中加入3336b kg A和112c kg鐵粉，鼓入足量空氣攪拌，反應(yīng)完成后，有大量Fe2O3附著在膠體粒子上以沉淀形式析出；過(guò)濾后，沉淀經(jīng)高溫灼燒得紅色顏料。若所得濾液中溶質(zhì)只有硫酸鈉和硫酸鐵，則理論上可生產(chǎn)紅色顏料_kg。答案：(1) 或(2) (3) 加水促進(jìn)鈦鹽水解，加熱促進(jìn)鈦鹽水解，降低濃度促進(jìn)鈦鹽水解 (4) 聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學(xué)式為，廣泛用于污水處理。實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣（主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵和綠礬（FeSO47H2O ）過(guò)程如下：（1）驗(yàn)證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2 的方法是_。（2）實(shí)驗(yàn)室制備、收集干燥的SO2 ，所需儀器如下。裝置A產(chǎn)生SO2 ，按氣流方向連接各儀器接口，順序?yàn)閍 f裝置D的作用是_，裝置E中NaOH溶液的作用是_。（3）制備綠礬時(shí)，向溶液X中加入過(guò)量_，充分反應(yīng)后，經(jīng)_操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮，結(jié)晶等步驟得到綠礬。（4）溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作方法為_(kāi)。若溶液Z的p