工業(yè)流程專題復(fù)習(xí)(二)4月11日

1、工業(yè)流程專題復(fù)習(xí)（二）二類、礦石（主要考察鐵、銅、鋁、鎂等金屬）1.（ 15分）藍銅礦主要含 2CuCO3Cu （OH） 2,還含有少量Fe、Si的化合物，工業(yè)上以藍銅礦為原料制 備Cu及CaCO3,方法有多種。（1）藍銅礦與焦炭加熱可以生成銅、二氧化碳和水，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程嚴(yán) Fe(OH)3涯液U - CuSO_|-*CaCO3CuNH3具體方法步驟如下：請回答下列問題：（2）溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇：檢驗溶液 劑為 （填代號），實驗步驟中試劑為 （填代號）。a. KMnO4 b. （NH4）2S c. H2O2 d. KSCNA中含有Fe2+

2、的最佳試（3）由溶液 C獲得CUSO45H2O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶、過濾等操作,加熱蒸發(fā)至?xí)r停止加熱。玻璃棒在整個操作中的作（4）制備CaCO3時，應(yīng)向CaCl2溶液中先通入（或先加入） 程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列 裝置吸收尾氣（填代號）。（填化學(xué)式）。若實驗過7多孔球泡（5）從溶液 C中獲得 Cu的方法有 （寫出兩種不同方法）（6）用惰性電極電解硫酸銅溶液一段時間后，加入2molCu （OH） 2固體使硫酸銅溶液復(fù)原（復(fù)原是指溶液溶質(zhì)成分及濃度與原來完全相同），則此電解過程中共轉(zhuǎn)移電子 mol。2. （16分）鋁土礦的主要成分是 Al 2O3,還含有Fe2O3、SiO?等雜質(zhì)。I從鋁

3、土礦中提取氧化鋁的流程如下圖所示：NaOH溶液過濾濾渣a濾渣 b(1)試劑A是溶液 a 1過濾過量 試劑AllWb過量 試劑B 過濾氧化鋁;溶液b與試劑B反應(yīng)的離子方程式為(2) 向溶液a中通入過量的CO2，將得到的不溶物煅燒后也可得到AI 203，該方案的缺點是n.電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁(3)電解時，陽極的電極反應(yīng)方程式為鋁，理論上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為川.新型陶瓷氮化鋁可用以下兩種方法制備mol。(4)氧化鋁高溫還原法:Al 2O3 +C +N2 高溫A 1 N CO （請配平）;每生產(chǎn)0.324噸氯化鋁與氨氣高溫合成法：AICI3 +NH3豆A|N +3Hd(5)方法比方法在生產(chǎn)上更

4、具優(yōu)勢。下列說法中，正確的是 A 方法中的AI2O3、C、N2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，反應(yīng)時破壞化學(xué)鍵需要消耗更多的能量B .方法中的AI2O3和C容易殘留在氮化鋁中C.兩種方法中氮化鋁均為還原產(chǎn)物3、( 2010龍巖質(zhì)檢)TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。I、工業(yè)上用鈦礦石(FeTiQ，含F(xiàn)eO AI2O、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:2其中，步驟發(fā)生的反應(yīng)為：ZHSO+FeTiQhiOSO+FeSO+ZHQ(填“需要”或“不需要”)(1) 凈化鈦礦石時，是否需要除去雜質(zhì) FeC？答:(2) 凈化鈦礦石時，需用濃氫氧化鈉溶液來處理，寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。答:II、TiO2可通過下述

5、兩種方法制備金屬鈦:方法一是電解TiO2來獲得Ti (同時產(chǎn)生Q):將處理過的TiO2作陰極，石墨為陽極，熔融CaCb為電解液，用碳塊作電解槽池。(3) 陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為(4) 電解過程中需定期向電解槽池中加入碳塊的原因是方法二是先將TiO2與CI2、C反應(yīng)得到TiCI 4,再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生：TiO2 (s) +2CI 2 (g) TiCI 4(l) + O 2 (g) H= +151 kJ mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCI 4。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合，使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進行。(5)已知：C(

6、s) + O2 (g) = CO 2 (g) H= - 394 kJ mol-1。請?zhí)羁?TiO2 (s) + C (s) +2Cl2 (g) = TiCI 4 (I) + CO 2 (g) H=4、( 2009福建高考)從鋁土礦(主要成分是 AI2O,含SiO2、FgQ、MgO等雜質(zhì))中提取兩5種工藝品的流程如下:加過量鹽酸沉淀C流程乙1加過t燒堿通入過aCQ2_ _ J 亠二MSI請回答下列問題:(1) 流程甲加入鹽酸后生成 ai3+的方程式為(2) 流程乙加入燒堿后生成SiOa的離子方程式為(填試劑名稱)。(3) 驗證濾液B含F(xiàn)e3+，可取少量濾液并加入_(4) 濾液E、K中溶質(zhì)的主要成

7、份是 (填化學(xué)式)，寫出該溶液的一種用途 (5) 已知298K時，Mg(OH)的容度積常數(shù) 心=5.6 X 10-12,取適量的濾液B,加入一定量的燒堿達到沉淀溶液平衡，測得PH=13.00,則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2+)=.5、(2010茂名二模)(16分)從粗產(chǎn)品硫酸鋅固體除去鐵、銅、鎘等可溶性硫 酸鹽，從而得到純凈的硫酸鋅，實驗流程如下：煮沸數(shù)分鐘加入ZnO混合液趁熱過濾調(diào) pH 至 5-5.4濾渣II沉淀物Zn (OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OHCd(OHMn( OH2pH值8.09.73.26.79.410.4部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH參見上表

8、，請回答下列問題:?！八?1) “酸浸”步驟中，為提高鋅的浸出率，可采取的措施有浸”時適當(dāng)補充少量水的原因是(2) 濾液I加入酸性KMnO所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為加入ZnO的原因是(3) 濾渣III的成份主要是(4)從濾液III得到晶體的操作過程為、冷卻結(jié)晶、過濾冼滌、小心干燥。6、( 2009泉州質(zhì)檢)鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3，鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦的工業(yè)生產(chǎn)流程如下圖所示。泡合液趁熱過謔鈦銃礦HjO0H2T1O3等 Tin,焦刼cij高溫*TickMg 髙溫*金屬鈦(1)上述生產(chǎn)流程中加入鐵屑的目的是(2) 副產(chǎn)品是(3) 寫出由TiO2+水解生成HTiO3的離子方程式 該步

9、驟中，加熱的目的是高jH(4) 由 TiO2 轉(zhuǎn)化為 TiCl 4 的反應(yīng)方程式是：TiO2(s)+2CI 2(g)+2C(s)TiCl 4(g) + 2CO(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式 K=。(填 “增大”、TiCl 4的百分含量隨溫度的變化如右圖所示，升高溫度時，K值“減小”或“不變”)(5) 己知： Mg(S)+CI 2 (g) = MgC2 (s) ; H = 642 kJ moL 門 Ti(s) + 2Cl 2(g) = TiCl 4(g) ; H = 815 kJ mol1寫出由TiCl 4和鎂制取金屬鈦的熱化學(xué)方程式3、I、(1)鹽酸(硫酸或硝酸)；Al3+3NH3- H2O

10、=AI(0H)3j +3NH4+(若用 Al3+ 與 AlO2-、CO32-、HCO3-反應(yīng)的正確方程式均可)(化學(xué)式錯誤和不配平0分，不注明必須的反應(yīng)條件和不標(biāo)注沉淀和氣體箭頭的合并扣1分，下同)(2)n、川、(5)Al 2O3中含有SiO2雜質(zhì)(3) 2O2 - 4e-=O 21(4) 1 AI2O3 + 3 C + 1 N2 = 2 AlN + 3 COAB(2分，選對一個得1分，錯選一個倒扣1分)43.6 X09.分)(15 分)(1) 22CuCO 3 Cu (OH) 2+3C=6Cu+7CO 21 +2 HO (3 分)(2) a c (2分，各1分) (3)有少量晶膜出現(xiàn)時(有少

11、量晶體出現(xiàn)也可) (2 分) (4) NH3(1 分) b (1 分)(5)加入活潑金屬 Fe (或者寫具體能制出 Cu的其它金屬也可)、用惰性電極電解硫酸銅溶液。 (6)8(2分)(2分)引流、攪(21、(1)不需要(2) Al 2 03 + 2NaO舟 3fO= 2NaAI (OH) 4(或 AhO + 2NaOH= 2NaAI O2 + HO)SiO2 + 2NaOH= NaSiOs + 0( 3) TiO2+4e-=Ti+2O2-(或 Ti4+ + 4e- = Ti )(4)碳單質(zhì)會與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少(5) 243Kj- mol-1 2 2 + 2OH = SiO3+ H2

12、O(3) 硫氰化鉀(或硫氰酸鉀、苯酚溶液等合理答案)(4) NaHCO制純堿或做發(fā)酵粉等合理答案(6)碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度使平衡向右移動，導(dǎo)致反應(yīng)順利進行 4、答案(1) AI2Q + 6H + = 2AI3*+30 (2)SiO(5) 5.6 X 1O-10mol/L【解析】本題考查鋁土礦中氧化鋁提取的工藝流程。(1)與HCl反應(yīng)生成Al3+，應(yīng)為鋁土礦中 AI2Q。( 2)SiO2OH可以溶于NaOH中生成NQSiO3( 3)檢驗Fe +的特征反應(yīng)很多，如與KSCN顯血紅色，與苯酚顯紫色，與顯紅褐色沉淀等。(4)生成E、K時，CO均是過量的，故應(yīng)生成NaHCO。(5)心=c(Mg2+) ?c2(OH)，c(Mg2+)=5.6X 10-12/(0.1)2=5.6 X 10-10。30. (16 分)(1)增大硫酸濃度或加熱升高溫度或邊加硫酸邊攪拌或增加浸出時間(3分)(要求寫出一條即可)。防止硫酸鋅中從溶液中析出。(2 分)(2) 5Fe2+MnO+8H+=5Fe3+Mr2+4H2O ( 3分，不配平扣 2 分)因為 Fer+3hbOFe(OH)3+3H+, ZnO+2H=Zn2+H2O,加入 ZnO 能促進 Fe3+水解生成 F