2020年高三化學(xué)考前突破訓(xùn)練：化學(xué)工藝流程綜合題

第第頁共20頁第第17頁共20頁+氧化為Fe3+，便于除去。⑶除去Fea+及Ab+，應(yīng)使二者沉淀完全，故pH應(yīng)大于4.7。(4)鋅和鎳的硫化物都難溶于水，故“濾渣3”的主要成分為ZnS、NiS。⑸“除雜1”步驟結(jié)束后，雜質(zhì)金屬陽離子只有Mg2+，加入MnF形成MgF沉淀22而除去Mg2+，若溶液酸度過高，H+濃度偏大，F(xiàn)-與H+結(jié)合形成HF，使MgF沉淀2溶解平衡正向移動而重新溶解。⑹“沉錳”時加入NHHCO發(fā)生反應(yīng):Mn2++2HCO-TOC\o"1-5"\h\z33===MnCO4+CO個+HO。(7)根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為0的原則，求22得z=3°答案⑴SiOMnO+MnS+2HSO===2MnSO+S+2HO(2)將Fe2+氧化為222442Fe3+⑶4.7⑷NiS和ZnS⑸F-與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF，促進(jìn)MgFMg2++2F-平衡向右移動21(6)Mn2++2HCO-===MnCOJ+COt+HO(7上32238?(2018?全國卷II)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如2圖所示：TO^ZnO七涪視-?氟化繪雜—to址曲除雜十濾液T咆斛卜粹T濾渣I濾活2相關(guān)金屬離子［c(Mr+)=0.1mol?L-i］形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:0金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列問題：焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為°濾渣1的主要成分除SiO外還有;氧化除雜工序中ZnO的作用2是，若不通入氧氣，其后果是溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為

o電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應(yīng)式為；沉積鋅后的電解液可返回工序繼續(xù)使用。解析(1)閃鋅礦的主要成分是ZnS,所以高溫焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ZnS+30焙燒=2ZnO+2SO。(2)閃鋅礦焙燒后的主要成分為ZnO,還存22在少量SiO、FeO、CdO、PbO,加稀HSO后，SiO不溶于酸，其他物質(zhì)發(fā)生一223242系列化學(xué)反應(yīng)：ZnO+HSO===ZnSO+H0、FeO+3HSO===Fe(SO)+3H0、CdO244223242432+HSO==CdSO+HO、PbO+HSO==PbSO+HO。其中PbSO不溶于水，以沉淀的244224424形式沉降下來，所以濾渣1的主要成分是SiO和PbSO。氧化除雜工序中ZnO的24作用是調(diào)節(jié)溶液的pH在2.8?6.2,使Fe3+完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)沉淀；通入O的32目的是使溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，有利于除雜，若不通入O,無法除去溶液2中的雜質(zhì)Fe2+。(3)溶液中的Cd2+與加入的Zn粉反應(yīng)而被除去，反應(yīng)的離子方程式為Zn+Cd2+==Ze++Cd。(4)電解ZnSO溶液制備單質(zhì)Zn時，陰極放電的是4Zn2+，電極反應(yīng)式是Zn2++2e-==Zn,陽極放電的是OH-,電極反應(yīng)是4OH--4e_===2HO+OT。沉積鋅后的溶液應(yīng)該是ZnSO和稀HSO,可返回到溶浸工序循22424環(huán)使用。答案(1)2ZnS+3O焙燒2ZnO+2SO(2)PbSO調(diào)節(jié)溶液的pH,以便除去224Fe3+無法除去雜質(zhì)Fe2+(3)Cd2++Zn===Cd+Zn2+(4)Zn2++2e-===Zn溶浸9.LiTiO和LiFePO都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分5124為FeTiO，還含有少量MgO、SiO等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下:為FeTiO，還含有少量MgO、SiO等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下:32濾渣臨lU鍛?zhàn)圚—八…、取罠水罔Mi1心應(yīng)”"門T%奮⑷胡塾薩班癥而兩葯嚴(yán)班％回答下列問題：(1)“酸浸”實驗中,鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為70%時,所采用的實驗條件為。?/}|舐三，卡』舉?/}|舐三，卡』舉⑵“酸浸”后，鈦主要以TiOC"-形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式:4分析40°C時TiO?xHO轉(zhuǎn)化率最高的原因22⑷LiTiO中Ti的化合價為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為。2515⑸若“濾液②”中c(Mg2+)=0?02mol?L-i，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0X10-5mol?L-i,此時是否有Mg(PO)沉淀生成？342(列式計算)。FePO、Mg(PO)的K分別為1.3X10-22、1.0X10-24。342sp⑹寫出“高溫煅燒②”中由FePO制備LiFePO的化學(xué)方程式：44解析(1)從圖像直接可以看出，鐵的浸出率為70%時對應(yīng)的溫度、時間為100C、2h和90C、5ho⑵鈦酸亞鐵中鈦為+4價，鐵為+2價，產(chǎn)物有氯化亞鐵，比較FeTiO和TiOCl2-知，產(chǎn)物中一定有HO。⑶聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)速率、342雙氧水和氨水性質(zhì)分析轉(zhuǎn)化率。即低于40C時，隨著溫度的升高，反應(yīng)速率加快，轉(zhuǎn)化率增大；高于40C時，氨水揮發(fā)速率加快、雙氧水分解速率加快，導(dǎo)致反應(yīng)物濃度降低，反而使轉(zhuǎn)化率降低。(4)鋰元素在化合物中只有一種化合價(+1)，過氧鍵中氧顯一1價，由化合物中元素化合價代數(shù)和等于0,設(shè)LiTiO2515”x+y=15,中一2價、一1價氧原子個數(shù)分別為x、y,有：仁解得x=7，y=l2x+y=2288。所以，過氧鍵數(shù)目為2=4。⑸分兩步計算：①計算鐵離子完全沉淀時磷酸13X10-22根離子濃度：c(Fe3+)?c(PO3-)=K(FePO),則c(POa-)=mol?L-i4sp441.0X10-5=1.3X10-17mol?L-i。②混合后，溶液中鎂離子濃度為c(Mg2+)=0.01mol?L-1,C3(Mg2+)?C2(PO3-)=O.O1aX(1.3X1O-17)2Q1.7X1O-40<K[Mg(PO)],沒有sp342磷酸鎂沉淀生成。(6)草酸中碳為+3價,高溫煅燒過程中鐵的化合價降低,碳的化合價升高，有CO生成。2答案(1)100°C、2h,90°C、5h⑵FeTiO+4H++4CI-==Fe2++TiOCl2-34+2HO(3)低于40°C,TiO?xHO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增加；超過40C,雙222氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO?xHO轉(zhuǎn)化率下降⑷4⑸Fe3+恰好沉淀完全221.3X10-22時，c(PO3-)=?mol?L-1=1.3X10-17mol?L-1,則C3(Mg2+)