化學(xué)基本工藝作業(yè)流程題目

化學(xué)工業(yè)步驟題目訓(xùn)練1、Li4Ti5O12和LiFePO4全部是鋰離子電池電極材料，可利用鈦鐵礦（關(guān)鍵成份為FeTiO3，還含有少許MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝步驟以下：回復(fù)下列問題：（1）“酸浸”試驗中，鐵浸出率結(jié)果以下圖所表示。由圖可知，當(dāng)鐵浸出率為70%時，所采取試驗條件為___________________。（2）“酸浸”后，鈦關(guān)鍵以形式存在，寫出對應(yīng)反應(yīng)離子方程式__________________。（3）TiO2·xH2O沉淀和雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得試驗結(jié)果以下表所表示：分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高原因__________________。（4）若“濾液②”中，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此時是否有沉淀生成？（列式計算）。Ksp分別為。（5）寫出“高溫煅燒②”中由制備化學(xué)方程式。2、鋰離子電池應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充點時，該鋰離子電池負極發(fā)生反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝步驟回收正極材料中一些金屬資源（部分條件為給出）?；貜?fù)下列問題：LiCoO2中，Co元素化合價為_________。寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)離子方程式_____________________________?！八峤蓖ǔＴ?0℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生全部氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式______________________________；可用鹽酸替換H2SO4和H2O2混合液，但缺點是___________________________。寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式______________________。（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2和Li1-x CoO2之間轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)方程式______。（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極回收，其原因是_____________________。在整個回收工藝中，可回收到金屬化合物有__________________________(填化學(xué)式)。3、氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病診療。純化工業(yè)級氧化鋅(含有Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等雜質(zhì))步驟以下:提醒:在本實臉條件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化:高錳酸鉀還原產(chǎn)物是MnO2?；貜?fù)下列問題:反應(yīng)②中除掉雜質(zhì)離子是，發(fā)生反應(yīng)離子方程式為加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜影響是(2)反應(yīng)③反應(yīng)類型為.過濾得到濾渣中，除了過量鋅外還有(3)反應(yīng)④形成沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌潔凈方法是(4)反應(yīng)④中產(chǎn)物成份可能是ZnCO3·xZn(OH)2.取干操后濾餅11.2g，煅燒后可得到產(chǎn)品8.1g.則x等于4、水泥是關(guān)鍵建筑材料。水泥熟料關(guān)鍵成份為CaO、SiO2，并含有一定量鐵、鋁和鎂等金屬氧化物。試驗室測定水泥樣品中鈣含量過程圖所表示：回復(fù)下列問題：（1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸目標是__________，還可使用___________替換硝酸。（2）沉淀A關(guān)鍵成份是_________________，其不溶于強酸但可和一個弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)化學(xué)方程式為____________________________________。（3）加氨水過程中加熱目標是___________。沉淀B關(guān)鍵成份為_____________、____________（寫化學(xué)式）。（4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，經(jīng)過測定草酸量可間接獲知鈣含量，滴定反應(yīng)為：+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。試驗中稱取0.400g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500mol·L?1KMnO4溶液36.00mL，則該水泥樣品中鈣質(zhì)量分數(shù)為______________。5、高錳酸鉀（）是一個常見氧化劑。關(guān)鍵用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦（關(guān)鍵成份為）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀工藝路線以下：回復(fù)下列問題：（1）原料軟錳礦和氫氧化鉀按百分比在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是______________。（2）“平爐”中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式為 。（3）“平爐”中需要加壓，其目標是 。（4）將轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)有兩種工藝。①“歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在溶液中通入氣體，使體系呈中性或弱酸性，發(fā)生歧化反應(yīng)。反應(yīng)中生成和__________（寫化學(xué)式）。②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解水溶液。電解槽中陽極發(fā)生電極反應(yīng)為__________，陰極逸出氣體是__________。③“電解法”和“歧化法”中，理論利用率之比為__________。（5）高錳酸鉀純度測定：稱取樣品，溶解后定容于容量瓶中，搖勻。取濃度為標準溶液，加入稀硫酸酸化，用溶液平行滴定三次，平均消耗體積為。該樣品純度為__________（列出計算式即可，已知）。（1）增大接觸面積，提升反應(yīng)速率。

（2）。

（3）增大壓強，提升反應(yīng)速率。

（4）①；②;；③

（5）6、用零價鐵（Fe）去除水體中硝酸鹽（NO3-）已成為環(huán)境修復(fù)研究熱點之一。（1）Fe還原水體中NO3-反應(yīng)原理如右圖所表示。①作負極物質(zhì)是________。②正極電極反應(yīng)式是_________。（2）將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)二十四小時測定NO3—去除率和pH，結(jié)果以下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3—去除率靠近100%＜50%二十四小時pH靠近中性靠近中性鐵最終物質(zhì)形態(tài)pH=4.5時，NO3—去除率低。其原因是________。（3）試驗發(fā)覺：在初始pH=4.5水體中投入足量鐵粉同時，補充一定量Fe2+能夠顯著提升NO3—去除率。對Fe2+作用提出兩種假設(shè)：Ⅰ.Fe2+直接還原NO3—；Ⅱ.Fe2+破壞FeO（OH）氧化層。①做對比試驗，結(jié)果如右圖所表示，可得到結(jié)論是_______。②同位素示蹤法證實Fe2+能和FeO（OH）反應(yīng)生成Fe3O4。結(jié)合該反應(yīng)離子方程式，解釋加入Fe2+提升NO3—去除率原因：______。pH=4.5（其它條件相同）（4）其它條件和（2）相同，經(jīng)1小時測定NO3—去除率和pH，結(jié)果以下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3—去除率約10%約3%1小時pH靠近中性靠近中性和（2）中數(shù)據(jù)對比，解釋（2）中初始pH不一樣時，NO3—去除率和鐵最終物質(zhì)形態(tài)不一樣原因：__________?！敬鸢浮浚?）①鐵②NO3-+8e-+7H2O=NH4++10OH-，（2）pH越高，F(xiàn)e3+越易水解生成FeO（OH），F(xiàn)eO（OH）不導(dǎo)電，所以NO3-去除率低（3）①Ⅱ；②Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+，加入Fe2+之所以能夠提升硝酸根離子轉(zhuǎn)化率關(guān)鍵因為較少了FeO（OH）生成，增強了導(dǎo)電性，另外生成了H+，能夠是pH增大速度減慢，使NO3-轉(zhuǎn)化率增大；（4）因為Fe3+水解，所以pH越高，F(xiàn)e3+越輕易生成FeO(OH)，F(xiàn)eO(OH)又不導(dǎo)電，所以NO3-去除率越低27．（12分）以廢舊鉛酸電池中含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO，實現(xiàn)鉛再生利用。其工作步驟以下：（1）過程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4化學(xué)方程式是__________。（2）過程Ⅰ中，F(xiàn)e2+催化過程可表示為：i：2Fe2++PbO2+4H++SO42?2Fe3++PbSO4+2H2Oii:……①寫出ii例子方程式：________________。②下列試驗方案可證實上述催化過程。將試驗方案補充完整。a.向酸化FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少許PbO2，溶液變紅。b.______________。（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲線圖所表示。①過程Ⅱ目標是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中反復(fù)使用，其目標是_____(選填序號)?！敬鸢浮浚?）Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O。（2）①2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋；②取a中紅色溶液少許，加入過量Pb，充足反應(yīng)后，紅色褪去。（3）①A；②將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高溫下飽和溶液，降溫結(jié)晶、過濾，得PbO。32.（16分）由熔鹽電解法取得粗鋁含有一定量金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采取吹氣精煉法除去，產(chǎn)生尾氣經(jīng)處理后可用鋼材鍍鋁。工藝步驟以下：（注：NaCl熔點為801℃；AlCl3在181℃升華）（1）精煉前，需清除坩堝表面氧化鐵和石英砂，預(yù)防精煉時它們分別和鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新雜質(zhì)，相關(guān)化學(xué)方程式為①和②（2）將Cl2連續(xù)通入坩堝中粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡關(guān)鍵成份除Cl2外還含有；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在（3）在用廢堿液處理A過程中，所發(fā)生反應(yīng)離子方程式為（4）鍍鋁電解池中，金屬鋁為極，熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素關(guān)鍵以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，鋁電極關(guān)鍵電極反應(yīng)式為（5）鋼材鍍鋁后，表面形成致密氧化鋁膜能預(yù)防鋼材腐蝕，其原因是解析：（1）①2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe②4Al+3SiO2AUTOTEXT==*MERGEFORMAT3Si+2Al2O3（2）H2、AlCl3；NaCl。(3)Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O(4)陽極；陽極：Al-3e-=Al3+、（陰極：4Al2Cl7―+3e-=7AlCl4―+Al）(5)鋁在空氣中易形成一層極薄致密而堅固氧化膜，它能阻止氧化深入內(nèi)部，起到防腐保護作用32.（17分）難溶性雜鹵石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）屬于“呆礦”，在水中存在以下平衡為能充足利用鉀資源，用飽和Ca（OH）2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝步驟以下：濾渣關(guān)鍵成份有和和未溶雜鹵石。（2）用化學(xué)平衡移動原了解釋Ca（OH）2溶液能溶解雜鹵石浸出K+原因：。（3）“除雜”步驟中，先加入溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入溶液調(diào)濾液PH至中性。（4）不一樣溫度下，K+浸出濃度和溶浸時間關(guān)系是圖14，由圖可得