沖刺985之專題微突破金屬及其化合物專題15金屬工藝流程(2)(基礎(chǔ)版)(原卷版+解析)

專題15金屬工藝流程（2）【專題必練】1．鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。有鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意圖如下所示：已知：①TiO2+易水解，只能存在于強酸性溶液中②TiCl4的熔點-25.0℃，沸點136.4℃；SiCl4的熔點-68.8℃，沸點57.6℃回答下列問題：（1）寫出鈦鐵礦酸浸時，主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式_______，加入鐵屑的作用是______。（2）操作Ⅱ包含的具體操作方法有______________________。（3）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2·nH2O，請用恰當?shù)脑砗突瘜W用語解釋其原因___________，廢液中溶質(zhì)的主要成分是____________（填化學式）．（4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特（Hunter）法生產(chǎn)鈦的流程如下圖所示：寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式_______________，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì)，可采用_______________方法除去．欲使16gTiO2完全轉(zhuǎn)化為Ti，至少需要Na物質(zhì)的量為___________。（5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進的方法，電解液為某種可以傳導O2-離子的熔融鹽，原理如圖所示，則其陰極電極反應(yīng)為：______________________，電解過程中陽極電極上會有氣體生成，該氣體可能含有_______________．2．五氧化二釩（V2O5）是重要的催化劑，可用某釩礦石（含有V2O3、Fe、Al2O3等）來制備，工藝流程如下：請回答下列問題：（1）釩礦石“粉碎”的目的為__________。（2）“濾渣1”中除Al2O3、Fe(VO3)2、Fe(VO3)3外，還含有__________（填化學式）。（3）“酸浸”時，若用硝酸代替雙氧水和鹽酸，弊端為__________。（4）“濾渣2”的主要成分為MgCO3、Fe(OH)3和Al(OH)3，其中生成Al(OH)3的離子方程式為__________。（5）若“凈化Ⅰ”時直接加入足量的(NH4)2CO3，可能導致的后果為__________。（6）“煅燒”時，還生成參與大氣循環(huán)的氣體，該反應(yīng)的化學方程式為__________。（7）產(chǎn)品中V2O5純度的測定：稱取產(chǎn)品ag，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液；再加入V1mLc1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液（VO2＋＋2H＋＋Fe2＋＝VO2＋＋Fe3＋＋H2O）；最后用c2mol·L－1KMnO4溶液滴定過量的(NH4)2Fe(SO4)2至終點，消耗KMnO4標準溶液的平均體積為V2mL。假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)，則產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分數(shù)為__________%?！緦ｎ}必練】1．鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。有鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意圖如下所示：已知：①TiO2+易水解，只能存在于強酸性溶液中②TiCl4的熔點-25.0℃，沸點136.4℃；SiCl4的熔點-68.8℃，沸點57.6℃回答下列問題：（1）寫出鈦鐵礦酸浸時，主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式_______，加入鐵屑的作用是______。（2）操作Ⅱ包含的具體操作方法有______________________。（3）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2·nH2O，請用恰當?shù)脑砗突瘜W用語解釋其原因___________，廢液中溶質(zhì)的主要成分是____________（填化學式）．（4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特（Hunter）法生產(chǎn)鈦的流程如下圖所示：寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式_______________，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì)，可采用_______________方法除去．欲使16gTiO2完全轉(zhuǎn)化為Ti，至少需要Na物質(zhì)的量為___________。（5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進的方法，電解液為某種可以傳導O2-離子的熔融鹽，原理如圖所示，則其陰極電極反應(yīng)為：______________________，電解過程中陽極電極上會有氣體生成，該氣體可能含有_______________．【答案】TiO2+2H+=TiO2++H2O使Fe3+還原為Fe2+蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾(洗滌)溶液中存在水解平衡TiO2++(n+1)H2OTiO2?nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng)，降低了溶液中c(H+)，促進水解平衡向生成TiO2?nH2O的方向移動Na2SO4TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO蒸餾(或分餾)0.8molTiO2+4e-=Ti+2O2-O2、CO、CO2學#科網(wǎng)【解析】本題主要考查對于制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程的評價。2．五氧化二釩（V2O5）是重要的催化劑，可用某釩礦石（含有V2O3、Fe、Al2O3等）來制備，工藝流程如下：請回答下列問題：（1）釩礦石“粉碎”的目的為__________。（2）“濾渣1”中除Al2O3、Fe(VO3)2、Fe(VO3)3外，還含有__________（填化學式）。（3）“酸浸”時，若用硝酸代替雙氧水和鹽酸，弊端為__________。（4）“濾渣2”的主要成分為MgCO3、Fe(OH)3和Al(OH)3，其中生成Al(OH)3的離子方程式為__________。學.科網(wǎng)（5）若“凈化Ⅰ”時直接加入足量的(NH4)2CO3，可能導致的后果為__________。（6）“煅燒”時，還生成參與大氣循環(huán)的氣體，該反應(yīng)的化學方程式為__________。（7）產(chǎn)品中V2O5純度的測定：稱取產(chǎn)品ag，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液；再加入V1mLc1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液（VO2＋＋2H＋＋Fe2＋＝VO2＋＋Fe3＋＋H2O）；最后用c2mol·L－1KMnO4溶液滴定過量的(NH4)2Fe(SO4)2至終點，消耗KMnO4標準溶液的平均體積為V2mL。假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)，則產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分數(shù)為__________%?！敬鸢浮吭龃筲C礦石的比表面積，加快焙燒速率，使焙燒充分MgO生成氮的氧化物等有毒氣體，污染環(huán)境2Al3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑生成NH4VO3沉淀，使釩的利用率降低4NH4VO3＋3O22V2O5＋2N2＋8H2O點睛：解決本類題目的基本方法和步驟為：（1）從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。（2）然后整體瀏覽一下流程