2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1同步练习--专题强化练7　工艺流程题（含解析）

2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1 专题强化练7　工艺流程题 1.软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如图: 已知:部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表。 金属阳离子 Fe3+ Al3+ Mn2+ Mg2+ 完全沉淀时的pH 3.2 5.2 10.4 12.4 (1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为　　　 　　 　　　　。 (2)第1步除杂中形成的滤渣1的主要成分为　　　　　　　　(填化学式),调pH至5~6所加的试剂,可选择　　　　(填字母)。 a.CaO　　b.MgO c.Al2O3　　d.氨水 (3)第2步除杂,主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应的氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Mg2+的离子方程式:　　　　　　　　　　　　,该反应的平衡常数为　　　　(保留两位有效数字)。(已知:MnF2的Ksp=5.3×10-3 mol3/L3;CaF2的Ksp=1.5×10-10 mol3/L3;MgF2的Ksp=7.4×10-11 mol3/L3) (4)取少量MnSO4·H2O溶于水,配成溶液,测其pH发现该溶液显酸性,原因是　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 2.钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示: 已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为FeTiO3+4H++4Cl- Fe2++TiOC+2H2O。 (1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　　　。 (2)滤渣A的成分是　　　　。 (3)滤液B中TiOC转化成TiO2的离子方程式是　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　。 (4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)反应③的化学方程式是　　　　　 　　　　 　　　　　　　　。 (6)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池,其工作原理为Li4Ti5O12+3LiFePO4 Li7Ti5O12+3FePO4。该电池充电时阳极反应式是　　　　　　　　　　　　　　。 3.(2021重庆南开中学月考)某冶炼厂采用萃取法回收镓锗铜后的废渣中含有Zn(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、As(Ⅴ)的硫酸盐及氧化物。现欲利用废渣采用以下工艺流程制备工业活性氧化锌和无水硫酸钠。 该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示: 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ Zn2+ Cd2+ 开始沉淀 时的pH 1.9 7.0 3.0 8.1 6.4 7.5 完全沉淀 时的pH 3.2 9.0 4.7 10.1 8.0 9.7 回答下列问题: (1)酸浸氧化 ①“酸浸氧化”时温度对金属离子沉淀率的影响如图,由图可知“酸浸氧化”的最佳温度为　　　　。 ②“酸浸氧化”中Fe2+和Mn2+均被Na2S2O8氧化,其中Mn2+被氧化后生成难溶于水的黑色沉淀。写出Mn2+被氧化的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)“中和沉淀”前后溶液中相关元素的含量(g/L)如下表所示: Zn As Fe Al Cd 中和前 45 0.35 0.8 3.1 4 中和后 43 0.12 0.08 0.1 3.9 ①“中和沉淀”中随滤渣除去的元素除Al外,还有　　　　　(填元素符号)。 ②“中和沉淀”后滤液②的pH=4.0,由此估算氢氧化铝的溶度积常数为　　　　　　(保留两位有效数字)。 (3)“除镉”中加入的试剂X与溶液中的镉离子发生置换反应,则滤渣③的主要成分为　　　　。 (4)若碱式碳酸锌的化学式为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,写出“沉锌”反应的化学方程式:　　　　　　　 　　　　　。 答案全解全析 1.答案　(1)MnO2+SO2 S+Mn2+ (2)Al(OH)3、Fe(OH)3　ab (3)MnF2+Mg2+ Mn2++MgF2　7.2×107 (4)Mn2++2H2O Mn(OH)2+2H+ 解析　根据题意和流程图可知,软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,加硫酸溶液溶解 ... ...