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高考化学苏教版一轮复习专练4 无机化工流程题专项突破练习卷

四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:

回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3+Fe=3Fe2
2TiO2(无色)+Fe+4H=2Ti3(紫色)+Fe2+2H2O
Ti3(紫色)+Fe3+H2O=TiO2(无色)+Fe2+2H
加入铁屑的作用是                                                
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在       范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3HFe3+3H2O的平衡常数K=       
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:                                                                
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是       (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用       方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
-25.0
-68.8
沸点/℃
136.4
57.6

 

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MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下:

(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的       (写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式是       ClO3       =MnO2↓+Cl2↑+     
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、                     ,已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还含有       (写化学式)。
(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g,第①步反应后,经过滤得到8.7 g MnO2,并收集到0.224 L CO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要       mol NaClO3

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铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示;

请回答下列问题:
(1)固体a的化学式为       ,Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为                                                           
(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为                                          ,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)       、冷却结晶、过滤洗涤。
(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3,需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm-1       L(保留一位小数)。
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1,则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为       

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废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下:

(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为                                                   
(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是           。回收的洗涤液代替水配制电解液,目的是回收利用其中的           
(3)溶液Ⅰ的主要成分是           。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响,但焙烧时会造成环境污染,原因是                                         
(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为                                        

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钼是一种过渡金属元素,通常用作合金及不锈钢的添加剂,这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性,还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。

(1)写出反应①的化学方程式:                                       
(2)反应①的尾气可以再利用,写出应用该尾气制得的两种重要化学试剂                 
(3)如果在实验室模拟操作1和操作2,则需要使用的主要玻璃仪器有                  
(4)钼在空气中灼烧生成三氧化钼,三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠;三氧化钼不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为             
(5)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2+CH42CO+2H2,CH4+H2OCO+3H2。含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应,甲烷转化率为90%,用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼,理论上能生产钼的质量为       

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