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：
2Fe^3＋＋Fe=3Fe^2＋
2TiO^2＋(无色)＋Fe＋4H^＋=2Ti^3＋(紫色)＋Fe^2＋＋2H₂O
Ti^3＋(紫色)＋Fe^3＋＋H₂O=TiO^2＋(无色)＋Fe^2＋＋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，K_sp[Fe(OH)₃]＝2.79×10^－39，该温度下反应Fe(OH)₃＋3H^＋Fe^3＋＋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。

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。

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       。

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                                        。

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       。