（全国版）2021届高考化学二轮复习 题型检测（十）工艺流程题（含解析）.doc

-11-题型检测（十）工艺流程题1．(2019·西安五校联考)金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料。以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如图所示。请回答下列问题：(1)钛酸亚铁(用R表示)与碳在高温下反应的化学方程式为2R＋Ceq\o(=====,\s\up7(高温),\s\do5())2Fe＋2TiO2＋CO2↑，钛酸亚铁的化学式为______________________；钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是__________________________。此时溶液Ⅰ中含有Fe2＋、TiO2＋和少量Mg2＋等阳离子，常温下，其对应氢氧化物的Ksp如表所示。氢氧化物Fe(OH)2TiO(OH)2Mg(OH)2Ksp8.0×10－161.0×10－291.8×10－11①常温下，若所得溶液中Mg2＋的物质的量浓度为0.0018mol·L－1，当溶液的pH等于______时，Mg(OH)2开始沉淀。②若将含有Fe2＋、TiO2＋和Mg2＋的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的化学方程式为____________________________。Mg还原TiCl4过程必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是______________，除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是________。解析：(1)由2R＋Ceq\o(=====,\s\up7(高温))2Fe＋2TiO2＋CO2↑，根据原子守恒，可推知钛酸亚铁的化学式为FeTiO3。钛酸亚铁和浓H2SO4反应，生成TiOSO4，无气体生成，元素Ti的化合价不变，说明发生非氧化还原反应，则产物中还有FeSO4，故该反应的化学方程式为FeTiO3＋2H2SO4(浓)===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O。(2)钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是FeSO4，加入铁屑，可防止Fe2＋被氧化。①根据Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝1.8×10－11，c(OH－)＝eq\r(,\f(Ksp[Mg（OH）2],c（Mg2＋）))＝eq\r(\f(1.8×10－11,0.0018))mol·L－1＝10－4mol·L－1，则c(H＋)＝eq\f(KW,c（OH－）)＝eq\f(10－14,10－4)mol·L－1＝10－10mol·L－1，pH＝－lg10－10＝10。②根据题表提供的Ksp数据知，三种物质组成类型相同且TiO(OH)2的溶度积常数最小，则加水稀释，立即析出的白色沉淀为TiO(OH)2，TiO2＋的水解方程式为TiO2＋＋2H2O===TiO(OH)2↓＋2H＋或TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋。(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=====,\s\up7(高温))TiCl4＋2CO；为防止空气中的氧气与反应物发生反应，应隔绝空气加热。可用稀盐酸除去钛中混有的镁。答案：(1)FeTiO3FeTiO3＋2H2SO4(浓)===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O(2)防止Fe2＋被氧化①10②TiO2＋＋2H2O===TiO(OH)2↓＋2H＋(或TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋)(3)TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=====,\s\up7(高温))TiCl4＋2CO隔绝空气稀盐酸2．(2019·山西六校检测)某化工厂用含NiO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、CuO等)制备羟基氧化镍(2NiOOH·H2O)的工艺流程如下：已知：相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下。离子Fe3＋Fe2＋Ni2＋开始沉淀的pH2.77.67.1沉淀完全的pH3.79.69.2请回答下列问题：(1)①滤渣1的主要成分是________。②如图是酸浸时镍的浸出率与温度的关系，则酸浸时合适的浸出温度是________℃，若酸浸时将温度控制在