工艺流程图题目讲课教案

一、钡铟锡1．（北京二中2016）（12分）某厂以重晶石（有效成分是BaSO 4）为主要原料制取Ba(OH)2·8H 2O 晶体的示意图如下：已知：i ．BaSO 4(s)＋2C(s)＝2CO 2(g)＋BaS(s) ΔH 1＝+226.2 kJ/molC(s)＋CO 2(g)＝2CO(g) ΔH 2＝+172.5kJ/mol ii ．某些物质的溶解度（g/100g ）简表回答下列问题：（1）炭与重晶石直接反应的热化学方程式是：BaSO4(s)＋4C(s)＝BaS(s)＋4CO(g) ΔH =____kJ/mol 。

（2）由BaCl 2溶液可通过不同途径得到Ba(OH)2·8H 2O 。

途径1：① 得到固体1的离子方程式是______。

② 固体2与水反应的化学方程式是______。

途径2：途径2中的“操作”是加热浓缩，冷却结晶，过滤。

依据上述溶解度简表分析，过滤时的最佳温度是；（3）若向滤液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba(OH)2·8H2O晶体和CuS的浊液，反应化学方程式是______。

将该浊液加热到80℃左右浓缩，趁热过滤，冷却滤液至室温，再过滤，即可得到Ba(OH)2·8H2O晶体。

上述操作中趁热．．过滤的原因是______。

2．（2018东城期末）（10分）从废旧液晶显示器的主材ITO（主要成分是含铟、锡的氧化物）回收铟和锡，流程示意图如下。

资料：（1）为了加快步骤①的反应速率，可以采取的措施有______（至少答两点）。

（2）步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是______。

（3）步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+，根据所给资料分析其原因是______。

（4）步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是______。

（5）下图是模拟精炼铟的装置图，请在方框中填写相应的物质。

1、（1）+571.2；（2）CO32-+Ba2+=BaCO3↓；BaO+9H2O=Ba（OH）2•8H2O；20℃或常温；20℃时4种物质中Ba（OH）2•8H2O溶解度最小；（3）BaS+CuO+9H2O=Ba（OH）2•8H2O+CuS；减少过滤过程中Ba（OH）2•8H2O的损失．2.（2018东城期末）（10分）（1）增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎（2）In2O3+6H+==2In3++3H2O（3）同周期主族元素从左向右原子半径减小，金属性减弱（还原性减弱）（4）除去a、b两种滤渣中的锡和锌（5）二、铬1.(人大附2015)（10分）某厂废水中含5.00×10-3 mol·L-1的Cr2O72-，其毒性较大。

某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程（1）第①步反应的离子方程式是________________。

（2）第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是：________________。

（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有________________。

（4）欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。

理论上需要加入________________gFeSO4·7H2O。

2．（2017东城期末）（12分）利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用。

其工作流程如下：（1）铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的（填“氧化性”或“还原性”）。

（2）溶液1中的阴离子有CrO4（3）过程Ⅰ，在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4mol CrO42-，消耗氧化剂的物质的量是。

（4）通入CO2调节溶液pH实现物质的分离。

①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al。

冶炼Al的化学方程式是。

②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是。

③已知：2CrO42－＋2H+Cr2O72－＋H2O K＝4.0×1014滤液3中Cr2O72－的浓度是0.04 mol/L，则CrO42－的浓度是mol/L。

（5）过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7。

不同温度下化合物的溶解度(g/100gH2O)结合表中数据分析，过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：，过滤得到K2Cr2O7粗品。

1、（1）Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O（2）将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。

（3）Fe(OH)3、Fe(OH)2（4）13.92.（2017东城期末）（12分）（1）还原性（2）AlO2-、OH－（3）0.3 mol（4）①2Al2O3(熔融)3O2↑+4Al②NaHCO3③0.01（5）向滤液③中加入稀盐酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶三、钛1、（2017西城重点中学）工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。

钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(TeTiO3),其中一部分铁盐酸在风化过程中会转化为+3价。

已知：TiOSO4遇水会分解（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为______________。

（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的______（填字母序号）a.熔沸点差异b．溶解性差异c．氧化性、还原性差异（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是_________（填操作名称）（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：_______。

（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为_________________。

（6）研究发现，可以用石墨作阳极、铁网作阴极、熔触CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式：______________。

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）______________。

2．（12分）钛铁矿主要成分为FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等杂质），Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：（1）钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是___________________。

（2）过程①中反应的离子方程式是： FeTiO3 +4H++4Cl－== Fe2++ TiOCl42－+ 2H2O、_______。

（3）过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。

由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是___________________。

（4）过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。

（5）在滤液B转化为FePO4沉淀过程中发生以下反应，请配平：（6）过程③中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

3.（13分）用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁，产生一种固体废料，主要成分如下表。

通过下列工艺流程可以实现元素Ti、Al、Si的回收利用，并得到纳米二氧化钛和分子筛。

请回答下列问题：(1)步骤①②③中进行分离操作的名称是，(2)下列固体废料的成分中，不属于碱性氧化物的是（填字母序号）。

a. TiO2b.MgOc.SiO2d.CaO(3)熔融温度和钛的提取率关系如下图，适宜温度为500℃，理由是。

(4)滤液①中溶质的成分是。

(5)步骤②中发生反应的离子方程式是。

(6)将步骤③中制取分子筛的化学方程式补充完整：根据成分表中数据，计算10 kg固体废料，理论上应再加入Na2 Si03物质的量的计算式是n( Na2SiO3)= mol（摩尔质量/g/mol ：SiO2 60 Al2O3 102）。

1、（2017西城重点中学）（15分）（1）2Fe3++Fe=3Fe2+；（2）b（3）过滤（4）溶液中存在平衡：TiO2++2H 2O H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3。

（3分）（说明：写出离子方程式或化学方程式得l分，从稀释和升温角度正确分析平衡移动各得l 分。

）（5）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O（6）①2O2－-4e-=O2↑（同时写出C+O2=CO2不扣分）或C+2O2--4e-=CO2↑②制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO2Ca+ O2↑，2Ca+TiO2Ti+2CaO由此可见，CaO的量不变。

（两个方程式各1分，不写“一定条件”不扣分）或：制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：阴极：2Ca2++4e-=2Ca，阳极：2O2－-4e-=O2↑，2Ca+TiO2Ti+2CaO由此可见，CaO的量不变。

（电极反应式和化学方程式各1分，不写“一定条件”不扣分）。

2.（12分）（1）增大反应物接触面积，加快反应速率。

（2）MgO+2H+====Mg2++H2O（3）100℃ 3小时（4）温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降（5）2 Fe2++H2O2+2H3PO4 ==2FePO4 +4H++2H2O高温（6）2 FePO4+Li2CO3+H2C2O4==== 2LiFePO4+3CO2↑+H2O3、四、碳和硅1.（2016北大附中）（16分）石墨在材料领域有重要应用。

某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。

设计的提纯和综合应用工艺如下：（注：SiCl4的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）（1）Si的原子结构示意图是。

a.酸性：H2CO3>H2SiO3b.原子半径：O<Sic.稳定性：H2O>CH4>SiH4d.离子半径：O2-<Al3+（4）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。

气体I中的氯化物主要为1、（1）排除空气，减少C的损失；（2）SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O；（3）过滤；Cl-、OH-、AlO2-；（4）CH3COOCH2CH3+AlO2-+ 2H2O Al(OH)3↓+CH3COO-+ CH3 CH2OH；78（5）五、砷1．As2O3在医药、电子等领域有重要应用。