任務(wù)34化學(xué)工藝流程題1．解析：(6)溫度越高碳酸鋰溶解度越小，過程ⅵ的操作是用熱水洗滌，干燥。答案：(1)增大反應(yīng)物間的接觸面積，加快反應(yīng)速率(2)2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑(3)①ClO3?＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H②Li＋的浸出率較高，且較環(huán)保(或節(jié)約酸和氧化劑的用量)③提高浸出液中Li＋濃度(或提高氧化劑和酸的利用率或節(jié)約后續(xù)純堿的用量)(4)CO32?結(jié)合H＋，c(H＋)減小，H2PO4???HPO42?＋H＋、HPO42???(5)過程ⅳ若使用飽和Na2CO3溶液，其中c(CO32?)較大，易形成Li2CO3沉淀與磷酸鐵沉淀一同析出，減少高純Li2CO(6)趁熱過濾，用熱水洗滌，干燥2．解析：由題給流程可知，向高鈦渣中加入氫氧化鈉溶液堿浸，將氧化鋁轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鈉，過濾得到含有四羥基合鋁酸鈉的濾液和濾渣；向?yàn)V渣中加入氫氧化鈉固體，通入氧氣發(fā)生熔鹽反應(yīng)，將鈦元素、錳元素的氧化物轉(zhuǎn)化為鈦酸鈉、錳酸鈉，向反應(yīng)后的固體中加入去離子水水洗，將鈦酸鈉轉(zhuǎn)化為xNa2O·TiO2·yH2O沉淀，過濾得到含有氫氧化鈉、錳酸鈉的濾液和濾渣，其中濾液經(jīng)除雜處理后得到的氫氧化鈉溶液，可在堿浸步驟循環(huán)使用；向?yàn)V渣中加入稀硫酸酸溶，將xNa2O·TiO2·yH2O轉(zhuǎn)化為TiOSO4溶液，氧化鐵、氧化鎂轉(zhuǎn)化為硫酸鐵、硫酸鎂，向溶解得到的溶液中加入鐵粉，將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，再向反應(yīng)后的溶液中加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH為2.5，使溶液中的TiOSO4水解生成TiO(OH)2沉淀，過濾得到含有亞鐵離子、鎂離子的濾液和含有TiO(OH)2的濾渣；向?yàn)V渣中加入草酸溶液，將TiO(OH)2溶解轉(zhuǎn)化為H2[TiO(C2O4)2]溶液，向溶液中加入氯化鋇溶液，將溶液中的H2[TiO(C2O4)2]轉(zhuǎn)化為BaTiO(C2O4)2·4H2O沉淀，過濾得到濾液和BaTiO(C2O4)2·4H2O，將BaTiO(C2O4)2·4H2O煅燒分解生成鈦酸鋇。(3)由方程式可知，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝c2H答案：(1)Al2O3(2)堿浸2MnO2＋O2＋4OH－=2MnO42?(3)10(4)將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，避免Fe3＋水解生成Fe(OH)3雜質(zhì)Fe2＋、Mg2＋(5)BaTiO(C2O4)2·4H2O高溫BaTiO3＋2CO2↑＋2CO↑＋4H2O3．解析：銅鎘渣[主要成分為Zn、ZnSO4以及銅、鎘(Cd)、鐵、鈷(Co)等金屬單質(zhì)或它們的氧化物]加稀硫酸和MnO2“浸出”得到鋅、銅、鎘、鐵、鈷的硫酸鹽和硫酸錳；“氧化除鐵”時(shí)利用空氣中的氧氣將浸出液中的亞鐵離子氧化為α-FeOOH，然后過濾除去；“除錳”時(shí)利用KMnO4將浸出液中的Mn2＋氧化為MnO2，再經(jīng)過濾除去；“除銅”時(shí)用萃取劑X將Cu2＋提取并除去；“除鎘”時(shí)利用鋅粉將溶液中鎘置換出來，再經(jīng)過濾除去；“萃取分液”時(shí)利用萃取劑Y進(jìn)行萃取，Co2＋留在水相中，分液除去；“反萃取”時(shí)用反萃取劑Z進(jìn)行反萃取，分液得硫酸鋅溶液。(1)“浸出”過程中，Zn、Cd、Fe、Co等和稀硫酸反應(yīng)會(huì)生成大量H2；為了提高“浸出”效率和浸出率，可以采取加熱、適當(dāng)提高稀硫酸濃度、攪拌等措施。(3)“除錳”時(shí)利用KMnO4將浸出液中的Mn2＋氧化為MnO2，KMnO4作氧化劑，Mn2＋作還原劑，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物均為MnO2，KMnO4中Mn化合價(jià)降低3價(jià)，Mn2＋化合價(jià)升高2價(jià)，根據(jù)得失電子守恒可知“除錳”時(shí)，參加反應(yīng)的n(MnO4?)∶n(Mn2＋)＝2(5)Co2＋沉淀完全時(shí)有Ksp[Co(OH)2]＝1.0×10－15＝1×10－5×c2(OH－)，解得c(OH－)＝1×10－5mol/L，c(H＋)＝1×10?141×10?5＝答案：(1)H2加熱、適當(dāng)提高稀硫酸濃度、攪拌(任寫一種)(2)4Fe2＋＋O2＋6H2O=4α-FeOOH↓＋8H＋(3)2∶3(4)分液漏斗檢漏上口(5)9(6)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－=4H＋＋O2↑)4．解析：(1)[B4O5(OH)4]2－水解生成等物質(zhì)的量濃度的B(OH)3和[B(OH)4]－，則根據(jù)原子守恒和電荷守恒可配平其水解反應(yīng)的方程式為[B4O5(OH)4]2－＋5H2O??2B(OH)3＋2[B(OH)4]－。該溶液中c[B(OH)3]＝c{[B(OH)4]－}，根據(jù)B(OH)3在水中存在的平衡B(OH)3＋H2O??H＋＋[B(OH)4]－的平衡常數(shù)Ka＝cH+·cBOH4?cBOH3＝10－9.24知，c[B(OH)3]＝c{[B(OH)4]－}時(shí)，c(H＋)＝10－9.24mol·L－1，pH＝－lg10－9.24＝9.24。(2)對(duì)比題給工藝流程圖中前面“脫硼”及后續(xù)“沉鋰”可知，加入生石灰是為了除去水浸后濾液中殘留的Mg2＋、SO42?，則濾渣Ⅰ的主要成分為Mg(OH)2、CaSO4；精制Ⅱ加入純堿的目的是沉淀Ca2＋而不沉淀Li＋，根據(jù)Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2，精制Ⅰ后溶液中c(Li＋)＝2.0mol·L－1，知應(yīng)控制c(CO32?)<KspLi2CO3c2Li+＝2.2×10?22.02mol·L－1＝答案：(1)[B4O5(OH)4]2－＋5H2O??2B(OH)3＋2[B(OH)4]－9.24(2)Mg(OH)2、CaSO40.0055CaO、Na2CO3(3)除去溶液中Ca2＋鹽酸最終Li2CO3產(chǎn)率減小5．解析：由題給流程可知，鉻鐵礦、碳酸鈉在空氣中焙燒時(shí)Fe(CrO2)2轉(zhuǎn)化為鉻酸鈉和NaFeO2，鐵的氧化物轉(zhuǎn)化為NaFeO2，二氧化硅轉(zhuǎn)化為硅酸鈉，氧化鋁轉(zhuǎn)化為NaAlO2，向焙燒渣中加入水，通過水浸將NaFeO2轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵的濾渣和濾液；由圖可知，向?yàn)V液中加入醋酸調(diào)節(jié)溶液pH在4.5～9.3，將硅酸鈉、偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸、氫氧化鋁沉淀，鉻酸鈉部分轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉，過濾得到含有硅酸、氫氧化鋁的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加冰醋酸調(diào)節(jié)pH約等于5，將溶液中的鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉，向反應(yīng)后的溶液中加入氯化鉀將重鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鉀沉淀，經(jīng)過濾、洗滌后獲得重鉻酸鉀粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品經(jīng)重結(jié)晶得到重鉻酸鉀。(5)鉻鐵礦主要成分為Fe(CrO2)2，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.2%，1000kg鉻鐵礦中m[Fe(CrO2)2]＝1000kg×67.2%＝672kg，由Cr元素質(zhì)量守恒，則Fe(CrO2)2～K2Cr2O7224294672kgm解得m(K2Cr2O7)＝882kg，得到661.5kg產(chǎn)品，生產(chǎn)過程的產(chǎn)率為661.5kg882kg×100%＝(6)滴定過程中發(fā)生的反應(yīng)為Cr2O72?＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，三次實(shí)驗(yàn)消耗(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積為25.00mL，則樣品中K2Cr2O7的純度為0.1000答案：(1)4Fe(CrO2)2＋10Na2CO3＋7O2高溫8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10CO2(2)FeO2?＋2H2O=Fe(OH)3(3)H2SiO3、Al(OH)3(4)2CrO42?＋2CH3COOH=Cr2O72(5)重結(jié)晶75%(6)49%6．解析：高鈷渣(含Co、Zn、Pb、Cu、Fe、Cd、Mn等金屬元素)加入過量稀硫酸進(jìn)行酸浸，生成難溶于水的PbSO4，Co、Zn、Cu、Fe、Cd、Mn等金屬元素均生成相應(yīng)的可溶性鹽，向?yàn)V液中加入Na2S溶液，將Cu2＋轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去，故濾渣1的主要成分為CuS，向溶液中加入MnO2，調(diào)節(jié)pH，并將Fe2＋氧化為Fe3＋，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，故濾渣2的主要成分為Fe(OH)3，加入Zn將溶液中的Cd2＋置換為Cd而除去，向溶液中加入Na2S2O8溶液調(diào)節(jié)pH＝3，將Mn2＋氧化為MnO2而除去，故產(chǎn)品1為MnO2，再繼續(xù)加入Na2S2O8溶液調(diào)節(jié)pH＝5，由已知④得，產(chǎn)物為Co(OH)3，反應(yīng)的離子方程式為2Co2＋＋S2O82?＋6H