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高三化学 工艺流程专题

1．【2017新课标1卷】（14分）

Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。

? （2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl24形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。

xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示： （3）TiO2·温度/℃ TiO2·xH2O转化率% 30 92 35 95 40 97 45 93 50 88 xH2O转化率最高的原因__________________。 分析40 ℃时TiO2·（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。

（5）若“滤液②”中c(Mg)?0.02mol?L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3?2??13??5?1恰好沉淀完全即溶液中c(Fe)?1.0?10mol?L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？

（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3?10?22、1.0?10?24。

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。

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2．【2017新课标3卷】（15分）

重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：

高温（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3???? Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2 上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_______。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_____。

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_______，滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。 （3）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用离子方程式表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。

a．80℃ b．60℃ c．40℃ d．10℃ 步骤⑤的反应类型是___________________。

（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg，产率为_____________。

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3．【2017北京卷】（13分）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制

备纯TiCl4的流程示意图如下：

资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质

化合物 沸点/℃ 熔点/℃ SiCl4 58 ?69 TiCl4 136 ?25 AlCl3 181（升华） 193 FeCl3 316 304 MgCl2 1412 714 —— 在TiCl4中的溶解性 互溶 微溶 难溶 （1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 mol-1 已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1

① 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。

CO2生成CO反应的ΔH_____0② 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：（填“＞”“＜”

或“=”），判断依据：_______________。

③ 氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是__________________________。

④ 氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____________。 （2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：

物质a是______________，T2应控制在_________。

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