(16分)利用钛白工业的副产品FeSO4(含TiO2+、Al3+)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:
(1)检验FeSO4是否已有部分氧化的方法是 。
(2)已知过滤1得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3。请补充化学方程式:
TiOSO4 + =H2SO4 + H2TiO3↓;铁粉的作用有:①除去溶液中的Fe3+,② 。
(3)沉淀反应的离子方程式是 。
(4)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有 。FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致FeC2O4的产率______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(5)过滤2得到的滤液经蒸发浓缩、 、洗涤可得到副产品,该物质可用作 (写出一种用途)。
高三化学实验题中等难度题
(16分)利用钛白工业的副产品FeSO4(含TiO2+、Al3+)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:
(1)检验FeSO4是否已有部分氧化的方法是 。
(2)已知过滤1得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3。请补充化学方程式:
TiOSO4 + =H2SO4 + H2TiO3↓;铁粉的作用有:①除去溶液中的Fe3+,② 。
(3)沉淀反应的离子方程式是 。
(4)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有 。FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致FeC2O4的产率______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(5)过滤2得到的滤液经蒸发浓缩、 、洗涤可得到副产品,该物质可用作 (写出一种用途)。
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高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料,工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4
Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4+2H2O
(1)绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸,加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间,过滤,可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中,TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀,写出该反应的化学方程式:________;加入铁粉的作用有________、________。
(2)由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时,需在真空环境下进行,原因是________。
FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致
FeC2O4的产率________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(3)将含有FeC2O4的混合液过滤,将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是________、________。
(4)某研究小组欲从某化工残渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备较纯净的FeSO4溶液,再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤,________,过滤,得到较纯净的FeSO4溶液。
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高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料,工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4
Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4+2H2O
(1)绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸,加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间,过滤,可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中,TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀,写出该反应的化学方程式:___;加入铁粉的作用有___、___。
(2)由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时,需在真空环境下进行,原因是___。
FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致
FeC2O4的产率___(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(3)将含有FeC2O4的混合液过滤,将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是___、___。
(4)某研究小组欲从某化工残渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备较纯净的FeSO4溶液,再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤,___,过滤,得到较纯净的FeSO4溶液。
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工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中电离为TiO2+和SO42-。请回答下列问题:
(1)写出TiOSO4水解生成钛酸H4TiO4的离子方程式__________________________。步骤①中加入足量铁屑的目的是______________。
(2)工业上由H4TiO4可制得钛白粉TiO2。TiO2直接电解还原法(剑桥法)生产钛 是一种较先进的方法,电解质为熔融的CaCl2,原理如图所示,阴极的电极反应为_______________。
(3)步骤②的离子方程式是____________________________,所得副产品主要 是__________(填化学式)。
(4)步骤④的结晶过程中必须控制一定的真空度,原因是_____________________。
(5)乳酸可由乙烯经下列步骤合成:
上述合成路线的总产率为60%,乳酸与碳酸亚铁反应转化为乳酸亚铁晶体的产率为90%,则生产468 kg乳酸亚铁晶体(M=234 g/mol)需要标准状况下的乙烯________m3。
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工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中电离为TiO2+和SO42-。请回答下列问题:
(1)写出TiOSO4水解生成钛酸H4TiO4的离子方程式________。步骤①中加入足量铁屑的目的是________。
(2)工业上由H4TiO4可制得钛白粉TiO2。TiO2直接电解还原法(剑桥法)生产钛 是一种较先进的方法,电解质为熔融的CaCl2,原理如图所示,阴极的电极反应为_______________。
(3)步骤②的离子方程式是________,所得副产品主要 是__________(填化学式)。
(4)步骤④的结晶过程中必须控制一定的真空度,原因是________。
(5)乳酸可由乙烯经下列步骤合成:
上述合成路线的总产率为60%,乳酸与碳酸亚铁反应转化为乳酸亚铁晶体的产率为90%,则生产468 kg乳酸亚铁晶体(M=234 g/mol)需要标准状况下的乙烯________m3。
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钛白粉(主要成分是TiO2),广泛用于油漆、塑料、造纸等行业,还可用作乙醇脱水、脱氢的催化剂。下图是以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料生产钛白粉并获得副产品FeSO4·7H2O的工艺流程图。
(1)钛铁矿与硫酸发生反应①的化学方程式为________;在TiOSO4和FeSO4溶液中加入Fe的目的是________。
(2)溶液Ⅱ中TiOSO4在加热条件下发生水解反应②的离子方程式为________;可回收利用的物质是________。
(3)为测定溶液Ⅱ中TiOSO4的含量,首先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL,加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后,取出滤液20.00 mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液作指示剂,用________(填一种玻璃仪器的名称)滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液,当溶液出现红色达到滴定终点,用去了30.00mL FeC13溶液。待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是________。
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利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量的FeSO4、H2SO4和少量的Fe2(SO4)3、TiOSO4]生产铁红和补血剂乳酸亚铁的工艺流程如图所示:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2+和SO42-,TiO2+水解成TiO2·xH2O沉淀为可逆反应;乳酸结构简式为CH3CH(OH)COOH。
回答下列问题:
(1)TiOSO4中钛元素的化合价是____________,步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是___________。
(2)滤渣的主要成分为TiO2·xH2O,结合离子方程式解释得到滤渣的原因:________。
(3)从硫酸亚铁溶液中得到硫酸亚铁晶体的操作方法是____________________;硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)步骤④中发生反应的离子方程式为______________________。
(5)步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及____________________。
(6)实验室中检验溶液B中主要阳离子的方法是______________________。
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利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量的FeSO4、H2SO4和少量的Fe2(SO4)3、TiOSO4]生产铁红和补血剂乳酸亚铁的工艺流程如图所示:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2+和SO42-,TiO2+水解成TiO2·xH2O沉淀为可逆反应;乳酸结构简式为CH3CH(OH)COOH。
回答下列问题:
(1)TiOSO4中钛元素的化合价是____________,步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是___________。
(2)滤渣的主要成分为TiO2·xH2O,结合离子方程式解释得到滤渣的原因:________。
(3)从硫酸亚铁溶液中得到硫酸亚铁晶体的操作方法是____________________;硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)步骤④中发生反应的离子方程式为______________________。
(5)步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及____________________。
(6)实验室中检验溶液B中主要阳离子的方法是______________________。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
某研究小组利用工业生产钛白粉产生的废液(含有大量的Fe2+、H+、SO42—和少量的Fe3+、TiO2+)生产乳酸亚铁,其工艺流程如下:
(1)反应Ⅰ中,铁屑与TiO2+反应的离子方程式为2TiO2++Fe+4H+2Ti3++Fe2++2H2O,该反应的平衡常数表达式为K=________。
(2)反应Ⅱ需控制反应温度低于35 ℃,其目的是________________,该反应的化学方程式是________________。检验溶液A中是否含Fe2+的实验操作方法是_________________________________________________________。
(3)已知:FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32—(aq),试用平衡移动原理解释反应Ⅲ中生成乳酸亚铁的原因______________________________________________。
(4)结晶过程必须控制在一定的真空度条件下进行,原因是_______________________________________________________。
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