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专题23材料信息应用专练1．五氧化二钒及其他钒的化合物广泛应用于钢铁、有色合金、化工、炼油、玻璃及陶瓷等工业部门。可从含钒石煤灰渣中提钒，该试验工艺流程如下图：表1灰渣主要化学成分分析/%V2O3SiO2Fe2O3Al2O3MgOK2OCaO烧失量1.2655.716.347.541.263.191.4120.55表2中间盐主要成分分析/%（以氧化物形式表示其含量）V2O3Al2O3Fe2O3MgOK2O5.921.7018.632.113.38已知：①石煤灰渣的化学成分分析见表1，中间盐的主要成分分析见表2。②矿物焙烧过程中，若温度过高，易发生烧结，温度越高，烧结现象越严重。③萃取反应可以表示为：VO2++(HR2)PO4(o)→VO[R2PO4]R(o)+H+，(o)表示有机相④有机萃取剂(HR2)PO4萃取VO2+的能力比萃取V02+要强。请回答：（1）经几级萃取后，有时候要适当加酸调整pH值，结合萃取反应方程式，说明原因_____________。反萃取操作应加入_____________试剂。（2）中间盐溶解过程中，加铁粉的主要目的是_____________________。（3）石煤中的钒以V(Ⅲ)为主，有部分V(Ⅳ)，很少见V(Ⅴ)。如图1和如图2分别为焙烧温度和焙烧时间对钒浸出率的影响，由如图2可得最佳焙烧时间为______________h，由如图1可得最佳焙烧温度为800-850℃之间，焙烧温度在850℃以下时，钒浸出率随焙烧温度的上升几乎直线上升的原因是_________________________，当焙烧温度高超过850℃以后，再提高温度，浸出率反而下降的可能原因是：_________________________。2．2018年第十二届中国国际航空航天博览会于11月6日至11日在珠海举行。银铜合金广泛用于航空工业，从银铜合金的切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃。（1）煮沸CuSO4混合溶液的过程中，得到固体B，则固体B的组成为______；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为___________。（2）硫酸铜溶液可用于浸取硫铁矿中的铁元素，浸取时发生复杂的氧化还原反应。反应体系中除CuSO4和FeS2外，还有H2SO4、Cu2S、FeSO4和H2O，下列对该反应的分析正确的是______(填字母代号)。A．氧化剂为CuSO4和FeS2B．反应后溶液的pH降低C．被氧化的FeS2只占总量的30%D．每转移2mol电子消耗3molCuSO43．工业上生产高氯酸时，还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)，其工艺流程如下：已知：①NaHSO4溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出。②高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90℃。请回答下列问题：（1）反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为，冷却的目的是，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是___________________。4．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是电解法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知：纯的ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。（1）写出无隔膜电解槽内发生反应的总化学方程式__________。（2）写出二氧化氯发生器中生成ClO2的化学方程式__________，通入空气的目的是__________。5．铍铜是力化学综合性能良好的合金，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。已知：I．铍、铝元素处于周期表中的对角线位置，化学性质相似Ⅱ．常温下：Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10Ksp[Mn(OH)2]=2.1×10(1)滤液A的主要成分除NaOH外，还有______________(填化学式)，写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式____________________________。(2)溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，选择合理步骤并排序___________。a．加入过量的NaOHb．通入过量的CO2c．加入过量的氨水d．加入适量的HCle．过滤f．洗涤6．高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂，其生产工艺如图所示：已知K2FeO4具有下列性质：①可溶于水、微溶于浓KOH溶液②在0～5℃、强碱性溶液中比较稳定③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下发生分解④在酸性至碱性条件下，能与水反应生成Fe(OH)3和O2请完成下列填空：(1)已知Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，生产KClO应在温度___________的情况下进行(填“较高”或“较低”)。(2)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是___________。A．为下一步反应提供反应物B．与“反应液Ⅰ”中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClOC．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率D．使副产物KClO3转化为KCl(3)制备K2FeO4时，须将90%的Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中，并且不断搅拌。采用这种混合方式的原因是_______________________(答出1条即可)。7．Cu2O是一种用途广泛的无机化工原料，一种以氧化铜矿(CuO，含有Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质)为原料制备Cu2O的流程如图所示：已知氨浸过程中仅发生的反应为：CuO+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+3H2O回答下列问题：(1)氨浸时的温度一般不超过30℃，主要原因是__________________。按此工艺，能否用NaOH溶液代替氨水？__________________（填“能”或“否”）。(2)蒸馏过程中会生成一种黑色固体，则此过程中发生反应的化学方程式为____________。8．硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中常用的还原剂。一种制备硼氢化钠工艺如下（部分条件和产物省略）：已知：MgH2、NaBH4遇水蒸气剧烈反应并放出H2。回答下列问题：（1）Mg2B2O5•H2O中B的化合价为_______________。MgH2和NaBO2必须在干燥条件下合成硼氢化钠，其原因是_____________________________________________。（2）SOCl2溶于水能产生两种气体，其中一种气体能使品红溶液褪色，则灼烧时加入SOCl2的目的是______________________________。9．硫酸镍是电镀工业必不可少的化工原料。从不锈钢废渣(主要含Fe42.35%、Cr9.67%、Ni5.1%、C4.7%、Si3.39%等)中制取硫酸镍晶体的工艺流程如下：已知：①Cr3+与氨水反应时有少量Cr3+生成[Cr(NH3)6]3+，但加热时该络合物易分解。Ni2+与氨水反应生成[Ni(NH3)6]2+，该络合物加热时稳定，用硫酸酸化时生成相应的硫酸盐。②Na2CrO4溶液中加酸调节pH为3.5时，CrO42﹣转化为Cr2O72﹣。③相关物质在不同温度时溶解度如下表：温度溶解度/g物质20℃30℃40℃60℃80℃90℃Na2SO419.540.848.845.343.742.7Na2Cr2O7183198215269376405(1)“酸浸”后得到的溶液中主要含有FeSO4、NiSO4、Cr2(SO4)3，生成NiSO4的化学方程式为_____。“酸浸”时需控制温度为90℃左右，可以采用的加热方式是_____。(2)“过滤”前，适当加热的目的是_____。(3)过滤”时产生的滤渣可用于制备Na2Cr2O7晶体。①滤渣经干燥后与Na2CO3混合在空气中煅烧生成Na2CrO4和CO2，此反应的化学方程式为_____。②请补充完整上述煅烧后混合物制备Na2Cr2O7晶体(橙红色)的实验方案：水浸，过滤，_____，得Na2Cr2O7晶体(必须使用的试剂有：硫酸，蒸馏水)。10．PbCl2是一种重要的化工材料，常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿（主要成分为PbS，含有FeS2等杂质）和软锰矿（主要成分为MnO2）制备PbCl2的工艺流程如图所示。已知：i.PbCl2微溶于水ii.PbCl2(s)+2Cl－(aq)PbCl42-(aq)ΔH0（1）由于PbCl2微溶于水，容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低，浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象，原因是________。（2）沉降池中获得PbCl2采取的措施有________。11．钛广泛应用于航天、军事、化工、医疗等领域。钛在高温下易和氧、氮、碳等元素化合，提炼纯钛条件苛刻。从高钛渣(主要为TiO2)提炼海绵钛流程如下：氯化后的粗TiCl4中含有FeCl3、SiCl4、AlCl3、VOCl3等杂质，相关物质的沸点如下表：回答下列问题：(1)“分馏”得到的低沸点物是___________。分馏难以除去ⅤOCl3，原因是___________。加入铝粉使VOCl3转化为VOCl2便于除去，写出铝粉与VOCl3反应的化学方程式：___________。(2)“除铝”的方法是用水湿润的活性炭加入到粗TiCl4，使AlCl3转化为__________而除去。(3)“还原”需要在Ar的气氛中进行，原因是___________。副产物经电解生成___________可循环使用。12．文献表明：相同条件下，草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论，完成如下实验。资料：i．草酸(H2C2O4)为二元弱酸。ii．三水三草酸合铁酸钾K3Fe(C2O4)3·3H2O为翠绿色晶体，光照易分解。其水溶液中存在：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-K=6.3×10-21iii.FeC2O4·2H2O为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。[实验1]通过Fe3+和C2O42-在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。(l)取实验1中少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是____。(2)经检验，翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3·3H2O设计实验，确认实验1中没有发生氧化还原反应的操作和现象是____。实验l中未发生氧化还原反应的原因是____。(3)取实验1中的翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：_____[Fe(C2O4)3]3-+_____H2O____FeC2O4·2H2O↓+_____+________。13．以硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、Al2O3、MgO)生产安全高效的水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)的工艺流程如下：已知：FeO42﹣在强碱性溶液中稳定，但在Fe(OH)3催化作用下会发生分解。(1)在控制其他条件不变的情况下，探究保持Fe2(SO4)3和NaOH总质量不变，改变其质量比对K2FeO4产率的影响，实验结果如图所示，当质量比大于0.55时K2FeO4的产率下降的原因可能是_____。(2)“过滤2”产生的滤渣的主要成分为_____(填化学式)，“过滤3”所得滤液中含有的阴离子有OH﹣、Cl﹣、SO42﹣、_____、_____(填化学式)。14．我国是世界上最大的钨储藏国，金属钨可用于制造灯丝、合金钢和光学仪器，有“光明使者”的美誉；现以白钨矿(主要成分为CaWO4，还含有二氧化硅、氧化铁等杂质)为原料冶炼高纯度金属钨，工业流程如下：已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水；②完全沉淀离子的pH