1、微题型26 金属及其化合物制备流程(一)(Li、Sr、Pb、Ti、Mn)1(2021郑州联考)锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：已知：部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀时的pH1.93.49.1完全沉淀时的pH3.24.711.1Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：温度/010205075100Li2CO3的溶解度/g1.5391.4061.3291.
2、1810.8660.728请回答下列问题：(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成_。(2)反应加入碳酸钙的作用是_。(3)写出反应中生成沉淀A的离子方程式：_。(4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用_(填“热水”或“冷水”)，理由是_。(5)流程中两次使用了Na2CO3溶液，第一次浓度小，第二次浓度大的原因是_。(6)该工艺中，电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_。2(2020广州质检)高纯六水氯化锶晶体(SrCl26H2O)具有很高的经济价值，工业上用碳酸锶(SrCO3)粉为原料(含少量钡和铁的化合物等)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下：已知：M(SrCl2
3、6H2O)267 gmol1Ksp(SrSO4)3.3107、Ksp(BaSO4)1.11010经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2和Cl外，还含有少量Ba2、Fe2、Fe3杂质SrCl26H2O晶体在61 时开始失去结晶水，100 时失去全部结晶水请回答下列问题：(1)已知Sr为第五周期A族元素，则不符合SrCa的是_(填序号)。原子半径最外层电子数金属性最高价氧化物对应的水化物的碱性(2)写出碳酸锶与盐酸反应的离子方程式：_。(3)工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是_(填字母)。A5060 B7080 C80100 D100 以上(4)步骤的操作是_、_、过滤。(5)加入硫酸的目的是_。
4、(6)若滤液中Ba2的浓度为1105 molL1，依据题给信息计算滤液中Sr2的物质的量浓度为_ molL1。3(2020大连模拟)用废铅蓄电池的铅泥(含PbSO4、PbO和Pb等)制备精细化工产品PbSO43PbOH2O(三盐)的主要流程如下：已知：常温下，Ksp(PbSO4)2.0108，Ksp(PbCO3)1.01013。回答下列问题：(1)铅蓄电池在生活中有广泛应用，其工作原理是PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。铅蓄电池在充电时，阳极的电极反应式为_。若铅蓄电池放电前，正、负极电极质量相等，如果放电时转移了1 mol电子，则理论上两电极质量之差为_。(2)将滤液1、滤液3合
5、并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，得到一种结晶水合物(Mr322)，其化学式为_。(3)步骤酸溶时铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为_；滤液2中溶质的主要成分为_(写化学式)。(4)步骤合成三盐的化学方程式为_。(5)步骤洗涤过程中，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_。(6)在步骤的转化中，若硫酸铅和碳酸铅在浊液中共存，则_。4(2019河北冀州中学高三仿真模拟)工业由钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下：已知：酸浸FeTiO3(s)2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)TiOSO4(aq)2
6、H2O(l)水解TiOSO4(aq)2H2O(l)H2TiO3(s)H2SO4(aq)煅烧H2TiO3(s)TiO2(s)H2O(g)(1)FeTiO3中钛元素的化合价为_，试剂A为_。(2)碱浸过程发生反应的离子方程式为_。(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70 左右，若温度过高会导致最终产品吸收率过低，原因是_。(4)上述流程中氯化过程的化学方程式为_。已知TiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(l)O2(g)H151 kJmol1。该反应极难进行，当向反应体系中加入碳后，则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是_。(5)TiCl4极易水解，利用此性质可制备纳米级TiO2xH2
7、O，该反应的化学方程式是_。52020新高考全国卷(山东)，16(2)(3)(4)(5)用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：已知：MnO2是一种两性氧化物；25 时相关物质的Ksp见下表。物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp11016.311038.611032.311012.7回答下列问题：(2)保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是_。(3)滤液可循环使用，应当将其导入到_操作中(填操作单元的名称)。
8、(4)净化时需先加入的试剂X为_(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为_(当溶液中某离子浓度c1.0105 molL1时，可认为该离子沉淀完全)。(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为_。6(2020北京，18)MnO2是重要化工原料，由软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如下：软锰矿Mn2溶出液Mn2纯化液MnO2资料：软锰矿的主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3和SiO2金属离子沉淀的pHFe3Al3Mn2Fe2开始沉淀时1.53.45.86.3完全沉淀时2.84.77.88.3该工艺条件下，MnO2与H2SO4反应。(1)溶出溶出前，软锰矿需研磨。目的是_。溶出时，F
9、e的氧化过程及得到Mn2的主要途径如图所示。.步骤是从软锰矿中溶出Mn2的主要反应，反应的离子方程式是_。.若Fe2全部来自于反应Fe2H=Fe2H2，完全溶出Mn2所需Fe与MnO2的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是_。(2)纯化已知：MnO2的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO2，后加入NH3H2O，调溶液pH5，说明试剂加入顺序及调节pH的原因：_。(3)电解Mn2纯化液经电解得MnO2。生成MnO2的电极反应式是_。(4)产品纯度测定向a g产品中依次加入足量b g Na2C2O4和足量稀H2SO4，加热至充分反应，再用c molL1 KMnO4溶液滴定剩余N
10、a2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为d L。(已知：MnO2及MnO均被还原为Mn2。相对分子质量：MnO2 86.94；Na2C2O4 134.0)产品纯度为_(用质量分数表示)。答案精析1(1)Li2OAl2O34SiO2(2)除去反应中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3、Al3完全沉淀(3)Mg22OH=Mg(OH)2、Ca2CO=CaCO3(4)热水Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的溶解损耗(5)第一次浓度过大会使部分Li沉淀，第二次浓度大则有利于Li2CO3沉淀的生成(6)加热蒸干LiCl溶液时，有少量LiCl水解生成LiOH，LiOH受热分
11、解生成Li2O，电解时产生O22(1)(2)SrCO32H=Sr2CO2H2O(3)A(4)蒸发浓缩冷却结晶(5)除去Ba2杂质(6)0.033(1)PbSO42H2O2e=PbO2SO4H16 g(2)Na2SO410H2O(3)3Pb8H2NO=3Pb22NO4H2OHNO3(4)4PbSO46NaOHPbSO43PbOH2O3Na2SO42H2O(5)取少量最后一次的洗涤液于洁净的试管中，向其中滴加硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，若产生白色沉淀，则沉淀未洗涤干净；否则，已洗涤干净(6)2.01054(1)4Fe(或铁)(2)Al2O3 2OH=2AlOH2O、SiO22OH=SiOH2O(3)温度过高会导致TiOSO4 提前水解生成H2TiO3沉淀(4)TiO2 C2Cl2TiCl4CO2C与O2反应，O2的浓度减小使平衡向右移动；C与O2反应放热，温度升高，使平衡向右移动，促使反应顺利进行(5)TiCl4(x2)H2OTiO2xH2O4HCl5(2)过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2(3)蒸发(4)H2O24.9(5)Mn2HCONH3H2O=MnCO3NHH2O6(1)增大反应速率，提高浸出率MnO24H2Fe2Mn22Fe32H2O二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2(2)MnO2的氧化性随酸性的减弱逐渐减弱(3)Mn22e2H2O=MnO24H(4)100%