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解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷128
综合利用富钛废渣(含TiO2、ZnO、Fe2O3和少量有机物)制备锂离子电池正极材料中间体，并获得部分副产品的工艺流程如图：

已知：Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17、Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16、Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38，溶液中离子浓度≤10-5mol/L时认为该离子沉淀完全。回答下列问题：
(1)“灼烧”除去的物质为___。
(2)“还原”(避免水解产生其他杂质)中发生的主要离子反应为___。
(3)“酸溶”后钛以TiO2+形式存在，则“水解”反应的离子方程式为___。
(4)若“氧化”后所得溶液中金属离子的浓度均为0.1mol/L，则“调pH”的合理范围为___。
(5)“转化、分离”生成Na2FeO4，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。
20-21高二下·湖南常德·期中
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知识点：铁与铁离子反应制备与水解有关的物质溶度积常数相关计算 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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工业上以钛铁矿(主要成分是FeTiO3，含少量SiO2、MnO2、Fe2O3、Sc2O3等)为原料制备TiO2和Sc2O3的工艺流程如下图所示。

已知：Ⅰ．25℃时，一些金属氢氧化物的Ksp如表所示。
金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Sc(OH)3
Ksp1.0×10-398.0×10-161.1×10-132.0×10-31
Ⅱ．25℃时，草酸的电离平衡常数为Ka1=6 ×10-2 ，Ka2=5×10-5。回答下列问题：
(1)已知溶液1中，钛以TiO2+的形式存在则FeTiO3与硫酸发生主要反应的化学方程式是_______。
(2)获得FeSO4·7H2O晶体的操作是_______、过滤( 洗涤)。
(3)若流程省去步骤，则制备的产品TiO2中含有的杂质是_______(填化学式)。
(4)“有机相”需用洗涤液(93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成)洗涤，其作用除了除去其中剩余的钛离子外，还可使Fe2+转化为Fe3+，该转化的离子方程式是_______。
(5)用氨水调节溶液的pH分两步进行若溶液中c(Fe3+)=c(Se3+)=c(Mn2+)=0.1 mol·L-1，离子浓度为1×10-6mol·L-1时认为完全沉淀，则先加入氨水调节pH的范围是_______(保留一位小数，已知lg2=0.3)；过滤，继续加入氨水调节pH过滤得到的滤渣3是_______(填化学式)。
(6)25℃时用草酸“沉钪”得到Sc2(C2O4)3沉淀，溶液中c(H2C2O4)与c()的关系如图，此时溶液的pH=_______。
黄铜矿主要成分是CuFeS2，含少量SiO2、CaCO3杂质，近年科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。工业上用黄铜矿为原料制备碱式碳酸铜的流程如下图，回答下列问题：
   
(1)“浸渣”的成分除了S还有_______、_______(填化学式)。
(2)写出任意两种加快“生物浸出”速率的措施_______、_______。
(3)“氧化”过程中需将温度控制在50~60°C，原因是_______。
(4)“除铁”过程中发生反应的离子方程式为：_______。
(5)已知Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38，Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-19，lg2=0.3。若“氧化”后溶液中Cu2+浓度为1.0mol/L，则“除铁”过程中应控制溶液pH范围为_______(当溶液中某离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1时，可认为该离子沉淀完全)。
(6)“沉铜”后所得滤液a经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8(过二硫酸钠)，电解时阳极电极反应为_______，阳极生成1molNa2S2O8时，在标准状况下阴极产生的气体体积为_______。
利用钛矿的酸性废液(含TiO2+、Fe2+、Fe3+、SO42-等)，可回收获得FeS2纳米材料、Fe2O3和TiO2·nH2O等产品，流程如下：

(1)TiO2+中钛元素的化合价为________价。TiO2+只能存在于强酸性溶液中，因为TiO2+易水解生成TiO2·nH2O，写出水解的离子方程式_________________________________。
(2)向富含TiO2+的酸性溶液中加入Na2CO3粉末能得到固体TiO2·nH2O。请用化学反应原理解释__________________________________。
(3)NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式为_______________________，该反应需控制温度在308K以下，其目的是_____________________________。
(4)已知298K时，Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16，若在生成的FeCO3达到沉淀溶解平衡时，测得溶液的pH为8.5，c(Fe2+)=1.0×10-5mol·L-1，则所得的FeCO3中________Fe(OH)2(填“有”或“没有”)。
(5)FeS2纳米材料可用于制造高容量锂电池，已知电解质为熔融的K2S，电池放电时的总反应为：4Li+FeS2=Fe+2Li2S，则正极的电极反应式是_______________。

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