高三化学高考备考一轮复习专题训练:工业流程题.docx
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1、 高考化学一轮专题训练:工业流程题1(2022江苏省如皋中学三模)含铁锌精矿(主要含有ZnS和FeS)焙烧可以得到,通常作为锌渣处理,一种回收利用锌渣制取ZnSO4溶液和FeOOH的流程如下图所示。(1)基态Fe2+的电子排布式为_。(2)写出由含铁锌精矿焙烧得到ZnFe2O4的化学方程式:_。(3)锌渣浸出时发生如下反应:反应1:反应2:反应3:已知、,则反应2的平衡常数K=_。浸出过程中,溶液中Fe2+、Fe3+、总Fe的浓度随时间的变化关系如图所示。050min时间内,溶液中Fe3+的浓度随时间延长而逐渐增大的原因是_。(4)水热时需控制溶液pH在44.5之间,温度为80,写出水热反应中
2、Fe2+所发生反应的离子方程式:_。2(2022湖北荆州中学模拟预测)我国的钒资源非常丰富。钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物,其主要成分为VO2xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2.一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如图:已知:“酸浸”后VO2xH2O转化为VO2+1g20.3Cr(OH)3的Ksp近似值为110-30有关物质的溶解度(g/100gH2O)如表所示:温度/20406080100Na2Cr2O7183.6215.1269.2376.4415.0Na2SO419.548.845.343.742.5回答下列问题:(1)钒(V)在周期表中的位置_。(2
3、)滤渣的成分为_(填化学式),“氧化”生成,反应的离子方程式为_。(3)常温下,若“含Cr3+净化液”中c(Cr3+)=0.125molL-1,则“水解沉钒”调pH的范围是2.5_。(结果保留1位小数)(4)“溶液1”中含,加入H2O2后发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(5)“溶液2调pH”,所发生反应的离子方程式为_。(6)“多步操作”包括蒸发浓缩、_、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。(7)研究温度对Na2S2O8与H2O2的氧化-水解沉钒率的影响,得到如图所示结果。由图可知,分别采用Na2S2O8、H2O2进行“氧化”时,应选择的适宜温度分别是_、_。3(2022山西怀仁市第一中学
4、校模拟预测)分离回收软锰矿(含MnO2及少量FeO、CoO、NiO、SiO2)中的金属元素的工艺流程如下:请回答下列问题:(1)Fe、Co、Ni均位于元素周期表第_周期第_族。(2)滤渣1的主要成分为_。(3)氧化后,向溶液中加入足量Na2SO4可以将Fe3以铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12的形式除去,反应的化学方程式为_;反应后,溶液的pH会_ (填增大或减小)。(4)MnS投入量、pH、温度对Co2、Ni2的去除率影响分别如图a、图b、图c所示:已知:CoS、NiS的溶解度均随温度升高而增大。Ksp(CoS)=10-21,Ksp(NiS)=10-19。MnS的最佳加入量为_gL-1
5、;Co2完全沉淀时,c(Ni2)= _molL-1。最佳pH为_。从水解平衡、Ksp变化角度解释,温度高于75 时,Co2、Ni2去除率降低的原因是_。4(2022辽宁鞍山一中模拟预测)某学习小组研究电镀废水的无害化处理,以其中的COD (表示废水中有机物质的总量)、氰化物和Cr ()为主要净化目标。流程如下:(1)Fenton 氧化主要去除COD和氰化物,其中除氰化物的反应为:CN- +H2O2 CNO-+H2O;机理如下: 步骤一: H2O2 2HO步骤二: CN- +_CNO- +_请用合适的微粒符号补全步骤二的反应方程式,需配平_。(2)在实际工业生产中,Fenton 氧化这一步可通过
6、_来代替(填代号)A曝气B硫化沉淀C离子交换(3)在探究Fenton氧化的最佳条件时发现,随着n(Fe2+): n(H2O2 )和pH的变化,COD和氰化物的去除率如图一和图二所示: 最有利于该工艺过程的n(Fe2+):n(H2O2 )=_。请结合Fenton氧化机理阐述随pH的增大COD和氰化物的去除率下降的可能原因_。(4)已知还原步骤在酸性条件下进行,Cr ()发生还原反应的离子方程式为_。(5)若25C, KspCr(OH)3= 6.3 10-31,若调节pH为10, Cr3+是否沉淀完全?试通过计算加以说明_。(6)“膜过滤”步骤微粒过膜与拦截示意图如下:根据各种分离膜能达到的效果(
7、如下图),该过程可选择_膜(填代号)。A微滤B超滤C纳滤D反渗透5(2022重庆市育才中学模拟预测)硫酸铜晶体(CuSO45H2O)是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、电镀、饲料添加剂、催化剂、石油、选矿、油漆等行业,它易溶于水,难溶于乙醇。现用铜矿石(主要成分为CuS、Cu2S、CuS,杂质为Fe2O3、FeO、SiO2等)制备硫酸铜晶体,工业流程如图所示:已知:I“络合反应”中可形成配合物;II在该工艺条件下,生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示。氢氧化物开始沉淀的pH7.76.51.14.2沉淀完全的pH10.48.963.36.7回答下列问题:(1)关于上述流程,下列说法正确的是_(
8、填选项字母)A预处理时,用破碎机将铜矿石破碎成粒子直径1 nm的铜矿粉,其目的是提高反应速率和浸取率B“络合反应”中,高温可提高反应的速率C“蒸氨”时,产生的气体有污染,经一定浓度的硫酸吸收所得的溶液可作化肥D“一系列操作”中,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤(2)“反应I”后,过滤所得滤渣中含有S,写出其中Cu2S参与反应的离子方程式:_。(3)“中和”时利用加入的氨水调节溶液的pH,应控制的pH范围为_。(4)“络合反应”过程中,生成的化学方程式为_。(5)“一系列操作”中,使晶体从溶液中析出,可采取的操作有_(任写一条)。(6)晶体中所含结晶水通过重量分析法测定。主要步骤:a
9、称量;b置于烘箱中脱结晶水;c冷却;d称量;c重复bd至恒重;f计算。步骤e的目的是_。在受热时质量分数()随温度的变化情况如图所示:据此分析可知,若测得结晶水的含量偏低,则可能是因为受热后的晶体中存在_(填化学式)导致的结果。6(2022湖南省新化县第一中学模拟预测)某电镀污泥中含有镍(Ni)、Fe、Cu、Ca等金属化合物(主要以氢氧化物形式存在)及SiO2,从该电镀污泥中回收制备硫酸镍(NiSO4),具体流程如图所示。已知:加入有机萃取剂发生的反应为:nHX+Mn+MXn+nH+。(1)提高电镀污泥溶解速率的措施有_(写出两条)。(2)滤渣1的成分中有_。(3)电解中用惰性电极电解滤液,阳
10、极区溶液pH降低,其电极反应式为_,确定电解后Cu2+反应完全的实验操作是_。(4)Ksp(FeSO4)=9.910-16,若使溶液中c(Fe3+)110-5molL-1此时溶液中c(PO)至少_。(5)试剂Y为_,反萃取时发生反应的离子方程式为_。(6)此流程中可以循环利用的是有机相和_。7(2022辽宁沈阳三模)央视报道王者归“铼”:我国利用新技术发现并提纯了超级金属“铼”,其熔点高、耐磨、耐腐蚀,可用来制造航空发动机核心部件,有塑打破美国垄断。工业上用富铼渣(含)制得铼粉,其工艺流程如图1所示:回答下列问题:(1)铼()被称为类锰元素,与锰的价层电子结构相同,写出的价层电子排布式:_,已
11、知元素锰与徕为同族元素,研究发现锰的熔点明显高于铼的熔点,其原因可能是_。(2)酸浸相同时间,测得徕的浸出率与温度关系如图2所示,分析时铼的浸出率最高的原因是_;浸出反应中转化为两种强酸,请写出铼浸出反应的离子方程式_。(3)图3表示萃取液流速与铼吸附率关系。结合实际工业生产效益,萃取液流速宜选用的范围是_。(4)已知高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是_。(5)是酸性氧化物,与溶液反应的化学方程式为_。(6)整个工艺流程中可循环利用的物质有、_。8(2022江苏扬州中学三模)以、氨水、乙醇溶液为原料制备的纳米催化剂,可用于脱除废气中的。纳米催化剂的制备、催化氧化、再生可
12、表示为:(1)“反应”时温度不宜过高,原因是_。“反应”时生成,该反应的离子方程式为_。(2)实际加入量,原因是_。(3)“催化氧化”时,废气中主要被氧化成固体除去。温度低于时,生成的固体中砷含量会升高,原因是_。(4)“再生”时需除去纳米催化剂上的和少量,可采用在氮气氛围中加热分解的方法。已知:时催化剂上的完全升华,时催化剂上的完全分解为和。将处理过废气的纳米催化剂进行加热再生处理,加热到时,催化剂质量减轻了,加热到,催化剂质量又减轻了。计算废气中的含量是_。(写出计算过程)9(2022宁夏吴忠中学三模)Mn2O3是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量Fe3O4、F
13、eO、CoO、Al2O3)为原料制备Mn2O3的工艺流程如图。已知:25时相关物质的Ksp见下表。物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Co(OH)2Ksp110-16.3110-38.6110-32.3110-12.71.0910-15氢氧化氧锰(MnOOH)难溶于水和碱性溶液;“沉淀池”的条件下,Co2+不能被二氧化锰氧化。(1)向“沉淀池”中加入MnO2,MnO2的作用是_;(2)“滤渣1”的主要成分是_(填化学式);“滤渣2”的主要成分是_(填化学式)。(3)MnSO4转化为MnOOH的离子方程式为_。(4)MnSO4转化为MnOOH中“.实验操作”包含过滤、洗涤
14、、干燥。检验MnOOH是否洗涤干净,具体操作为_。(5)高纯度的MnOOH转化为Mn2O3的化学方程式为_。(6)在“沉淀池”中,滴加氨水调节溶液的pH,使溶液中铝、铁元素完全沉淀,则理论上pH的最小值为_(当溶液中某离子浓度c1.010-5molL-1时,可认为该离子沉淀完全)。10(2022广西一模)黄钠铁矾NaFe3 (SO4)2(OH)6是一种高效净水剂,Ni(OH)2可作为合成镍钴锰三元电极材料的原料,工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO、FeO、Fe2O3、MgO和SiO2)制备黄钠铁矾和Ni (OH)2,工艺流程如图所示。已知:次亚磷酸钠(NaH2PO2)具有还原性;亚磷酸(H3
15、PO3)是二元弱酸。回答下列问题:(1)下列说法正确的是_ (填标号)。A研磨粉碎的目的是增大反应速率B用浓硫酸可提高“酸浸”时的浸取率C过滤时用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒D“滤渣I”的主要成分为H2SiO3(2)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为:_;为 了证明加入的NaClO3已足量,可取“氧化”后的溶液,向其中加入_来检验(填标号)。a KSCN 溶液b K3Fe(CN)6溶液C酸性KMnO4溶液(3)“沉铁” 过程,控制不同的条件可以得到不同的沉淀,所得沉淀与温度、pH的关系如图所示(图中阴影部分表示的是黄钠铁矾稳定存在区域),若控制pH=2.5,沉铁的最佳温度范围为_;若
16、反应在低于40时进行,加碳酸钠偏多,则所得黄钠铁矾中混有的杂质是_。(4)“沉镁”是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,则Mg2+沉淀不完全,原因是_。若“沉镁”后溶液的pH=8.0,则此时Ni2+浓度约为_ molL-1 (已知:100.42.5,KspNi(OH)2=10-14.6)。(5)化学镀镍是金属表面镀镍的常用方法。以NiSO4和NaH2PO2为原料,在90的酸性溶液中镀镍,同时生成H3PO3。写出化学镀镍反应的离子方程式_。11(2022广西广西模拟预测)镍矿渣中主要含有Ni(OH)2和NiS,还有Fe、Cu 、Ca、Mg、Zn等元素的杂质,由镍矿渣制备碳酸镍的流程如下
17、: 已知:含镍浸出液中阳离子主要有Ni2+、Fe3+、Cu2+、Ca2+、 Mg2+、Zn2+。常温下,部分物质的溶度积常数如下表:难溶物NiSZnSCuSCaF2MgF2溶度积常数1.07 10-212.93 10-251.27 10-364 10-117.42 10-11请回答下列问题:(1)酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有_(任写一条)。(2)含镍矿渣浸取时, NiS与NaClO反应生成硫单质的离子方程式为_。(3)向含镍浸出液中加入Na2CO3的目的是完全沉淀Fe3+,则沉淀1的主要成分为_(填化学式)。(4)溶液1中加入NiS的作用是除去溶液中的Cu2+,反应的离子方程式为_。该反
18、应的化学平衡常数K=_(保留两位有效数字);若使用H2S气体替代NiS。其不足之处是_。(5)溶液2中加入NaF的作用主要是除去溶液中的_(填离子符号)(6)“除Zn2+”时,ZnSO4与有机萃取剂(用HA表示)存在以下过程: ZnSO4+4HA ZnA22HA+H2SO4,试分析“除Zn2+”时,锌的萃取率随料液pH的增大逐渐增大的原因:_。12(2022广东汕头三模)钛和钛的合金在航天领域有着广泛的应用,因而有“空间金属”之称;工业上用钛铁矿(主要成分为,含有、等杂质)为原料制备金属钛的工艺流程如下:已知:易水解生成不溶于水的;高温下钛易与N2、H2等反应。(1)钛铁矿酸浸前需要粉碎,其目
19、的是_。(2)“滤渣I”的主要成分为_;工业上用稀硫酸浸取时,温度不宜太高的原因是_。(3)钛铁矿与硫酸发生非氧化还原反应,生成强电解质,试写出该反应的离子方程式_。(4)写出高温下转化为的化学反应方程式_。(5)镁与,高温下反应制备粗钛时需加保护气,下列可作为保护气的是_(填标号)。a.H2 b.Ar c.CO2 d.N2(6)“粗钛”中含有Mg、,可采用蒸馏的方法分离得到,加热的温度范围_。熔点/648.87141667沸点/136.4109014123287(7)利用氧化还原滴定法可测定的含量。先取待测钛液用水释至,加过量铝粉。充分振荡,使还原为,过滤后,取无色滤液,向其中滴加23滴KS
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