2023届高考化学一轮专题训练——工业流程题.pdf
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1、2023届高考化学一轮专题训练一工业流程题1.(2 0 2 2四川巴中模拟预测)我国稀土资源丰富,其中二氧化铀(C e C h)是一种重要的稀土氧化物,具有吸收强紫外光线的能力,可以用于光催化降解有机污染物,利用氟碳铀矿(主要成分为C e C O s F)制备C e O2的工艺流程如下:(l)C e C C h F其中C e 元 素 的 化 合 价 为。(2)“焙烧”过程中可以加快反应速率,提 高 焙 烧 效 率 的 方 法 有(写出一种即可)。(3)操作所需的玻璃实验仪器有烧杯、o(4)上述流程中盐酸可用硫酸和H 2 O 2 替换,避免产生污染性气体CL,由此可知氧化性:C e O2 H 2
2、 O 2 (填“”或 V”)。(5)写出“沉铺”过 程 中 的 离 子 反 应 方 程 式。若“沉铺”中,C e 3+恰好沉淀完全 c(C e 3+)为 1.O xl O-S m o l-L-1,此时溶液的pH为 5,则溶液中c(H C O;,)=_ _ _ _ _ _ m o l-L-(保留2位有效数字)。已知常温下:H2CO,Ce2(co3),Kd|=4.3 x1 0-7 dKi =5.6 x1 0-SKpn=1.0 xl 0-2 8(6)C e 4+溶液可以吸收大气中的污染物N O x,减少空气污染为例)。凡、/入/七、H2O1H+、_J n 该反应中的催化剂为一NO2该转化过程中还原剂
3、与氧化剂物质的量之比为_ _ _ _o 2.其转化过程如图所示(以N O?_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(写离子符号);(2 0 2 2 广东深圳一模)钾离子电答案第2 6 页,共 4 5 页池以其优异的性能成为替代理离子电池的一种选择,该电池的负极是由钾嵌入石墨中构成,正极主要含KzNiFeO4、铝箔、醛类有机物等。从某废旧钾离子电池中回收部分材料的流程如下:KOH溶液废旧钾离子电池已知:I.放电时负极的电极反应式为K q-x e =C6+xK+;I I.常温下,K/F e lO H b 4x10-38,当溶液中某离子浓度低于ix io fm。.时,认为该离子己沉淀完全。
4、回答下列问题:(1)废 旧 电 池 放 电 处 理 的 原 因 为。(2)“碱浸”时 发 生 的 化 学 反 应 方 程 式 为。已知KzNiFeO”中的铁为+3价,则“酸溶”时 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式 为;该工序中温度需控制在40的原因为 o(4)若最终调节p H=3,则所得母液中的Fe3+(填“己”或“未”)沉淀完全。(5)实验室中从“反萃取”所得混合液中分离出NiSO4溶 液 的 操 作 名 称 为。(6)废旧钾离子电池放电处理并拆解后,从负极得到石墨,其结构如图。石墨两层之间最近碳 原 子 间 距 远 大 于 层 内 最 近 碳 原 子 间 距 的 原 因 为;设阿伏加
5、德罗常数的值为NA,则石墨晶体密度为 g-cm-“列式即可)。(2022.重庆.模拟预测)硒和硅及其化合物应用广泛。工业上。从阳极泥 主要含硒化亚铜(CsSe)和磁化亚铜(C s T e),回收硒和蹄的流程如下:FeSO4NajCO,已知:25知时,亚知酸(HzTet%)的&i=lxl0-3,Ka2=x lQ(1)要让阳极泥得到充分焙烧,所采取的措施是.(写一条即可)。(2)浸取是在8 0下进行,而不在常温下进行的目的是;“还原”这一步的目的是(3)在实验时过滤所需要的玻璃仪器有.(4)“焙烧”时,C u je参加反应的化学方程式为(5)滤渣与H2O2、稀硫酸反应生成CuSO 的离子方程式为.
6、(6)常温下,N aH TeO:溶液的pH.7(填或“=),理由是4.(2022山东泰安三模)氧化铀(CeO。是一种广泛应用的稀土氧化物。现以氟碳铀矿(含CeFCX V BaO、SiO?等)为原料制备氧化铀,其工艺流程如图所示;空气氟碳 稀 H2s0“L 滤渣A钵矿:一 焙烧一烧渣步骤含Ce场*滤液i)硫 胭 含F-滤液ii)Na;SO4步骤i)NaOHL沉淀B愉ii)稀盐含酸 ce”滤N液H4HC*0,C q g),灼烧-CeO步骤已知:答案第28页,共45页稀土离子易与s o:形成复盐沉淀.C e3+和 S O;发生反应 C e2(S O4)3+N a2S O4+H2O =C e2(S O
7、4)3-N a2S O4-n H2O J ;硫胭:HN-1-N H具有还原性,酸性条件下易被氧化为(S C N 2 Ha)?;C d+在空气中易被氧化为C e *。回答下列问题:(1)焙烧时,为了提高焙烧效率,可 采 取 的 措 施 有(任 写 一 条)。(2)C e F C C S 中 C e 元素的 化 合 价 为,滤渣A的主要成分是 o(3)焙烧后加入稀硫酸浸出,C e 的浸出率和稀硫酸浓度、温度有关,其关系如图所示,应选择 的 适 宜 的 条 件 为,硫酸浓度过大时,浸 出 率 降 低 的 原 因 是。)%10080604020即出率0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.
8、5 4.0 c(H+)/molL-(4)加入硫胭的目的是将C e f 还原为C e,+,反 应 的 离 子 方 程 式 为。(5)步骤加入盐酸后,通常还需加入H q?,其 主 要 目 的 为。(6)步骤的离子方程式为 o5.(2 0 2 2 辽宁沈阳模拟预测)N i 2 O 3,又称为氧化高银,可用于电子元件和高能量电池的制造。工业上用含N i 的废料(杂质含少量F e)制备N i2O3的工艺流程如下:请回答下列问题:(1)酸浸时需将含锲废料粉碎,目的是。(2)某实验小组用0.1 m o l-L1的盐酸浸出银。绘制了如下两图:ooooooO7654321就字湎B图/%6420899998癞冬前
9、E-悌、求0.5 1.0 1.5 2.Q 25 3.0浸出时间/day不同固液比对保浸出率的影响图一可知,固液比与锲浸出率的关系是30 40 50 60 70 80 90温度/图二由图二可知,酸 浸 时 合 适 的 浸 出 温 度 是 C;温度过高,锲的浸出率下降,其原因:(3)加入适量H2 O 2 溶 液 发 生 的 离 子 反 应 为,滤 渣 的 主 要 成 分 是。(4)写出流程中第2个氧化过程中反应的离子方程式 o(5)上述反应制出的N i z C h,可用于银氢电池的原料,在碱性条件下,银氢电池的反应为3 N i2O3+L a N i5H6+3 H2O!|=i L a N i5+6N
10、 i(O H),o 该电池放电时,负极附近 pH(填“增大”、“减小”、不变”);该电池充电时,阳极的电极反应式为 o6.(2 0 2 2 海南三亚模拟预测)在印染工业中,连二亚硫酸钠(N a 2 s 2。4)能使染好的布褪色,也能使布重新染色,故俗称保险粉。实验室模拟工业生产保险粉的工艺流程如图所示:Z n(O H)2N a2s 2 O 4 固体已知:N a 2 s,O4为白色固体,易溶于水,难溶于乙醇,在空气中极易被氧化,在碱性介质中稳定。(1)工业上获得锌粉的方法为:将锌块加热熔化得到锌液,向锌液中不断鼓入C O?气体,冷却后可获得锌粉。鼓入C O?气体的目的除了防止氧化外,还有一。(2
11、)在步骤I 中,控制反应温度比较适宜的方法是 加热(填“水浴”“油浴”或“砂浴”)。答案第30 页,共 4 5 页(3)己知:Zn(OH)z与 Al(OH)3性质相彳以,当 pH 大 于 10.5时开始溶解,写出步骤H 中碱性较强时Zn(OH)2溶解的离子方程式:。(4)己知:水溶液温度低于52时 Na2sO 以Na,S2O4-2H2O 形态结晶,碱性溶液中温度高于5 2 c 时Na2S2O4-2H2O 脱水成无水盐。步骤H I的操作过程为:在无氧减压的环境中,将 N a2sq4碱性溶液于60左右蒸发至有大量晶体析出,趁热过滤、洗涤、减压干燥。趁 热 过 滤 的 目 的 是;操作中常选用无水乙
12、醵洗涤,其优点是、O(5)Na2S2O4碱性溶液与AgNO,溶液反应有纳米银生成,该反应能用于Na2S2O4的纯度测定。若 10mL0.01molL Na凡 04碱性溶液与20mLOOlmol-JA gN O,溶液恰好完全反应,则该反 应 的 离 子 方 程 式 为。7.(2022福建莆田三模)伯钉催化剂是甲醇燃料电池的阳极催化剂。一种以钉矿石 主要含Ru(CO),还含少量的FeO、MgO、RuO、CaO、S Q 为原料制备钉(R u)的流程如图。回答下列问题:Na2sOj(aq)滤渣(804)6(01 MgFs)滤液 1 滤液2 G(1)Na2Fe4(SO4)6(OH)2 中 Fe 的化合价
13、为(2)“酸浸”时,Na2sO的作用是。“滤渣”的主要成分有S。和(填化学式)。“酸浸”中钉的浸出率与浸出温度、pH 的关系如图所示,“酸浸”的最佳条件是(3)“除铁”的离子方程式0.5 1 0 1.5 2.0 2.5 XPH出浸oooooO0864211钉的浸出率/%35 65浸出温度/C8002008642钉的浸出率/%为 o (提示:I molN aClO?参与反应,转移6m oi电子)(4)从“滤液2”中可提取一种化肥,其电子式为 o(5)“灼烧”时通入A r的作用是。8.(2022黑龙江绥化模拟预测)废催化剂(含WO3、AbCh、MoO3、FeO)为原料制备(N H 4)2WCU的工
14、艺流程如图所示。II盘 空 气I为0 含铜除铝剂 I稀硫酸 叔胺 氨水髓钠化焙烧4 1水1浸 出 悯 平 有|笆酸盐溶冬卜(N H4)2W O4I I T黑 色 浸 出 渣 富铜铜渣 叔胺已知:钠化焙烧后鸨铜的存在形态为W 0;和M o o r;MoS;在化学反应中主要表现S2-的性质,受热易分解生成MoS3和S”,其中MoS3易溶于热水和Na2s溶液中;pH=23 时,W O:会聚合成(H 2Wi2O40)6-。回答下列问题:(1)“钠化焙烧”时W 03发生反应的化学方程式为一。(2)浸出液的主要成分有NaAKh、一、;浸出渣的主要成分为一o(3)将石灰乳加入鸨酸钠碱性溶液中可得到鸽酸钙,已
15、知某温度时,K w(CaW04)=lxlO-i。,K血Ca(OH)2=4xlO-7,当溶液中W 0;恰好沉淀完全(离子浓度等于lO-Smol L1),溶液中c(O H)=o(4)如图为“硫化除铜”过程中,各物质的去除率与温度的关系。加入硫化剂NaHS溶液可将钥最终转化为MoS;,加入的除铝剂中含有C F+,其中CM+的作用是一;温度升高,除铝率升高而除旬率降低的原因是(5)叔胺(R3N)萃取鸨的过程中,胺与硫酸形成胺盐KRNHbSCM后才能萃取金属配合阴离子,反应方程式如下:5gNH)2so4+2(H2WI2O40)&+2H+=2(R3N H)5H(H 2Wi2O40)+5SO:,加入氨水进行
16、反萃取时,答案第3 2页,共4 5页发生的反应无化合价变化,其化学方程式为一。9.(2 0 2 2湖北武汉模拟预测)六氟睇酸钠(N a S b R)是一种新开发的锌的精细化工产品,主要用于有机合成、光化学反应、半导体刻蚀等.中南大学的杨天足教授提出了一种在水溶液中由锦白(主要含S b Q:、S i O2 H F F e203,C u O 等)合成六氟睇酸钠的工艺流程如图所示:NaOH溶 液Na2s q 3溶液 CuSO插 液H/D2浓NaOH溶液 氢氟酸睇白一*(r 市氟含冲对乙一|K杂卜转化 卜 N a S b O y 3 H氟花一|蒸可.彳晶a NaSbF-T-Na2s的溶液 LT-过据F
17、e2OffflCuO CuSflCu(OH)2已知:S b Q s 的性质与A L O,类似;S b 凡 可溶于N a 2 s 溶液;N a S b O,J H Q 晶体难溶于水。请回答下列问题:(l S b 在 元 素 周 期 表 中 的 位 置 是,属于_ _ _ _ _ _ 区元素(2)“碱浸、还原”时,S b/):;发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为;若S b Q s 与N a 2 s Q j 反应计量关系为2:1,则氧化产物为“除杂”时,当溶液中出现蓝色沉淀,立即停止加入C u S O,溶液,测得此时溶液的pH=12,则此时溶液中残留的c)=结果保留两位有效数字,常温下,K
18、s p(C u S)=6.3x I O*,K s pC u(O H)2=2.1x l(X20(4)“转化”时控温约80的原因是(5)“氟化”中 发 生 的 反 应 化 学 方 程 式 为,此过程不能选择玻璃仪器,是因为(6)氟睇酸化学式为H S b R,酸性比纯硫酸要强2x l(y 9倍,称为超强酸,其与HF作用生成H2F+S b ,H2F+离子的空间构型为10.(2022湖南省澧县第一中学三模)由难溶性磷酸锂渣(主要成分为L i 3P o4)为原料制备电池级L i 2c03的流程如下:磷 酸 锂 渣 一H 溶 解 除 磷|除 钙|沉 淀|碳 酸 锂 已知:L i 2c。3在不同温度下的溶解度
19、:0 1.54g,20 1.33g,90 0.78g。碳酸锂:水溶液煮沸时容易发生水解。(1)溶解除磷。将一定量磷酸锂渣与C a C L 溶液、盐酸中的一种配成悬浊液,加入到三颈烧瓶中(装置如图),一段时间后,通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤,得到L i C l溶液。L i 3P。4转化为L i C l 和 C a H P 04的离子方程式为。(2)除钙。通过离子交换法除去溶液中C a 2+。若要使后续得到的L i 2cO 3中不含C a C 03(设沉淀后溶液中L i+浓度为0.1 r nol-L ),需控制除钙后溶液中c(C a2+)2.8x 1 O-9(3)制备L i 2c
20、O 3。向除杂后的L i C l 溶液中加入N 235萃取剂(50%三辛癸烷基叔胺与50%,异辛醇的混合液),边搅拌边向混合液中通C C h,过滤洗涤得到L i 2c03。方法能制得L i 2c03的原因是。检验滤渣是否洗涤完全的实验方法是 o(4)若粗品碳酸锂中含少量难溶性杂质,为获得较高产率的纯L i 2co3,请补充完整实验方案:向粗品L i 2 c C h 中加水,按一定速率通入C 0 2,边通边搅拌,o (已知:L i H C C h 受热易分解;实验过程中L i 2 c C h 转化速率与时间的关系图如图所示。)人体必须的微量元素之一,海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。在实验
21、室中,从海藻里提取碘的流程如图:答案第3 4 页,共 4 5 页海藻灼烧海藻灰浸泡海藻灰悬浊液含r的溶液ii i氧化剂残渣含U的水溶液含1 2的有机溶液I碘单质(1)上述过程中步骤i实验操作的名称:o(2)步骤i i中,氧化剂可使用C 1 2,从原子结构角度说明理由一。当C 1 2过量时,会有1 0、产生,用离子方程式表示这一变化一。r转化率r的转化率受外界因素的影响如图所示。图1中,p H=7时r转化率几乎为0,结合离子方程式解释原因:图2中,T 2后r的转化率明显减小,可能的原因是一o1 2.(2 0 2 2安徽蚌埠模拟预测)铳是一种稀土金属元素,在国防、航天、核能等领域具有重要应用。氯化
22、铳(S c C 1 3)是一种可溶于水的灰白色固体,是制备铳的重要原料。工业上利用固体废料赤泥”(含有F e 2 O 3、S i O 2、S C 2 O 3、T i O 2等)制取S c C b,请结合流程回答以下问题:氨水 草酸赤泥草 酸 铳 晶 体,空 气Se2(C2O4)3-6H2O 加热滤渣1 滤渣2S?。3 m H s e C K已知1:T i C h难溶于盐酸。KM SC(O H)3=l.O x 1 0-3 ,K M F e(0 H)3 =1 .O x 1 O-3 8(1)滤 渣1的 主 要 成 分 是(填 化 学 式)。(2)“酸浸”时温度过高,酸浸速率反而减慢,其原因是。(3)
23、常温下,“调p H”时,溶液中c(S c 3+)=0.0 0 1 mol LT,为除去杂质离子,应控制的pH范围是(当 溶 液 中 某 离 子 浓 度c W l.O x 1 0-5mol-L-H J ,可认为该离子沉淀完全)。(4)已知 K a/(H2c2O4)=a,K 2(H2c2CU)=b,SC2(C2O4)3=C“沉铳”时,发生反应:2Sc3+3H 2c2O4=SC2(C2O4)3+6H+,此反应的平衡常数K=(用含a、b、c的代数式表示)。(5)“加热氯化”过 程 中 排 出 的 气 体 主 要 有(填化学式)。(6)传统制备ScCI3的方法是先得到SCC 13-6H2O沉淀,再高温脱
24、水得ScCb,但通常含有ScOCl杂质,原因是。_ ”(剩余固体)(7)草酸铳晶体SC2(C2O4)3-6H2O在空气中加热,mj叩始固体j%随温度的变化情况如下图所示。250时,晶 体 的 主 要 成 分 是(填化学式),55085 0 C,反应的化学方程式为 o (已知 SC2(C 2 O 4)3-6H2O 的摩尔质量为 462g-mol1)(及画图函F)(及回年福)、(2022河北邢台模拟预测)硫酸法生产钛白粉的过程中产生大量废酸,酸度高且含有大量的SO:、F e、少量Fe?+和微量A l t Mn2+,我国某大学按图工艺将其综合处理后制成产物1、产物2(施氏矿物)、产物3(生物炭负载零
25、价铁磁性复合材料),并将产物2和产物3应用于处理其它废水,达到以废治废的目的。石灰浆液HQ,溶液jNaOH溶液钛 白 废 酸-初步中和谑液1化学矿化港液2完全中和-还原焙烧 T产物3产物1产物2滤液3该工艺生产条件下,溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全的p H见下表。金属离子Fe“Fe3+Al3+Mn2+开始沉淀的PH7.53.04.06.0沉淀完全卜=10 x10-5m oi.)的pH9.53.94.97.7答案第3 6页,共4 5页已知:施氏矿物:Fe8O8(OH)6SO4,一般呈球形或者椭圆形,表面具有长度不等的针状毛刺,具有较大的比表面积,疏松,呈网状结构。生物炭负载零价铁磁性复合材料:
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