【高考化学】重庆省2023届高考备考第一轮复习工业流程题提升练习(含解析).pdf
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1、【高 考 化 学】重 庆 省 2023届 高 考 备 考 第 一 轮 复 习 工 业 流 程 题 提 升 练 习 1.(2022重 庆 市 育 才 中 学 模 拟 预 测)硫 酸 铜 晶 体(CUSO46H2O)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、C112S、C u S,杂 质 为 FezCh、FeO、SiCh等)制 备 硫 酸 铜 晶 体,工 业 流 程 如 图 所 示:预 处 理 粉 碎 的 铜
2、矿 粉 M n C h+H 2 s 氨 水 氨 水 NH4HCO3已 知:I.“络 合 反 应”中 可 形 成 配 合 物 CU(NHJCC3;H.在 该 工 艺 条 件 下,生 成 氢 氧 化 物 沉 淀 的 p H范 围 如 下 表 所 示。氢 氧 化 物 Mn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3CU(OH)2开 始 沉 淀 的 pH 7.7 6.5 1.1 4.2沉 淀 完 全 的 pH 10.4 8.96 3.3 6.7回 答 下 列 问 题:(1)关 于 上 述 流 程,下 列 说 法 正 确 的 是(填 选 项 字 母)A.预 处 理 时,用 破 碎 机 将 铜 矿 石 破 碎
3、成 粒 子 直 径 1 m n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 第 1页/总 44页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“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
4、 节 溶 液 的 p H,应 控 制 的 p H范 围 为 o(4)“络 合 反 应”过 程 中,生 成 C u(NH J4CC3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.称 量;b.置 于 烘 箱 中 脱 结 晶 水;c.冷 却;d.称 量;c.重 复 b d 至 恒 重;f.计 算。步 骤 e 的 目 的 是。CuSO,-5H2O 在 受 热 时 质 量 分 数(3)随 温 度 的 变 化 情 况
5、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。2.(2022山 西 运 城 模 拟 预 测)银 被 广 泛 应 用 于 石 油 化 工、国 防、冶 金、电 子 等 多 个 行 业,为 缓 解 银 资 源 的 减 少、提 高 资 源 利 用 率,一 种 从 废 催 化 剂(含 Ni、NiO、CuO、FeO、MgO、ZnO、AI2O3等)中 提 取 银 并 回 收 多 种 有 价 金 属 的 工 艺 流 程 如 图 所 示:硫 酸 溶 液 Na2S 隙 鬻 NaF废
6、 催 化 剂 T 3 浸 卜 叶 碎 3 渡 f n警 斗 声 隹%-NiSO4溶 液 一 瞥 副-Ni滤 渣 1 滤 渣 2 滤 渣 3 电 解 余 液 足 量 o厂 癌 一 混 合 气 Cu。!ZnO已 知:常 温 下,K4Fe(OH)3=4x 10-38、KspAl(OH)3=lxlO-3 KspNi(OH)2=2xlOI5,溶 液 中 试 卷 第 2页,共 19页离 子 浓 度 W”1 0-5 m o i时 认 为 该 离 子 沉 淀 完 全;ZnO是 两 性 氧 化 物。回 答 下 列 问 题:(1)废 催 化 剂 需 预 先 球 磨,其 目 的 为。“酸 浸,时,硫 酸 溶 液 中
7、 所 含 H2s0 4溶 质 的 量 一 定、浸 出 时 间 和 温 度 相 同 时,液 固 比(液 固 比=鬻 鸿 察)与 锲 浸 出 率 的 关 系 如 图 所 示。当 液 固 比 大 于 4:1时 螺 浸 出 率 下 降 的 原 因 为 段 催 化 刑 1 页 M(3)将“焙 烧”所 得 混 合 气 通 入 水 中 可 制 得“酸 浸”液,反 应 的 化 学 方 程 式 为;用 CuO和 ZnO的 混 合 物 制 备 胆 研 的 方 法 为。(4)“转 化 H”所 得 滤 渣 2 的 化 学 式 为 _;若 滤 液 2 中 c(Ni2+)=0.2mol-L-,则 该 工 序 需 控 制
8、p H的 合 理 范 围 为。(5)滤 渣 3 的 主 要 成 分 的 电 子 式 为。(6)“电 沉 积”时,阴 极 材 料 最 适 宜 选 用,阳 极 的 电 极 反 应 式 为。3.(2022江 苏 扬 州 模 拟 预 测)锦 酸 锂(LiM%。,)是 一 种 锂 离 子 电 池 正 极 材 料。以 软 锦 矿 浆 液(含 MnC(2及 少 量 Fe、A l、N i、Z n、C o、C u等 的 氧 化 物)烟 气 脱 硫 吸 收 液 为 原 料,制 备 锯 酸 锂 的 流 程 如 下:(SO2H)2 等)NaOH Li2CO3含 硫 烟 气“浸 取”在 题 图 所 示 的 装 置 中
9、进 行,反 应 生 成 MnS。,SO?将 MnO2转 化 为 Mn“的 离 子 方 程 式 第 3页/总 44页为。S C)2局 部 过 量 会 产 生 MnSzOs,保 持 温 度、流 速、反 应 时 间、反 应 物 和 溶 剂 的 量 不 变,为 减 少 MnS?。的 产 生 可 采 取 的 措 施 是 含 硫 烟 气(SOz+Oz等)(2)“浸 取”液 除 杂 后 可 获 得 较 纯 的 MnSO4溶 液(重 金 属 离 子 质 量 浓 度 小 于 Img L)。重 金 属 离 子 质 量 浓 度(mg 匚 1)在 除 杂 中 的 变 化 如 下 表 所 示。已 知:Ca(OH)2的
10、价 格:3000元/吨;Na2s的 价 格:57500元/吨。大 量 使 用 Na2s会 造 成 污 染,实 验 的 滤 液 中 按 1 0mL L 用 量 添 加 Na2S溶 液 沉 淀 重 金 属。中 和 氧 化 液 的 p H在 5 6 之 间。浸 取 液 中 Fe?+沉 淀 完 全,需 要 p H大 于 9.离 子 Fe2+Fe”Al Ni2+Zn2+Co2tCu2+浸 出 液 1058.2 1131 56.87 41.23 20.58 18.69中 和 氧 化 液 3.51 6.23 54.26 37.67 18.32 17.89硫 化 后 液 0.43 0.89 0.59 0.13
11、 0.06 0.04请 设 计“除 杂”的 实 验 方 案:量 取 浸 取 液,得 到 较 纯 的 M nSOJ容 液。须 使 用 的 试 剂:Ca(OH%、0.06mol LT Na2s溶 液、空 气。为 确 定“锂 化”需 加 入 的 Li2cO3的 质 量,需 要 知 道 沉 镒 所 得 固 体 M n Q,、MnOOH和 Mn(OHL 中 M n元 素 的 质 量。若 LiC)3与 沉 锦 所 得 固 体 在 750。(2恰 好 完 全 反 应,则(L i2 cO J与”(M n Q j、”(MnOOH)和 w Mn(OH)2 需 要 满 足 的 关 系 为。试 卷 第 4页,共 19
12、页(4涸 相 法 制 备 LiMn/54的 实 验 过 程 如 下:将 高 纯 MnO?和 Li2cOj按 一 定 的 比 例 混 合 均 匀,控 制 温 度 为 75(TC使 其 充 分 反 应,两 者 恰 好 完 全 反 应 生 成 LiMn?。,和 气 体。纯 净 的%8 3 分 解 为 LiQ和 C0?的 温 度 为 723。而 固 相 法 制 备 LiMnQ,的 实 验 中,当 温 度 升 高 至 515%:时,便 产 生 CO?气 体,其 可 能 的 原 因 是。固 相 法 制 备 LiMn/X,的 实 验 中 产 生 的 气 体 有。用 沉 锦 所 得 固 体 制 备 LiM%。
13、”与 固 相 法 制 备 LiMn。的 相 比,其 优 点 为。4.(2022三 模)我 国 是 最 早 制 得 和 使 用 金 属 锌 的 国 家。一 种 以 锌 精 矿(主 要 成 分 是 ZnS,还 有 Fe3O4 CuO、PbCh等 杂 质)为 原 料 制 备 锌 的 工 艺 流 程 如 下:已 知:25 时 相 关 物 质 的 Ksp如 下 表:物 质 Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3 Mn(OH)2CU(OH)2Ksp5xl0 8 5xl0 7 1x10-382x 1013 2 x 1 0-2 0回 答 下 列 问 题:滤 渣 1的 主 要 成 分 除 过 量 MnCh外
14、,还 有 S 和(填 化 学 式)。“浸 出 时,MnO2氧 化 ZnS的 离 子 方 程 式 为。(2)“沉 铁”时,滴 加 氨 水 需 要 调 节 p H 最 低 为(残 留 在 溶 液 中 离 子 浓 度 S10,mokLT时,沉 淀 完 全)。(3)“萃 取,反 萃 取”时 发 生 的 反 应 是 M2+2HA(有 机 萃 取 剂)*MA2+2H+,有 机 萃 取 剂 可 以 分 离 ZnSO4和 MnSCU。实 验 室 进 行 萃 取 操 作 时,用 到 的 玻 璃 仪 器 有、写 出 反 萃 取 剂 X 的 化 学 式 o(4)“深 度 净 化”中 加 Zn的 目 的 是,(5)“
15、电 解 沉 积”过 程 中 阴 极 采 用 铝 板,阳 极 采 用 Pb-Ag合 金 惰 性 电 极,阳 极 的 电 极 反 应 式 为 第 5页/总 44页。“电 解 沉 积”后 的 溶 液 中 可 循 环 利 用 的 物 质 为 o5.(2022克 拉 玛 依 市 教 育 研 究 所 三 模)锌 是 一 种 应 用 广 泛 的 金 属。一 种 以 闪 锌 矿(主 要 成 分 为 Z n S,还 含 有 SiO2和 少 量 FeS、CdS、PbS杂 质)为 原 料 制 备 金 属 锌 的 流 程 如 图 所 示:稀 硫 酸。2、ZnO 锌 粉 浮 选 精 矿 滤 液 T 电 解 卜 锌 气
16、体 滤 渣 1 滤 渣 2 滤 渣 3相 关 金 属 离 子 c(Mn+)=0.1mol L 形 成 氢 氧 化 物 沉 淀 的 p H范 围 如 表:金 属 离 子 Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+开 始 沉 淀 的 pH 1.5 6.3 6.2 7.4沉 淀 完 全 的 pH 2.8 8.3 8.2 9.4回 答 下 列 问 题:(1)焙 烧 过 程 中 主 要 反 应 的 化 学 方 程 式 为 o(2)滤 渣 1的 主 要 成 分 除 SiCh外 还 有。(3)氧 化 除 杂 工 序 中 通 入 氧 气 的 作 用 是 _,Z nO的 作 用 是 _。(4)溶 液 中 的 Cd?+可
17、用 锌 粉 除 去,还 原 除 杂 工 序 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为。为 什 么 不 能 省 去“还 原 除 杂”步 骤,直 接 在“氧 化 除 杂”步 骤 中 除 去 Cd2+一。(5)电 解 硫 酸 锌 溶 液 制 备 单 质 锌 时,阴 极 的 电 极 反 应 式 为;沉 积 锌 后 的 电 解 液 可 返 回 工 序 继 续 使 用。(6)改 进 的 锌 冶 炼 工 艺,采 用 了“氧 压 酸 浸”的 全 湿 法 流 程,既 省 略 了 易 导 致 空 气 污 染 的 焙 烧 过 程,又 可 获 得 一 种 有 工 业 价 值 的 非 金 属 单 质,“氧 压 酸 浸”中
18、 发 生 的 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式 为。6.(2022四 川 成 都 三 模)工 业 上 以 金 焙 砂 酸 浸 液(主 要 成 分 为 Fe2(SO4)3和 FeSCU,忽 略 其 它 杂 质)与 硫 铁 矿(主 要 成 分 为 FcS2,忽 略 其 它 杂 质)为 原 料 制 备 FesCU的 流 程 如 下:试 卷 第 6页,共 19页回 答 下 列 问 题:(I)硫 铁 矿 和 金 焙 砂 酸 浸 液 反 应 的 离 子 方 程 式 为。还 原 时 间 与 Fe?+还 原 率 的 关 系 如 图 甲 所 示,则 最 佳 还 原 时 间 为 a=小 时,理 由 是。甲(
19、2)操 作 I为、过 滤、洗 涤、干 燥。(3)“溶 解”并 恢 复 室 温 后,若 溶 液 中 c(Fe2+)=2mol-L,为 防 止 Fe?+沉 淀,加 C a O 调 p H 最 高 为 b=(已 知 K*pFe(OH)2=8xl0 6,|g5 取 0.7)。(4)加 N a O H 调 p H 时,p H 与 悬 浊 液 中 n(Fe+)n(Fe2+)的 关 系 如 图 乙 所 示,则 调 p H 为 c=.(填 具 体 值),向 调 p H 后 的 溶 液 中 通 入 空 气 的 目 的 是 第 7页/总 44页4.00.5-;:O-;-=-:-7 8 9 10 1 1 12pH乙
20、(5)磁 分 离 后 所 得 副 产 物 是 一 种 盐,可 用 作 建 筑 材 料,其 化 学 式 为。7.(2022 安 徽 模 拟 预 测)废 旧 锂 离 子 电 池 阴 极 材 料 回 收 再 利 用,在 节 约 能 源 方 面 具 有 重 要 的 意 义。一 种 LiCoO?阴 极 材 料 回 收 再 利 用 的 工 艺 流 程 如 图 所 示。H,C2O4CoC2O4 Li2co3回 答 下 列 问 题:(1)滤 渣 I的 成 分 为 Al、CoO,“酸 洗”的 主 要 作 用 是。(2)滤 渣 H 的 成 分 为 LiCoCh、CoO,“酸 浸”发 生 的 氧 化 还 原 反 应
21、 的 化 学 方 程 式 为 o(3)当 金 属 阳 离 子 浓 度 小 于 1.0 x10-5 mol-L 时 沉 淀 完 全,AF+恰 好 完 全 沉 淀 时,溶 液 的 p H 为;反 应 AI3+3NH3H2O*Al(OHR+3 NH;的 平 衡 常 数 K。已 知:(NH3-H2O)=2.0 x IO-5,lg5=0.7,25。(:时,K W A1(OH)3=5.0 x 10-33(4)CoC2O4和 Li2cCh可 在 空 气 氛 围 中 焙 烧 重 新 得 到 LiCoCh,发 生 的 总 化 学 反 应 方 程 式 为;一 般 要 求 LiCoCh杂 质 含 量 极 低,检 验
22、 LiCoCh中 Na2cCh是 否 洗 涤 干 净 的 方 法 是 试 卷 第 8页,共 19页8.(2022 湖 北 模 拟 预 测)纳 米 氧 化 锌 作 为 一 种 新 型 功 能 材 料,在 橡 胶、涂 料、陶 瓷、防 晒 化 妆 品 等 领 域 广 泛 应 用.以 某 烟 道 灰(主 要 成 分 为 Z n O,另 外 含 有 少 量 Fe2()3、CuO、SiO2,M nO等)过 量 为 原 料 制 备 纳 米 ZnO的 流 程 如 图 所 示。已 知 常 温 时 K C uS)=6x IO36,Ksp(ZnS)=3x 1(J2 回 答 下 列 问 题:(2)调 p H加 入 的
23、 X 可 能 是,相 关 的 离 子 方 程 式 包 括:Fe3+3HqU Fe(O H)3+3H-,_(3)写 出 氧 化 过 程 中 生 成 MnO(OH)2的 离 子 方 程 式:(4)除 铜 原 理 为 ZnS(s)+Cu2*(aq)UCuS(s)+Zn2+(叫),该 反 应 的 平 衡 常 数 K=草 酸 锌 晶 体(Z n C q,2 H q)加 热 过 程 中 固 体 质 量 随 温 度 的 变 化 情 况 如 图 所 示 质 量/g 图 中 A 转 化 为 B 的 过 程 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 实 验 室 中 证 明 得 到 的 ZnO是 纳 米 材
24、料 的 方 法 是 9.(2022 湖 南 模 拟 预 测)铁、钻、银 是 第 四 周 期 第 V W 族 元 素,称 为 铁 系 元 素,其 合 金 及 化 合 物 在 生 产、生 活 中 应 用 广 泛。以 含 钻 银 废 料(主 要 成 分 为 C 0Q 3、N iO,还 含 少 量 F e q,、BaO和 Si。?)为 原 料 制 备 碳 酸 钻(COCO,)和 硫 酸 银(N iSO,)的 工 艺 流 程 如 图。第 9页/总 44页已 知:常 温 下,KspCo(OH)2=2xlO-15,请 回 答 以 下 问 题:“滤 渣 I”的 主 要 成 分 是。(2)“酸 浸”时 发 生
25、氧 化 还 原 反 应 的 离 子 方 程 式 是,生 产 过 程 中 发 现 实 际 消 耗 HzO?的 量 大 于 理 论 值,主 要 原 因 可 能 是。(3)“调 pH”过 程 中 生 成 黄 钠 铁 矶 沉 淀,该 反 应 的 离 子 方 程 式 为。(4)已 知“萃 取”和“反 萃 取”可 简 单 表 示 为 2HX+Ni?+枳 篝 TNiX?+2H+。则 在 萃 取 过 程 中 加 入 适 量 氨 水,其 作 用 是 o“反 萃 取”需 要 往 有 机 层 中 加 入(填 试 剂 名 称)。若“溶 液 X”中 c(Co2+)=0.02moll)贝 i j“沉 钻”过 程 的 具
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