工艺流程综合题--2024年高考真题和模拟题化学好题汇编含答案.pdf
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1、水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢工艺流程综合题工艺流程综合题考点考点工艺流程综合题工艺流程综合题1(20242024 浙江6 6月卷)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的利用有火法和电解法等。已知:PbCl2(s)热水冷却 PbCl2(aq)HCl H2PbCl4;电解前后ZnS总量不变;AgF易溶于水。请回答:(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,PbS中硫元素体现的性质是(选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为 PbCl42-,写出
2、该反应的化学方程式;从该反应液中提取PbCl2的步骤如下:加热条件下,加入(填一种反应试剂),充分反应,趁热过滤,冷却结晶,得到产品。(2)下列说法正确的是。A.电解池中发生的总反应是PbS=Pb+S(条件省略)B.产物B主要是铅氧化物与锌氧化物C.1mol化合物C在水溶液中最多可中和2molNaOHD.ClF的氧化性弱于Cl2(3)D的结构为(X=F或Cl),设计实验先除去样品D中的硫元素,再用除去硫元素后的溶液探究X为何种元素。实验方案:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后;写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式。2(20242024 安徽卷)精
3、炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程,如下图所示。1水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢回答下列问题:(1)Cu位于元素周期表第周期第族。(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是。(3)“浸取2”步骤中,单质金转化为HAuCl4的化学方程式为。(4)“浸取3”步骤中,“浸渣2”中的(填化学式)转化为 Ag S2O323-。(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为。“电沉积”步骤完成后,阴极区溶液中可循环利用的物质为(填化学式)。(6)“还原”步骤中,被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为。(7)Na2S2O
4、3可被I2氧化为Na2S4O6。从物质结构的角度分析S4O2-6的结构为(a)而不是(b)的原因:。3(20242024 湖北卷)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐 Be3Al2SiO36中提取铍的路径为:已知:Be2+4HABeA2(HA)2+2H+回答下列问题:(1)基态Be2+的轨道表示式为。(2)为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态,冷却过程的特点是。(3)“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,观察到的现2水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢象是。(4)写出反萃取生成Na2Be(OH)4的化学方程式。“滤液2”可
5、以进入步骤再利用。(5)电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠的主要作用是。(6)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物,4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点,且每个Be的配位环境相同,Be与Be间通过CH3COO-相连,其化学式为。4(20242024 甘肃卷)我国科研人员以高炉渣(主要成分为CaO,MgO,Al2O3和SiO2等)为原料,对炼钢烟气(CO2和水蒸气)进行回收利用,有效减少了环境污染,主要流程如图所示:已知:KspCaSO4=4.910-5KspCaCO3=3.410-9(1)高炉渣与 NH42SO4经焙烧产生的“气体”是。(2)“滤渣”的主要成分是Ca
6、SO4和。(3)“水浸2”时主要反应的化学方程式为,该反应能进行的原因是。(4)铝产品NH4Al SO4212H2O可用于。(5)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示,沿x轴方向的投影为图乙,晶胞底面显示为图丙,晶胞参数ac,=90。图丙中Ca与N的距离为pm;化合物的化学式是,其摩尔质量为Mgmol-1,阿伏加德罗常数的值是NA,则晶体的密度为gcm-3(列出计算表达式)。3水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢5(20242024 河北卷)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产
7、生气体污染物等优点。工艺流程如下。已知:i石煤是一种含V2O3的矿物,杂质为大量Al2O3和少量CaO等;苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。高温下,苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐;室温下,偏钒酸钙 Ca VO32和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题:(1)钒原子的价层电子排布式为;焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为,产生的气体为(填化学式)。(2)水浸工序得到滤渣和滤液,滤渣中含钒成分为偏钒酸钙,滤液中杂质的主要成分为(填化学式)。(3)在弱碱性环境下,偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为;CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为;浸取后低浓度的滤
8、液进入(填工序名称),可实现钒元素的充分利用。4水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为(填化学式)。(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为(填序号)。a延长沉钒时间b将溶液调至碱性c搅拌d降低NH4Cl溶液的浓度6(20242024 江苏卷)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。(1)钕铁硼在空气中焙烧转化为Nd2O3、Fe2O3等(忽略硼的化合物),用0.4molL-1盐酸酸浸后过滤得到NdCl3溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率浸出液中某元素的物质的量某元素的总物质的量100%随浸取时间变化如图所示。含
9、铁滤渣的主要成分为(填化学式)。浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是。(2)含铁滤渣用硫酸溶解,经萃取、反萃取提纯后,用于制备铁酸铋。用含有机胺(R3N)的有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的Fe2SO43溶液,原理为:R3NH2SO4+Fe3+SO2-4+H2O 萃取反萃取H+R3NH2Fe OHSO42(有机层)已知:R3NH2SO4+H+HSO-42 R3NHHSO4其他条件不变,水层初始pH在0.20.8范围内,随水层pH增大,有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是。反萃取后,Fe2SO43经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原
10、子数目比N Fe:N Bi=。(3)净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。向NdCl3溶液中加入 NH42CO3溶液,Nd3+可转化为Nd OHCO3沉淀。该反应的离子方程式为5水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢。将8.84mgNd OHCO3(摩尔质量为221gmol-1)在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550600时,所得固体产物可表示为NdaObCO3c,通过以上实验数据确定该产物中n Nd3+:n CO2-3的比值(写出计算过程)。7(20242024 山东卷)以铅精矿(含PbS,Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流
11、程如下:回答下列问题:(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为 PbCl42-和 AgCl2-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生(填化学式)。(2)将“过滤”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为。(3)“还原”中加入铅精矿的目的是。(4)“置换”中可选用的试剂X为(填标号)。A.AlB.ZnC.PbD.Ag“置换”反应的离子方程式为。(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,
12、用作(填“阴极”或“阳极”)。8(20242024 湖南卷)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:6水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢已知:当某离子的浓度低于1.010-5molL-1时,可忽略该离子的存在;AgCl s+Cl-aq AgCl2-aqK=2.010-5;Na2SO3易从溶液中结晶析出;不同温度下Na2SO3的溶解度如下:温度/020406080溶解度/g14.426.137.433.229.0回答下列问题:(1)Cu属于区元素,其基态原子的价电子排布式为;(2)“滤液1”中含有Cu2
13、+和H2SeO3,“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为;(3)“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的NaCl:在“氧化酸浸”工序中,加入适量NaCl的原因是。在“除金”工序溶液中,Cl-浓度不能超过molL-1。(4)在“银转化”体系中,Ag SO323-和 Ag SO335-浓度之和为0.075molL-1,两种离子分布分数 Ag SO323-=nAg SO323-nAg SO323-+nAg SO335-随SO2-3浓度的变化关系如图所示,若SO2-3浓度为1.0molL-1,则 Ag SO335-的浓度为molL-1。(5)滤液4中溶质主要成分为(填化学式);在连续生产的模式下
14、,“银转化”和“银还原”工序需在40左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是。9(20242024 黑吉辽卷)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为7水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:回答下列问题:(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为(填化学式)。(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为。(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成(填化
15、学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。(4)“培烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“培烧氧化”,“细菌氧化”的优势为(填标号)。A.无需控温B.可减少有害气体产生C.设备无需耐高温D.不产生废液废渣(5)“真金不拍火炼”,表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为。(6)“沉金”中Zn的作用为。(7)滤液经H2SO4酸化,Zn(CN)42-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为。用碱中和HCN可生成(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。10(20242024 全国甲卷)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣
16、中提取钴的一种流程如下。注:加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5molL-1,其他金属离子不沉淀,即认为完全分离。已知:Ksp(CuS)=6.310-36,Ksp(ZnS)=2.510-22,Ksp(CoS)=4.010-21。以氢氧化物形式沉淀时,lg c(M)/molL-1和溶液pH的关系如图所示。8水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢回答下列问题:(1)“酸浸”前,需将废渣磨碎,其目的是。(2)“酸浸”步骤中,CoO发生反应的化学方程式是。(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c Zn2+和c Co2+均为0.10molL-1,向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此
17、时溶液中c Co2+=molL-1,据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离(填“能”或“不能”)。(4)“沉锰”步骤中,生成1.0molMnO2,产生H+的物质的量为。(5)“沉淀”步骤中,用NaOH调pH=4,分离出的滤渣是。(6)“沉钴”步骤中,控制溶液pH=5.05.5,加入适量的NaClO氧化Co2+,其反应的离子方程式为。(7)根据题中给出的信息,从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是。11(20242024 新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高
18、钴成品的工艺如下:已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c1.010-5molL-1)时的pH:Fe3+Fe2+Co3+Co2+Zn2+开始沉淀的pH1.56.9-7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列问题:(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是;“滤渣1”中金属元素主要为。(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是。取少量反应后的溶液,加入化学试剂检验,若出现蓝色沉淀,需补加MnO2。9水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为、。(4)“除钴液”中主要的盐有(写化学式),残留的Co3+浓度为molL-
19、1。12(20242024 浙江1 1月卷)固态化合物Y的组成为MgCaFeMn CO34,以Y为原料实现如下转化。已知:NH3与溶液A中金属离子均不能形成配合物。请回答:(1)依据步骤,MnCO3、CaCO3和MgCO3中溶解度最大的是。写出溶液C中的所有阴离子。步骤中,加入NH4Cl的作用是。(2)下列说法正确的是。A.气体D是形成酸雨的主要成分B.固体E可能含有Na2CO3C.Mn(OH)2可溶于NH4Cl溶液D.碱性:Ca(OH)2NCHB.图a分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键C.图b是氧化镍(NiO)的一个晶胞D.氧化镍中Ni2+、O2-的配位数都是66(20242024 江
20、西吉安一中一模)铬酸铅俗称铬黄,主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含Cr3+、Fe3+、Cu2+)和草酸泥渣(含草酸铅、硫酸铅)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下:15水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢已知:Cr3+3OH-Cr OH3H+CrO-2+H2O回答下列问题(1)草酸泥渣“粉碎”的目的是,“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO,同时放出CO2,该转化过程的化学方程式为。(2)滤渣的主要成分为、。(填化学式)(3)“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为。(填化学式)(4)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为。(5)为了提高沉铬率,用平衡
21、移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因:。(6)处理含1molCrO2-4的废水时,Cr()被还原成Cr()。若投入10molFeSO4,使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体(FeOFexCryO3,其中FexCryO3中Fe为+3价)沉淀,理论上还需要投入Fe2(SO4)3的物质的量为mol。7(20242024 广东惠州一模)氯碱厂制备的原盐中含有的杂质主要为Ca2+、Mg2+、SO2-4及大分子有机物和难溶性泥沙等物质。为供给电解槽以合格的盐水,可采用以下工艺流程精制盐水。已知:H2CO3的电离常数K1=4.510-7,K2=4.710-11(1)溶浸工序中,以下除杂试剂:过量的N
22、aOH过量的BaCl2过量的Na2CO3,正确的加入顺序为。16水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.B.C.(2)在脱氯工序中加入Na2SO3除去游离的氯的离子方程式为。(3)用NaOH溶液吸收一定量CO2气体形成0.1mol/LNa2CO3-NaHCO3缓冲溶液,pH=10时,溶液中c CO2-3c HCO-3=。(4)利用膜的选择性,可除去脱氯过程中引入的SO2-4,通过“错流”方式截留下SO2-4,使NaCl以渗透液的形式输送到后续工序。不同膜对介质的截留率,相关离子系数如下表:截留率物质反渗透膜(%)纳滤膜(%)超滤膜(%)NaCl9915.60Na2SO499
23、990系数离子水合离子半径/nm扩散系数/10-9m2/sSO2-40.3971.065Cl-0.3322.032最好的选择是膜,该膜脱硫率高的原因是。(5)一种镧镍储氢合金LaNix晶体的结构单元如图所示,“电解2”产生的H2与其结合后形成LaNixH6(H2进入合金后解离成氢原子并填充在晶胞空隙中,晶胞体积不变)。该晶体结构单元LaNix中,x=,La的配位数为。1mol该合金可以储存molH2。8(20242024 河北邢台一模)GaN是制造微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。综合利用炼锌矿渣主要含铁酸镓 Ga2Fe2O43、铁酸锌 ZnFe2O4,还含少量Fe及一些难溶于酸的物质获
24、得金属盐,并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN),部分工艺流程如图。17水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢已知:Fe2O2-4在酸性条件下不稳定,易转化为Fe3+。常温下,“浸出液”中的金属离子对应的氢氧化物的溶度积常数如下表,离子浓度小于110-5molL-1时可视为沉淀完全。氢氧化物Fe OH2Fe OH3Zn OH2Ga OH3Ksp4.910-172.810-391.810-148.010-32lg20.3,lg50.7。回答下列问题:(1)写出两条加快“浸出”速率的措施:。(2)ZnFe2O4中铁元素的化合价为,ZnFe2O4与稀硫酸反应的化学方
25、程式为(3)“调pH”时需调节溶液pH的最小值为。(4)“滤液1”中主要含有的金属阳离子为,检验“滤液1”中是否含有Fe3+的试剂为(填名称)。(5)“转化2”加入铁粉时主要发生反应的离子方程式为。(6)“电解”反萃取液(溶质为NaGaO2)制粗镓后的电解废液经处理后可循环使用,电解废液的主要溶质为(填化学式)。(7)采用MOCVD(金属有机化合物化学气相沉积)技术制备GaN时,反应会产生一种标准状况下密度约为0.71gL-1的可燃性气体,写出该反应的化学方程式:(不写条件)。9(20242024 河北衡水部分高中一模)硫酸是一种重要的大宗工业化学品,应用广泛,可实现下列转化:(1)过程的化学
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