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化學專題三金屬及其化合物新高考、新教材適用目錄五年高考三年模擬考點1鈉、鐵及其化合物考點2金屬資源的開發(fā)利用類型1選擇型流程題類型2礦物的開發(fā)利用類型3廢料或中間體的回收利用類型4其他工藝

題型強化練/題型

化工流程分析綜合拔高練考點1鈉、鐵及其化合物五年高考1.(2024安徽,3,3分)青少年幫廚既可培養(yǎng)勞動習慣,也能將化學知識應用于實踐。下列

有關解釋合理的是

(

)A.清洗鐵鍋后及時擦干,能減緩鐵鍋因發(fā)生吸氧腐蝕而生銹B.烹煮食物的后期加入食鹽,能避免NaCl長時間受熱而分解C.將白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高溫下充分炭化為食物增色D.制作面點時加入食用純堿,利用NaHCO3中和發(fā)酵過程產(chǎn)生的酸A2.(2024山東,2,2分)化學品在食品工業(yè)中也有重要應用,下列說法錯誤的是

(

)A.活性炭可用作食品脫色劑B.鐵粉可用作食品脫氧劑C.谷氨酸鈉可用作食品增味劑D.五氧化二磷可用作食品干燥劑D3.(2024黑、吉、遼,5,3分)家務勞動中蘊含著豐富的化學知識。下列相關解釋錯誤的

是

(

)A.用過氧碳酸鈉漂白衣物:Na2CO4具有較強氧化性B.釀米酒需晾涼米飯后加酒曲:乙醇受熱易揮發(fā)C.用檸檬酸去除水垢:檸檬酸酸性強于碳酸D.用堿液清洗廚房油污:油脂可堿性水解B4.(2024浙江6月選考,2,3分)下列說法不正確的是

(

)A.Al(OH)3呈兩性,不能用于治療胃酸過多B.Na2O2能與CO2反應產(chǎn)生O2,可作供氧劑C.FeO有還原性,能被氧化成Fe3O4D.HNO3見光易分解,應保存在棕色試劑瓶中A5.(2024新課標,9,6分)實驗室中利用下圖裝置驗證鐵與水蒸氣的反應。下列說法錯誤

的是

(

)

A.反應為3Fe(s)+4H2O(g)

Fe3O4(s)+4H2(g)B.酒精燈移至濕棉花下方實驗效果更佳C.用火柴點燃肥皂泡檢驗生成的氫氣BD.使用硬質(zhì)玻璃試管盛裝還原鐵粉6.(2024湖南,11,3分)中和法生產(chǎn)Na2HPO4·12H2O的工藝流程如下:

已知:①H3PO4的電離常數(shù):

=6.9×10-3,

=6.2×10-8,

=4.8×10-13;②Na2HPO4·12H2O易風化。下列說法錯誤的是

(

)A.“中和”工序若在鐵質(zhì)容器中進行,應先加入Na2CO3溶液B.“調(diào)pH”工序中X為NaOH或H3PO4C.“結(jié)晶”工序中溶液顯酸性CD.“干燥”工序需在低溫下進行7.(2024湖北,10,3分)堿金屬的液氨溶液含有的藍色溶劑化電子[e(NH3)n]-是強還原劑。

鋰與液氨反應的裝置如圖(夾持裝置略)。下列說法錯誤的是

(

)A.堿石灰有利于NH3逸出B.鋰片必須打磨出新鮮表面CC.干燥管中均可選用P2O5D.雙口燒瓶中發(fā)生的變化是Li+nNH3

Li++[e(NH3)n]-

8.(2023重慶,3,3分)下列敘述正確的是

(

)A.Mg分別與空氣和氧氣反應,生成的產(chǎn)物相同B.SO2分別與H2O和H2S反應,反應的類型相同C.Na2O2分別與H2O和CO2反應,生成的氣體相同D.濃H2SO4分別與Cu和C反應,生成的酸性氣體相同C9.(2023湖南,7,3分)取一定體積的兩種試劑進行反應,改變兩種試劑的滴加順序(試劑

濃度均為0.1mol·L-1),反應現(xiàn)象沒有明顯差別的是

(

)選項試劑①試劑②A氨水AgNO3溶液BNaOH溶液Al2(SO4)3溶液CH2C2O4溶液酸性KMnO4溶液DKSCN溶液FeCl3溶液D10.(2022廣東,6,2分)勞動開創(chuàng)未來。下列勞動項目與所述的化學知識沒有關聯(lián)的是

(

)選項勞動項目化學知識A面包師用小蘇打作發(fā)泡劑烘焙面包Na2CO3可與酸反應B環(huán)保工程師用熟石灰處理酸性廢水熟石灰具有堿性C工人將模具干燥后再注入熔融鋼水鐵與H2O高溫下會反應D技術(shù)人員開發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板鋁能形成致密氧化膜A11.(2021河北,1,3分)“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻,陶

弘景在其《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生

作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱,生鐵熔化灌入熟鐵,再鍛打成鋼。下列說法錯

誤的是

(

)A.鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng).鋼的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生鐵由于含碳量高,熔點比熟鐵高D.冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3

C12.(2021廣東,10,2分)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不

合理的是

(

)CA.a可與e反應生成bB.b既可被氧化,也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關系13.(2023重慶,15,14分)Fe3O4是一種用途廣泛的磁性材料,以FeCl2為原料制備Fe3O4并獲

得副產(chǎn)物CaCl2水合物的工藝如下。

物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Ca(OH)2溶度積(Ksp)4.9×10-172.8×10-395.0×10-625℃時各物質(zhì)溶度積見下表:回答下列問題:(1)Fe3O4中Fe元素的化合價是+2和

+3

。O2-的核外電子排布式為

1s22s22p6

。(2)反應釜1中的反應需在隔絕空氣條件下進行,其原因是

Fe2+易被氧化,得

不到Fe(OH)2

。(3)反應釜2中,加入CaO和分散劑的同時通入空氣。①反應的離子方程式為

4CaO+6H2O+4Fe2++O2

4Fe(OH)3+4Ca2+

。②為加快反應速率,可采取的措施有

適當升高溫度、攪拌等合理答案

(寫出兩項即可)。(4)①反應釜3中,25℃時,Ca2+濃度為5.0mol/L,理論上pH不超過

11

。②稱取CaCl2水合物1.000g,加水溶解,加入過量Na2C2O4,將所得沉淀過濾洗滌后,溶于

熱的稀硫酸中,用0.1000mol/LKMnO4標準溶液滴定,消耗24.00mL。滴定達到終點的

現(xiàn)象為

加入最后半滴KMnO4標準溶液后,溶液變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不

變色

,該副產(chǎn)物中CaCl2的質(zhì)量分數(shù)為

66.6%

。14.(2022天津,13,14分)金屬鈉及其化合物在人類生產(chǎn)生活中起著重要作用?；卮鹣铝?/p>

問題:(1)基態(tài)Na原子的價層電子軌道表示式為

(或

)

。(2)NaCl熔點為800.8℃,工業(yè)上采用電解熔融NaCl制備金屬Na。電解反應方程式如

下:2NaCl(l)

2Na(l)+Cl2(g)加入CaCl2的目的是

作助熔劑,降低NaCl的熔點,節(jié)省能耗

。(3)Na2O2的電子式為

。在25℃和101kPa時,Na與O2反應

生成1molNa2O2放熱510.9kJ,寫出該反應的熱化學方程式:

2Na(s)+O2(g)

Na2O2(s)

ΔH=-510.9kJ·mol-1

。(4)采用空氣和Na為原料可直接制備Na2O2。空氣與熔融金屬Na反應前需依次通過

c

、

a

(填序號)a.濃硫酸b.飽和食鹽水c.NaOH溶液d.KMnO4溶液(5)鈉的某氧化物晶胞如下圖,圖中所示鈉離子全部位于晶胞內(nèi)。由晶胞圖判斷該氧化物的化學式為

Na2O

。

(6)天然堿的主要成分為Na2CO3·NaHCO3·2H2O,1molNa2CO3·NaHCO3·2H2O經(jīng)充分加

熱得到Na2CO3的質(zhì)量為

159

g。15.(2021海南,15,10分)無水FeCl3常作為芳烴氯代反應的催化劑。某研究小組設計了

如下流程,以廢鐵屑(含有少量碳和SiO2雜質(zhì))為原料制備無水FeCl3(s)。已知:氯化亞砜(

)熔點-101℃,沸點76℃,易水解。

回答問題:(1)操作①是過濾,用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和

漏斗

。(2)為避免引入新的雜質(zhì),試劑B可以選用

bd

(填編號)。a.KMnO4溶液b.氯水c.溴水d.H2O2溶液(3)操作②是蒸發(fā)結(jié)晶,加熱的同時通入HCl(g)的目的是

抑制Fe3+水解

。(4)取少量D晶體,溶于水并滴加KSCN溶液,現(xiàn)象是

溶液呈紅色

。(5)反應D→E的化學方程式為

FeCl3·6H2O+6SOCl2

FeCl3+6SO2↑+12HCl↑

。(6)由D轉(zhuǎn)化成E的過程中可能產(chǎn)生少量亞鐵鹽,寫出一種可能的還原劑

SO2

,并設計實驗驗證是該還原劑將Fe3+還原:

將少量樣品溶于水,先滴加足量鹽酸無現(xiàn)象,再滴加少量BaCl2溶液,若出現(xiàn)白色沉淀則證明還原劑為SO2(合理答案均可)

?？键c2金屬資源的開發(fā)利用類型1選擇型流程題16.(2024貴州,13,3分)貴州重晶石礦(主要成分BaSO4)儲量占全國1/3以上。某研究小

組對重晶石礦進行“富礦精開”研究,開發(fā)了制備高純納米鈦酸鋇(BaTiO3)工藝。部

分流程如下:

下列說法正確的是

(

)A.“氣體”主要成分是H2S,“溶液1”的主要溶質(zhì)是Na2SB.“系列操作”可為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥C.“合成反應”中生成BaTiO3的反應是氧化還原反應D.“洗滌”時可用稀H2SO4去除殘留的堿,以提高純度B17.(2024黑、吉、遼,13,3分)某工廠利用銅屑脫除鋅浸出液中的Cl-并制備Zn,流程如

下?！懊撀取辈襟E僅Cu元素化合價發(fā)生改變。下列說法正確的是

(

)

鋅浸出液中相關成分(其他成分無干擾)C離子Zn2+Cu2+Cl-濃度(g·L-1)1450.031A.“浸銅”時應加入足量H2O2,確保銅屑溶解完全B.“浸銅”反應:2Cu+4H++H2O2

2Cu2++H2↑+2H2OC.“脫氯”反應:Cu+Cu2++2Cl-

2CuClD.脫氯液凈化后電解,可在陽極得到Zn18.(2024江西,8,3分)從CPU針腳(含有銅、鎳和鈷等金屬)中回收金的實驗步驟如下

圖。下列說法錯誤的是

(

)A.將CPU針腳粉碎可加速溶解CB.除雜和溶金步驟需在通風櫥中進行C.富集后,K[AuBr4]主要存在于濾液中D.還原步驟中有S

生成19.(2023遼寧,10,3分)某工廠采用如下工藝制備Cr(OH)3,已知焙燒后Cr元素以+6價形

式存在,下列說法錯誤的是

(

)

A.“焙燒”中產(chǎn)生CO2B.濾渣的主要成分為Fe(OH)2C.濾液①中Cr元素的主要存在形式為Cr

BD.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用20.(2023福建,7,4分)從煉鋼粉塵(主要含F(xiàn)e3O4、Fe2O3和ZnO)中提取鋅的流程如下:

“鹽浸”過程ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+,并有少量Fe2+和Fe3+浸出。下列說法錯誤的是

(

)A.“鹽浸”過程若浸液pH下降,需補充NH3B.“濾渣”的主要成分為Fe(OH)3BC.“沉鋅”過程發(fā)生反應[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-

ZnS↓+4NH3·H2OD.應合理控制(NH4)2S用量,以便濾液循環(huán)使用21.(2023湖南,9,3分)處理某銅冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:

已知:①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:物質(zhì)Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3開始沉淀pH1.94.26.23.5完全沉淀pH3.26.78.24.6②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列說法錯誤的是

(

)A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3B.Na2S溶液呈堿性,其主要原因是S2-+H2O

HS-+OH-C.“沉淀池Ⅱ”中,當Cu2+和Zn2+完全沉淀時,溶液中

=4.0×10-12D.“出水”經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后,可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水D22.(2023河北,10,3分)一種以錳塵(主要成分為Mn3O4,雜質(zhì)為鋁、鎂、鈣、鐵的氧化物)

為原料制備高純MnCO3的清潔生產(chǎn)新工藝流程如下:

已知:室溫下相關物質(zhì)的Ksp如下表。Al(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2Fe(OH)210-32.910-11.310-5.310-16.3Fe(OH)3Mn(OH)2MgF2CaF210-38.610-12.710-10.310-8.3下列說法錯誤的是

(

)A.酸浸工序中產(chǎn)生的氣體①為氯氣B.濾渣①主要成分為Al(OH)3和Fe(OH)3C.除雜②工序中逐漸加入NaF溶液時,若Ca2+、Mg2+濃度接近,則CaF2先析出D.沉淀工序中發(fā)生反應的離子方程式為Mn2++2HC

MnCO3↓+CO2↑+H2OC23.(2022湖南,7,3分)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如下:下列說法錯誤的是

(

)A.不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率CC.合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AlF6和CO2D.濾液可回收進入吸收塔循環(huán)利用24.(2022福建,6,4分)用鉻鐵合金(含少量Ni、Co單質(zhì))生產(chǎn)硫酸鉻的工藝流程如下:

下列說法錯誤的是

(

)A.“浸出”產(chǎn)生的氣體含有H2B.“除雜”的目的是除去Ni、Co元素C.流程中未產(chǎn)生六價鉻化合物D.“濾渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3

D類型2礦物的開發(fā)利用25.(2024江西,15,14分)稀土是國家的戰(zhàn)略資源之一。以下是一種以獨居石[主要成分

為CePO4,含有Th3(PO4)4、U3O8和少量鐳雜質(zhì)]為原料制備CeCl3·nH2O的工藝流程圖。

已知:ⅰ.Ksp[Th(OH)4]=4.0×10-45,Ksp[Ce(OH)3]=1.6×10-20,Ksp[Ce(OH)4]=2.0×10-48ⅱ.鐳為第ⅡA族元素回答下列問題:(1)關于獨居石的熱分解,以下說法正確的是

b

(填標號)。a.降低壓強,分解速率增大b.降低溫度,分解速率降低c.反應時間越長,分解速率越大d.提高攪拌速度,分解速率降低(2)Na2U2O7中鈾元素的化合價為

+6

,熱分解階段U3O8生成Na2U2O7的化學

反應方程式為

O2+2U3O8+6NaOH

3Na2U2O7+3H2O

。(3)濃縮結(jié)晶后,得到的晶體產(chǎn)物化學式為

Na3PO4

。濾液可用于

熱分解

階段循環(huán)利用,避免產(chǎn)生大量的高堿度廢水。(4)溶解階段,將溶液pH先調(diào)到1.5~2.0,反應后再回調(diào)至4.5。①鹽酸溶解Ce(OH)4的離子方程式為

2Ce(OH)4+8H++2Cl-

2Ce3++Cl2↑+

8H2O

。②當溶液pH=4.5時,c(Th4+)=

4.0×10-7

mol/L,此時完全轉(zhuǎn)化為氫氧化釷沉

淀。(5)以BaSO4為載體形成共沉淀,目的是去除雜質(zhì)

鐳

。26.(2024山東,18,12分)以鉛精礦(含PbS、Ag2S等)為主要原料提取金屬Pb和Ag的工藝

流程如下:

回答下列問題:(1)“熱浸”時,難溶的PbS和Ag2S轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2-和[AgCl2]-及單質(zhì)硫。溶解等物質(zhì)的

量的PbS和Ag2S時,消耗Fe3+物質(zhì)的量之比為

1∶1

;溶液中鹽酸濃度不宜

過大,除防止“熱浸”時HCl揮發(fā)外,另一目的是防止產(chǎn)生

H2S

(填化學

式)。(2)將“過濾Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反復用飽和食鹽水熱溶,電解所得溶液可制備金屬

Pb。“電解Ⅰ”陽極產(chǎn)物用尾液吸收后在工藝中循環(huán)使用,利用該吸收液的操作單元

為

熱浸

。(3)“還原”中加入鉛精礦的目的是

還原過量的FeCl3

。(4)“置換”中可選用的試劑X為

C

(填標號);A.AlB.ZnC.PbD.Ag“置換”反應的離子方程式為

Pb+2[AgCl2]-

2Ag+[PbCl4]2-

。(5)“電解Ⅱ”中將富銀鉛泥制成電極板,用作

陽極

(填“陰極”或“陽

極”)。27.(2023海南,15,14分)鈹?shù)难趸飶V泛應用于原子能、航天、電子、陶瓷等領域,是

重要的戰(zhàn)略物資。利用綠柱石(主要化學成分為(Be3Al2Si6O18,還含有一定量的FeO和

Fe2O3)生產(chǎn)BeO的一種工藝流程如下。

回答問題:(1)Be3Al2Si6O18中Be的化合價為

+2

。(2)粉碎的目的是

增大反應物的接觸面積,加快反應速率,提高浸取率

;殘

渣的主要成分是

SiO2

(填化學式)。(3)該流程中能循環(huán)使用的物質(zhì)是

(NH4)2SO4

(填化學式)。(4)無水BeCl2可用作聚合反應的催化劑。BeO、Cl2與足量C在600~800℃制備BeCl2的

化學方程式為

BeO+Cl2+C

CO+BeCl2

。(5)沉鈹時,將pH從8.0提高到8.5,則鈹?shù)膿p失降低至原來的

10

%。28.(2023北京,18,13分)以銀錳精礦(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化錳礦(主要含MnO

2)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。

已知:酸性條件下,MnO2的氧化性強于Fe3+。(1)“浸錳”過程是在H2SO4溶液中使礦石中的錳元素浸出,同時去除FeS2,有利于后續(xù)銀的浸出;礦石中的銀以Ag2S的形式殘留于浸錳渣中。①“浸錳”過程中,發(fā)生反應MnS+2H+

Mn2++H2S↑,則可推斷:Ksp(MnS)

>

Ksp(Ag2S)(填“>”或“<”)。②在H2SO4溶液中,銀錳精礦中的FeS2和氧化錳礦中的MnO2發(fā)生反應,則浸錳液中主要

的金屬陽離子有

Fe3+、Mn2+

。(2)“浸銀”時,使用過量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作為浸出劑,將Ag2S中的銀以

[AgCl2]-形式浸出。①將“浸銀”反應的離子方程式補充完整:2Fe3++Ag2S+4

Cl-

2

Fe2+

+2[AgCl2]-+S②結(jié)合平衡移動原理,解釋浸出劑中Cl-、H+的作用:

H+的作用是抑制Fe3+水

解,Cl-的作用是與Ag+生成配合物[AgCl2]-,促使平衡正向移動

。(3)“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。①該步反應的離子方程式有

2Fe3++Fe

3Fe2+、Fe+2H+

Fe2++H2↑、

2[AgCl2]-+Fe

2Ag+4Cl-+Fe2+

。②一定溫度下,Ag的沉淀率隨反應時間的變化如圖所示。解釋t分鐘后Ag的沉淀率逐

漸減小的原因:

若反應時間過長,溶液中c(Fe2+)升高,導致平衡2[AgCl2]-+Fe

2Ag+4Cl-+Fe2+逆向移動,Ag溶解

。

(4)結(jié)合“浸錳”過程,從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度,分析聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢:

在“浸錳”過程中,氧化錳礦中的MnO2作氧化劑,銀錳精礦中的FeS2作還

原劑,不需要額外加入氧化劑與還原劑即可聯(lián)合提取

。29.(2021福建,11,13分)四鉬酸銨是鉬深加工的重要中間產(chǎn)品,具有廣泛的用途。一種

以鉬精礦(主要含MoS2,還有Cu、Fe的化合物及SiO2等)為原料制備四鉬酸銨的工藝流

程如下圖所示。

回答下列問題:(1)“焙燒”產(chǎn)生的氣體用

氨水

吸收后可制取氮肥。(2)“浸出”時,MoO3轉(zhuǎn)化為Mo

。提高單位時間內(nèi)鉬浸出率的措施有

適當升溫、攪拌、增加Na2CO3用量(增大Na2CO3濃度)等

(任寫兩種)。溫度對90min

內(nèi)鉬浸出率的影響如圖所示。當浸出溫度超過80℃后,鉬的浸出率反而降低,主要原

因是溫度升高使水大量蒸發(fā),導致

Na2MoO4晶體析出,混入浸渣

。

(3)“凈化”時,浸出液中殘留的Cu2+、Fe2+轉(zhuǎn)化為沉淀除去。研究表明,該溶液中c(S2-)

和pH的關系為lgc(S2-)=pH-15.1。為了使溶液中的雜質(zhì)離子濃度小于1.0×10-6mol·L-1,

應控制溶液的pH不小于

3.9

。(已知:pKsp=-lgKsp;CuS和FeS的pKsp分別為3

5.2和17.2)(4)“凈化”后,溶液中若有低價鉬(以Mo

表示),可加入適量H2O2將其氧化為Mo

,反應的離子方程式為

H2O2+Mo

Mo

+H2O

。(5)“沉淀”時,加入NH4NO3的目的是

提供N

,使Mo

充分轉(zhuǎn)化為沉淀

析出

。(6)高溫下用H2還原(NH4)2Mo4O13可制得金屬鉬,反應的化學方程式為

(NH4)2Mo4O13+12H2

4Mo+2NH3+13H2O

。[已知:(NH4)2Mo4O13受熱分解生成MoO3]30.(2021山東,17,11分)工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制

備紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)的工藝流程如下?；卮鹣铝袉栴}:

(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4,并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽。焙燒時氣體與礦料逆流而行,目的是

使氣固反應物充分接觸,加快反應速率,

使反應充分進行

。(2)礦物中相關元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關系如圖所示。當溶液中可溶

組分濃度c≤1.0×10-5mol·L-1時,可認為已除盡。

中和時pH的理論范圍

4.5~9.3

;酸化的目的是

使Cr

轉(zhuǎn)化為Cr2

;Fe元素在

浸取

(填操作單元的名稱)過程中除去。(3)蒸發(fā)結(jié)晶時,過度蒸發(fā)將導致

有Na2Cr2O7析出

;冷卻結(jié)晶所得母液中,

除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有

H2SO4

。(4)利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示),以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應方程式為:4Na2CrO4+4H2O

2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑則Na2Cr2O7在

陽

(填“陰”或“陽”)極室制得,電解時通過膜的離子主要為

Na+

。類型3廢料或中間體的回收利用31.(2024貴州,16,15分)煤氣化渣屬于大宗固廢,主要成分為Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量

MgO等。一種利用“酸浸—堿沉—充鈉”工藝,制備鈉基正極材料NaFePO4和回收Al2

O3的流程如下:

已知:①25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;②2Na[Al(OH)4](aq)

Al2O3·3H2O(s)+2NaOH(aq)?；卮鹣铝袉栴}:(1)“濾渣”的主要成分為

SiO2

(填化學式)。(2)25℃時,“堿沉”控制溶液pH至3.0,此時溶液中c(Fe3+)=

2.8×10-6

mol·L-1。(3)“除雜”時需加入的試劑X是

NaOH溶液

。(4)“水熱合成”中,NH4H2PO4作為磷源,“濾液2”的作用是

提供Na+

,水熱合成NaFePO4的離子方程式為

Fe2++Na++H2P

+2OH-

NaFePO4↓+2H2O

。(5)“煅燒”得到的物質(zhì)也能合成鈉基正極材料NaFeO2,其工藝如下:

①該工藝經(jīng)碳熱還原得到Fe3O4,“焙燒”生成NaFeO2的化學方程式為

4Fe3O4+6Na2CO3+O2

12NaFeO2+6CO2

。②NaFeO2的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如甲所示。每個晶胞中含有NaFeO2的單元數(shù)有

3

個。

甲乙丙③若“焙燒”溫度為700℃,n(Na2CO3)∶n(Fe3O4)=9∶8時,生成純相Na1-xFeO2,則x=

,其可能的結(jié)構(gòu)示意圖為

乙

(選填“乙”或“丙”)。32.(2024全國甲,26,14分)鈷在新能源、新材料領域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有

鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的+2價氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鈷的一種

流程如下。

注:加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于10-5mol·L-1,其他金屬離子不沉淀,即認為完

全分離。已知:①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。②以氫氧化物形式沉淀時,lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的關系如圖所示。

回答下列問題:(1)“酸浸”前,需將廢渣磨碎,其目的是

增大接觸面積,加快反應速率,提高

原料利用率

。(2)“酸浸”步驟中,CoO發(fā)生反應的化學方程式是

CoO+H2SO4

CoSO4+H2O

。(3)假設“沉銅”后得到的濾液中c(Zn2+)和c(Co2+)均為0.10mol·L-1,向其中加入Na2S至

Zn2+沉淀完全,此時溶液中c(Co2+)=

1.6×10-4

mol·L-1,據(jù)此判斷能否實現(xiàn)Zn2+

和Co2+的完全分離

不能

(填“能”或“不能”)。(4)“沉錳”步驟中,生成1.0molMnO2,產(chǎn)生H+的物質(zhì)的量為

4.0mol

。(5)“沉淀”步驟中,用NaOH調(diào)pH=4,分離出的濾渣是

Fe(OH)3

。(6)“沉鈷”步驟中,控制溶液pH=5.0~5.5,加入適量的NaClO氧化Co2+,其反應的離子方

程式為

2Co2++ClO-+5H2O

2Co(OH)3↓+Cl-+4H+

。(7)根據(jù)題中給出的信息,從“沉鈷”后的濾液中回收氫氧化鋅的方法是

向濾液中繼續(xù)加氫氧化鈉至溶液8.2<pH<12,過濾

。33.(2024安徽,15,14分)精煉銅產(chǎn)生的銅陽極泥富含Cu、Ag、Au等多種元素。研究人

員設計了一種從銅陽極泥中分離提取金和銀的流程,如下圖所示。

回答下列問題:(1)Cu位于元素周期表第

四

周期第

ⅠB

族。(2)“浸出液1”中含有的金屬離子主要是

Cu2+

。(3)“浸取2”步驟中,單質(zhì)金轉(zhuǎn)化為HAuCl4的化學方程式為

2Au+8HCl+3H

2O2

2HAuCl4+6H2O

。(4)“浸取3”步驟中,“浸渣2”中的

AgCl

(填化學式)轉(zhuǎn)化為[Ag(S2O3)2]3-。(5)“電沉積”步驟中陰極的電極反應式為

[Ag(S2O3)2]3-+e-

Ag↓+2S2

?！半姵练e”步驟完成后,陰極區(qū)溶液中可循環(huán)利用的物質(zhì)為

Na2S2O3

(填化學式)。(6)“還原”步驟中,被氧化的N2H4與產(chǎn)物Au的物質(zhì)的量之比為

3∶4

。(7)Na2S2O3可被I2氧化為Na2S4O6。從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析S4

的結(jié)構(gòu)為(a)而不是(b)的原因:

結(jié)構(gòu)(a)中電子云分布較均衡,結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)(b)正、負電中心不

重合,極性較大,且存在過氧鍵,氧化性大于I2,故Na2S2O3不可被I2氧化為結(jié)構(gòu)(b)

。

34.(2024廣東,18,14分)鎵(Ga)在半導體、記憶合金等高精尖材料領域有重要應用。一

種從電解鋁的副產(chǎn)品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取

鎵及循環(huán)利用鋁的工藝如下。

工藝中,LAEM是一種新型陰離子交換膜,允許帶負電荷的配離子從高濃度區(qū)擴散至低

濃度區(qū)。用LAEM提取金屬離子Mn+的原理如圖。

已知:①pKa(HF)=3.2。②Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp為4.0×10-10。③浸取液中,Ga(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)以[MClm](m-3)-(m=0~4)微粒形式存在,Fe2+最多可與2個Cl-配

位,其他金屬離子與Cl-的配位可忽略。(1)“電解”中,反應的化學方程式為

2Al2O3

4Al+3O2↑

。(2)“浸取”中,由Ga3+形成[GaCl4]-的離子方程式為

Ga3++4Cl-

[GaCl4]-

。(3)“還原”的目的:避免

Fe

元素以

[FeCl4]-

(填化學式)微粒

的形式通過LAEM,從而有利于Ga的分離。(4)“LAEM提取”中,原料液的Cl-濃度越

高

,越有利于Ga的提取;研究表

明,原料液酸度過高,會降低Ga的提取率。因此,在不提高原料液酸度的前提下,可向Ⅰ

室中加入

NaCl

(填化學式),以進一步提高Ga的提取率。(5)“調(diào)pH”中,pH至少應大于

3.2

,使溶液中c(F-)>c(HF),有利于[AlF6]3-配

離子及Na3[AlF6]晶體的生成。若“結(jié)晶”后溶液中c(Na+)=0.10mol·L-1,則[AlF6]3-的濃

度為

4.0×10-7

mol·L-1。(6)一種含Ga、Ni、Co元素的記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)可描述為Ga與Ni交替填充在Co構(gòu)

成的立方體體心,形成如圖所示的結(jié)構(gòu)單元。該合金的晶胞中,粒子個數(shù)最簡比Co∶

Ga∶Ni=

2∶1∶1

,其立方晶胞的體積為

8a3

nm3。

35.(2024湖南,16,14分)銅陽極泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一種含貴金屬

的可再生資源,回收貴金屬的化工流程如下:

已知:①當某離子的濃度低于1.0×10-5mol·L-1時,可忽略該離子的存在;②AgCl(s)+Cl-(aq)

[AgCl2]-(aq)

K=2.0×10-5;③Na2SO3易從溶液中結(jié)晶析出;④不同溫度下Na2SO3的溶解度如下:溫度/℃020406080溶解度/g14.426.137.433.229.0回答下列問題:(1)Cu屬于

ds

區(qū)元素,其基態(tài)原子的價電子排布式為

3d104s1

;(2)“濾液1”中含有Cu2+和H2SeO3,“氧化酸浸”時Cu2Se反應的離子方程式為

Cu2Se+4H2O2+4H+

2Cu2++H2SeO3+5H2O

;(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl:①在“氧化酸浸”工序中,加入適量NaCl的原因是

使Ag+生成AgCl沉淀,同

時確保Ag+不轉(zhuǎn)化為[AgCl2]-進入濾液1中造成Ag的損失

;②在“除金”工序溶液中,Cl-濃度不能超過

0.50

mol·L-1;(4)在“銀轉(zhuǎn)化”體系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-濃度之和為0.075mol·L-1,兩種離子分布分數(shù)δ[如δ([Ag(SO3)2]3-)=

]隨S

濃度的變化關系如圖所示。若S

濃度為1.0mol·L-1,則[Ag(SO3)3]5-的濃度為

0.050

mol·L-1;

(5)濾液4中溶質(zhì)主要成分為

Na2SO3

(填化學式);在連續(xù)生產(chǎn)的模式下,“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”工序需在40℃左右進行,若反應溫度過高,將難以實現(xiàn)連續(xù)

生產(chǎn),原因是

濾液4中Na2SO3的濃度逐漸變大,溫度過高,Na2SO3溶解度變小

從而結(jié)晶析出

。36.(2024新課標,27,14分)鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方

面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧

化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下:

已知溶液中相關離子開始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)時的pH:

Fe3+Fe2+Co3+Co2+Zn2+開始沉淀的pH1.56.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列問題:(1)“酸浸”前廢渣需粉碎處理,目的是

加快浸取速率、提高浸取效率(答

案合理即可)

;“濾渣1”中金屬元素主要為

Pb

。(2)“過濾1”后的溶液中加入MnO2的作用是

將Fe2+氧化成Fe3+

,取少量反

應后的溶液,加入化學試劑

K3[Fe(CN)6]溶液

檢驗Fe2+

,若出

現(xiàn)藍色沉淀,需補加MnO2。(3)“氧化沉鈷”中氧化還原反應的離子方程式為

Mn

+3Co2++7H2O

MnO2↓+3Co(OH)3↓+5H+

、

2Mn

+3Mn2++2H2O

5MnO2↓+4H+

。(4)“除鈷液”中主要的鹽有

K2SO4、ZnSO4

(寫化學式),殘留的Co3+濃度

為

10-16.7

mol·L-1。37.(2023福建,11,20分)白合金是銅鈷礦冶煉過程的中間產(chǎn)物,一種從白合金(主要含F(xiàn)e3

O4、CoO、CuS、Cu2S及少量SiO2)中分離回收金屬的流程如下:

(1)“酸浸1”中加快反應速率的措施有

將白合金粉碎,攪拌,適當提高酸的

濃度,適當提高溫度等

(任寫一種)。CoO發(fā)生反應的離子方程式:

CoO+2H+

Co2++H2O

。(2)“焙燒1”中,晶體[Fe2(SO4)3·xH2O和CoSO4·yH2O]總質(zhì)量隨溫度升高的變化情況如

下:溫度區(qū)間/℃<227227~566566~600600~630晶體總質(zhì)量變小不變變小不變①升溫至227℃過程中,晶體總質(zhì)量變小的原因是

晶體失去結(jié)晶水

;566~

600℃發(fā)生分解的物質(zhì)是

Fe2(SO4)3

(填化學式)。②為有效分離鐵、鈷元素,“焙燒1”的溫度應控制為

600

℃。(3)25℃時,Ksp(CuS)=6.3×10-36,H2S的

=1.1×10-7,

=1.3×10-13。反應CuS(s)+2H+(aq)

Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常數(shù)K=

(列出計算式即可)。經(jīng)計算可判斷CuS難溶于稀硫酸。(4)銅的硫化物結(jié)構(gòu)多樣。天然硫化銅俗稱銅藍,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。

①基態(tài)Cu2+的價電子排布式為

3d9

。②晶胞中含有

2

個

,N(Cu+)∶N(Cu2+)=

2∶1(或4∶2或2)

。③晶體中微粒間作用力有

bc

(填標號)。a.氫鍵b.離子鍵c.共價鍵d.金屬鍵(5)“焙燒2”中Cu2S發(fā)生反應的化學方程式為

Cu2S+2O2

2CuO+SO2

;“濾渣2”是

SiO2

(填化學式)。38.(2023河北,16,14分)閉環(huán)循環(huán)有利于提高資源利用率和實現(xiàn)綠色化學的目標。利用

氨法浸取可實現(xiàn)廢棄物銅包鋼的有效分離,同時得到的CuCl可用于催化、醫(yī)藥、冶金

等重要領域。工藝流程如下:

已知:室溫下的Ksp(CuCl)=10-6.8?；卮鹣铝袉栴}:(1)首次浸取所用深藍色溶液①由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應得到,其主要成

分為

[Cu(NH3)4]Cl2

(填化學式)。(2)濾渣的主要成分為

Fe

(填化學式)。(3)浸取工序的產(chǎn)物為[Cu(NH3)2]Cl,該工序發(fā)生反應的化學方程式為

[Cu(NH3)4]Cl2+Cu

2[Cu(NH3)2]Cl

。浸取后濾液的一半經(jīng)氧化工序可得深藍色溶液

①,氧化工序發(fā)生反應的離子方程式為

8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+

4[Cu(NH3)4]2++2H2O

。(4)浸取工序宜在30~40℃之間進行。當環(huán)境溫度較低時,浸取液再生后不需額外加熱

即可進行浸取的原因是

鹽酸和液氨反應放熱

。(5)補全中和工序中主反應的離子方程式[Cu(NH3)2]++2H++Cl-

CuCl↓

+

2N

。(6)真空干燥的目的為

防止干燥過程中CuCl被空氣中的O2氧化

。39.(2022福建,11,13分)粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要

含SiO2、Al2O3和CaO等)提鋁的工藝流程如下:

回答下列問題:(1)“浸出”時適當升溫的主要目的是

提高浸出率(或提高浸出速率)

,Al2O3發(fā)生反應的離子方程式為

Al2O3+6H+

2Al3++3H2O

。(2)“浸渣”的主要成分除殘余Al2O3外,還有

SiO2和CaSO4

。實驗測得,5.

0g粉煤灰(Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為30%)經(jīng)浸出、干燥后得到3.0g“浸渣”(Al2O3的質(zhì)量

分數(shù)為8%),Al2O3的浸出率為

84%

。(3)“沉鋁”時,體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示,加入K2SO4沉鋁的目的是

使更多的鋁元素轉(zhuǎn)化為晶體析出,同時保證晶體純度

,“沉鋁”的最佳方案

為

高溫溶解再冷卻結(jié)晶

。

(4)“焙燒”時,主要反應的化學方程式為

2KAl(SO4)2

K2SO4+Al2O3+3

SO3↑或4KAl(SO4)2

2K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑

。(5)“水浸”后得到的“濾液2”可返回

沉鋁

工序循環(huán)使用。40.(2021遼寧,16,14分)從釩鉻錳礦渣(主要成分為V2O5、Cr2O3、MnO)中提鉻的一種工

藝流程如下:

已知:pH較大時,二價錳[Mn(Ⅱ)]在空氣中易被氧化?；卮鹣铝袉栴}:(1)Cr元素位于元素周期表第

四

周期

ⅥB

族。(2)用FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體的化學方程式為

FeCl3+3H2O

Fe(OH)3

(膠體)+3HCl

。(3)常溫下,各種形態(tài)五價釩粒子總濃度的對數(shù)[lgc總(V)]與pH關系如圖1所示。已知釩

鉻錳礦渣硫酸浸液中c總(V)=0.01mol·L-1,“沉釩”過程控制pH=3.0,則與膠體共沉降的

五價釩粒子的存在形態(tài)為

H3V2

(填化學式)。

圖1(4)某溫度下,Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率與pH關系如圖2所示。“沉鉻”過程最佳pH為

6.0

;在該條件下濾液B中c(Cr3+)=

1×10-6

mol·L-1[KW近似為1×10-14,Cr(OH)3的Ksp近似為1×10-30]。

圖2(5)“轉(zhuǎn)化”過程中生成MnO2的離子方程式為

Mn2++H2O2+2OH-

MnO2↓+2H2O

。(6)“提純”過程中Na2S2O3的作用為作還原劑,將Mn(Ⅱ)的氧化產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為Mn(Ⅱ)

。41.(2021重慶,15,14分)電鍍在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用。某電鍍廠生產(chǎn)的廢水經(jīng)預處

理后含有Cr2

和少量的Cu2+、Ni2+,能夠采用以下流程進行逐一分離,實現(xiàn)資源再利用。

已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19?；卮鹣铝袉栴}:(1)Cr2

中Cr元素的化合價為

+6

。(2)還原池中有Cr3+生成,反應的離子方程式為

Cr2

+3H2C2O4+8H+

2Cr3

++6CO2↑+7H2O

。(3)沉淀1為Cr(OH)3,其性質(zhì)與Al(OH)3相似,則Cr(OH)3與NaOH溶液反應的化學方程式

為

Cr(OH)3+NaOH

NaCrO2+2H2O

。(4)Na2S溶液呈堿性的原因是

S2-+H2O

HS-+OH-

(用離子方程式表示),

沉淀2為

CuS

。(5)若廢水中還含有Cd2+,pH=4時Cd2+的濃度為

1.0×10-7

mol/L,用該結(jié)果說明Cd2+影響上述流程進行分離的原因是

在沉淀池2中進行的沉淀Cu2+的反

應需要調(diào)節(jié)溶液pH=4,此時c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L,可以認為Cd2+與Cu2+此時均沉淀完

全,即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準確分離開

[設H2S平衡濃度為1.0×10-6mol/

L,已知:H2S的K1=1.0×10-7,K2=7.0×10-15,Ksp(CdS)=7.0×10-27]。類型4其他工藝42.(2024黑、吉、遼,16,14分)中國是世界上最早利用細菌冶金的國家。已知金屬硫化

物在“細菌氧化”時轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,某工廠用細菌冶金技術(shù)處理載金硫化礦粉(其中

細小的Au顆粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶煉金,工藝流程如下:回答下列問題:(1)北宋時期我國就有多處礦場利用細菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅,“膽水”的

主要溶質(zhì)為

CuSO4

(填化學式)。(2)“細菌氧化”中,FeS2發(fā)生反應的離子方程式為

4FeS2+15O2+2H2O

4Fe3++8S

+4H+

。(3)“沉鐵砷”時需加堿調(diào)節(jié)pH,生成

Fe(OH)3

(填化學式)膠體起絮凝作

用,促進了含As微粒的沉降。(4)“焙燒氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙燒氧化”,“細菌氧化”的優(yōu)勢為

BC

(填標號)。A.無需控溫B.可減少有害氣體產(chǎn)生C.設備無需耐高溫D.不產(chǎn)生廢液廢渣(5)“真金不怕火煉”表明Au難被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用為

CN-絡合Au+

。(6)“沉金”中Zn的作用為

作還原劑

。(7)濾液②經(jīng)H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-轉(zhuǎn)化為ZnSO4和HCN的化學方程式為

Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4

ZnSO4+4HCN+Na2SO4

。用堿中和HCN可生成

NaCN

(填溶質(zhì)化學式)溶液,從而實現(xiàn)循環(huán)利用。43.(2023湖南,17,15分)超純Ga(CH3)3是制備第三代半導體的支撐源材料之一。近年來,

我國科技工作者開發(fā)了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術(shù),在研制超純

Ga(CH3)3方面取得了顯著成果。工業(yè)上以粗鎵為原料,制備超純Ga(CH3)3的工藝流程

如下:

已知:①金屬Ga的化學性質(zhì)和Al相似,Ga的熔點為29.8℃;②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作為配體;③相關物質(zhì)的沸點:物質(zhì)Ga(CH3)3Et2OCH3INR3沸點/℃55.734.642.4365.8回答下列問題:(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是

分子晶體

;(2)“電解精煉”裝置如圖所示,電解池溫度控制在40~45℃的原因是

確保Ga處于液態(tài),易于分離

,陰極的電極反應式為

Ga

+3e-+2H2O

Ga+4OH-[或Ga(OH

+3e-

Ga+4OH-]

;

(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的產(chǎn)物還包括MgI2和CH3MgI,寫出該反應的化學方

程式

Ga2Mg5+8CH3I+2Et2O

2Ga(CH3)3(Et2O)+3MgI2+2CH3MgI

;(4)“殘渣”經(jīng)純水處理,能產(chǎn)生可燃性氣體,該氣體主要成分是

CH4

;(5)下列說法錯誤的是

D

;A.流程中Et2O得到了循環(huán)利用B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進行C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3D.用核磁共振氫譜不能區(qū)分Ga(CH3)3和CH3I(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3,而本流程采用“配體交換”工藝制

備超純Ga(CH3)3的理由是

Ga(CH3)3與Et2O的沸點相近,不易分離,而Ga(CH3)

3與NR3的沸點相差較大,將Ga(CH3)3(NR3)分解后,蒸餾時可得到超純Ga(CH3)3

;(7)比較分子中的C—Ga—C鍵角大小:Ga(CH3)3

>

Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”

“<”或“=”),其原因是

Ga(CH3)3中Ga采取sp2雜化,Ga(CH3)3(Et2O)中Ga采取sp3雜化,前者C—Ga—C的鍵角大于后者

。44.(2021河北,15,14分)綠色化學在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團

隊設計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝,該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧

化鈉和空氣以外的其他原料,不產(chǎn)生廢棄物,實現(xiàn)了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+內(nèi)循

環(huán)。工藝流程如下:

回答下列問題:(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是

Cr、Fe

(填元素符號)。(2)工序①的名稱為

水浸或溶解

。(3)濾渣Ⅰ的主要成分是

Fe2O3、MgO

(填化學式)。(4)工序③中發(fā)生反應的離子方程式為

2Na++2Cr

+2CO2+H2O

Cr2

+2NaHCO3↓

。(5)物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH,此時發(fā)生的主要反應的化學方程式為

4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO3

2Fe2O3+8Na2CrO4+16CO2+8H2O,Al2O3+2NaHCO3

2NaAlO2+2CO2↑+H2O

,可代替NaOH的化學試劑還有

Na2CO3

(填化學式)。(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序

②

(填“①”“②”

“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為

8.37

。{通常認

為溶液中離子濃度小于10-5mol·L-1為沉淀完全:Al(OH)3+OH-

[Al(OH)4]-

K=100.63;KW=10-14;Ksp[Al(OH)3]=10-33}三年模擬題型化工流程分析1.(2024湖北十一校二模,9,改編)實驗室用MnO2等原料制取少量KMnO4的實驗流程如

下。下列說法錯誤的是

(

)

DA.通入CO2“歧化”時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2B.可循環(huán)利用的物質(zhì)是MnO2C.“過濾”時,為加快分離速率可采用減壓過濾D.向粗品中滴加鹽酸若產(chǎn)生氣泡則說明含有K2CO3

2.(2024九省聯(lián)考貴州卷,11)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色消毒劑,主要用于飲用

水處理。某化學興趣小組用廢鐵屑(主要成分為Fe,雜質(zhì)有Al、C及油脂)制備高鐵酸

鈉的主要流程如下。下列說法錯誤的是

(

)A.“堿浸”可以除去廢鐵屑中的油脂B.“濾渣”的主要成分是Al和CBC.“操作Ⅰ”通入的空氣可以用H2O2溶液代替D.若流程改為先“氧化”后“調(diào)pH”,可能會生成Cl2

3.(2024福建泉州一模,9)SrCl2是一種治療牙本質(zhì)過敏癥的牙膏添加劑。一種用工業(yè)碳

酸鍶(含少量BaCO3、FeO雜質(zhì))制取氯化鍶晶體(SrCl2·6H2O)的工業(yè)流程如下。

下列說法錯誤的是

(

)A.Ksp(SrSO4)>Ksp(BaSO4)B.溶液Ⅰ中發(fā)生了反應2Fe2++H2O2+2H+

2Fe3++2H2OCC.工業(yè)碳酸鍶的純度為

×100%D.系列操作包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等4.(2024江西鷹潭一模,12)利用含鈷廢料(主要成分為Co3O4,還含有少量的鋁箔、LiCoO2等雜質(zhì))制備碳酸鈷的工藝流程如圖:

已知:萃取Co2+的原理為Co2++2HR

CoR2+2H+。下列說法錯誤的是

(

)A.“濾液Ⅰ”中溶質(zhì)的主要成分是Na[Al(OH)4]BB.“酸溶”反應中H2O2作氧化劑C.“反萃取”中可加入H2SO4分離出Co2+D.“沉鈷”時Na2CO3溶液滴加速率不宜過快,目的是防止生成Co(OH)2

5.(2024安徽皖南八校三聯(lián),13)生產(chǎn)鎳蓄電池的材料之一為三氧化二鎳(Ni2O3),一種從

含鎳廢料(主要成分為鎳、鋁、氧化鐵、碳等)獲得Ni2O3的工業(yè)流程如圖所示:

已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+;②Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38;③當溶液中離子濃度≤1×10-5mol·L-1時,認為沉淀完全;④lg2=0.3。下列說法錯誤的是

(

)A.為除去含鎳廢料表面的礦物油,X可選用乙醇B.“酸浸”后的溶液中含有Fe3+、Ni2+、Al3+,可以用KSCN溶液證明Fe3+不能氧化Ni2+C.常溫下,加NiO調(diào)節(jié)溶液pH=3.3時,溶液中Fe3+剛好沉淀完全D.“無隔膜電解槽電解”發(fā)生的總反應為NaCl+H2O

NaClO+H2↑B6.(2024重慶九龍坡二模,15)氧化鈧(Sc2O3)可用作半導體鍍層的蒸鍍材料?？蓮慕饘?/p>

提取工藝中的固體廢料“赤泥”(含有Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)里回收Sc2O3。請

結(jié)合流程,回答以下問題:

已知:①Sc2O3和TiO2性質(zhì)較穩(wěn)定,不易被還原,且TiO2難溶于鹽酸;②“熔煉”過程中,單質(zhì)硅和大部分單質(zhì)鐵轉(zhuǎn)化為熔融物分離出來;③草酸可與多種金屬離子形成可溶性絡合物;④常溫下,部分氫氧化物的溶度積常數(shù)如下表所示:物質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2Sc(OH)3Ksp1×10-381×10-161×10-30(1)元素Sc在元素周期表中位于

d

區(qū)。(2)“熔煉”時,請寫出生成Fe的反應的化學方程式:

Fe2O3+3C

2Fe+3CO↑

。(3)“酸浸”時,濾渣的主要成分為

TiO2、C

(填化學式)。(4)“氧化”時,加入H2O2的目的是

H2O2+2Fe2++2H+

2Fe3++2H2O

(用離

子方程式表示)。(5)常溫下,“調(diào)pH”時,溶液中c(Sc3+)=0.001mol·L-1,為除去雜質(zhì)離子,應控制的pH范圍

是

3≤pH<5

;為檢驗該雜質(zhì)離子是否除盡,可選用

KSCN

(填化學式)溶液進行檢驗。(當溶液中某離子濃度c≤1.0×10-5mol·L-1時,可認為該離子沉

淀完全)(6)反應過程中,測得鈧的沉淀率隨

的變化情況如圖所示。當草酸用量過多時,鈧的沉淀率下降的原因是

草酸用量過多時,草酸鈧沉淀會轉(zhuǎn)化為可溶

性絡合物,使鈧的沉淀率下降

。

(7)草酸鈧晶體[Sc2(C2O4)3·6H2O]在空氣中加熱,

隨溫度的變化情況如圖所示。250℃時,晶體的主要成分是

Sc2(C2O4)3·H2O

(填化學式){M[Sc2(C2O4)3

·6H2O]=462g·mol-1}。1.(2024湖北名校3月測評,1)湖北鹽業(yè)歷史悠久,早在唐代已有零星的產(chǎn)鹽記載。下列

說法錯誤的是

(

)A.NaCl既可作調(diào)味品也可作防腐劑B.焰色試驗可用于區(qū)分NaCl和Na2CO3C.電解食鹽水的產(chǎn)物可用于生產(chǎn)漂粉精D.醫(yī)療上生理鹽水是含0.9%的NaCl溶液B2.(2024廣東湛江一模,10)部分含F(xiàn)e物質(zhì)的分類與相應化合價的關系如圖所示。下列

推斷不合理的是

(

)A.可存在a→e→b的轉(zhuǎn)化B.e溶液可與KSCN溶液反應生成紅色沉淀C.能用a制作的容器運輸濃硫酸D.a可與稀硝酸恰好反應,生成只含b的溶液B3.(2024陜西寶雞一模,13)從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯

化鐵晶體的流程如下。下列說法正確的是

(

)

A.試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C.試劑c是氯氣,相應的反應為2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-CD.用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否含有Fe2+

4.(2024河北張家口一模,10)硫酸鎂是一種重要的工業(yè)鹽,工業(yè)上利用礦石廢料(主要成

分為MgO和SiO2,還含有少量的PbO、FeO、Fe2O3、Al2O3等)制取硫酸鎂的工藝流程如

下:

下列說法錯誤的是

(

)A.濾渣1的成分為SiO2AB.“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為H2O2+2H++2Fe2+

2Fe3++2H2OC.“凈化”時加入MgO是為了調(diào)節(jié)溶液的pH使雜質(zhì)離子沉淀D.“操作2”可直接將MgSO4·7H2O加熱失水制備MgSO4

5.(2024湖南長郡中學月考六,11)碘化鋰(LiI)在能源、醫(yī)藥等領域有重要應用,某興趣

小組制備LiI·3H2O和LiI,流程如下:

已知:LiI·3H2O在300℃以上轉(zhuǎn)變成無水LiI。LiI易溶于水,溶解度隨溫度升高而增大,

在空氣中受熱易被氧化。Li2CO3難溶于水。下列說法錯誤的是

(

)A.步驟①主要發(fā)生的離子反應為Li2CO3+2H+

2Li++CO2↑+H2OB.步驟②過濾用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗C.步驟④可在空氣中加熱到300℃以上進行轉(zhuǎn)化CD.步驟③中一系列操作包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥6.(2024北京海淀一模,7)分銀渣是從陽極泥中提取