2022届高三化学二轮复习 化工流程训练题.docx
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1、化工流程专题训练一、工业流程题1一种从阳极泥(主要成分为Cu、Ag、Pt、Se和等)中回收Se和贵重金属的工艺流程如下图所示。回答下列问题:已知:该工艺中萃取与反萃取原理为:(1)已知Ag为47号元素,Ag在元素周期表中的位置为_。(2)“焙烧”产生的与的混合烟气可用水吸收制得单质Se,该反应的化学方程式为_;过滤所得粗硒可采用减压蒸馏的方法提纯单质硒,采用减压蒸馏的目的是_。(3)“酸浸氧化”中通入氧气的目的是_;“反萃取剂”最好选用_(填化学式)。(4)沉银时加入NaCl,可将转化为AgCl,再用硫代硫酸盐溶液浸出银元素。已知:溶液中_时,可使所得浸出液中。(5)“滤液”中含有和,则“还原
2、”中发生反应的离子方程式为_。(6)研究发现,硫代硫酸盐浸出金的过程是电化学催化腐蚀过程,催化机理模型如图所示:图中表示金粒负极的电极反应式为_。浸金过程中的催化剂是_(填化学式)。2利用火法炼铜后产生的含锌铜烟尘(主要成分为ZnO、CuO和少量铁的氧化物)制备活性氧化锌(ZnO),同时回收硫酸铵晶体的工艺流程如下:已知:25C时溶液中金属离子物质的量浓度c与pH的关系如图所示;当溶液中某离子浓度c1.0 10-5molL-1时,可认为该离子沉淀完全。回答下列问题:(1)“步骤I “加入H2O2后,再将溶液进行加热,加热的目的是_;该步骤也可以在加入H2O2后选择合适试剂将pH至少调至_,以达
3、到相同的目的,可选择的试剂是_(填标号)。A氨水 B氢氧化钠 C氧化锌 D氢氧化钡(2)“步骤II”所加试剂a为_。(3)“步骤III”中得到沉淀的化学式可以表示为aZnCO3bZn(OH)2,该反应的离子方程式为_;实验时称取34.9 g沉淀充分焙烧,当_时可认为焙烧完全,最终获得24.3g活性氧化锌,通过计算确定aZnCO3bZn(OH)2中a与b之比为_。(4)由滤液I得到硫酸铵晶体的一系列操作为_。3氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示:已知:Ce4+能与F-结合成CeFx(4-x)+,
4、也能与SO结合成CeSO42+;Ce3+和Na2SO4形成复盐沉淀,Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+;硫脲(SCN2H4)具有还原性,酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2。回答下列问题:(1)焙烧后,Ce元素转化成CeO2和CeF4,写出焙烧的化学方程式_。(2)滤渣A的主要成分是_。(3)步骤加入稀硫酸浸出,Ce的浸出率与c(H+)、温度的关系如图所示,应选择的适宜的条件为_(填序号)。A65 2.0mo1L-1B75 2.0molL-1C85 2.5molL-1D100 2.5molL-1(4)写出步骤中加入硫脲还原CeSO42+的离子方程式为_。(5)步骤加入盐酸后,通常还需加入H2
5、O2,其主要目的为_。(6)步骤中若Ce3+恰好沉淀完全(c(Ce3+)为1.010-5molL-1),此时测得溶液的,pH=5,则溶液中c(HCO)=_molL-1(保留3位小数)。(已知常温下ka2(H2CO3)=5.6110-11,KspCe2(CO3)3=1.010-28)4氯氧化铋是一种新型的高档环保珠光材料,无毒性,低油脂吸收,可用作颜料、制造人造珍珠以及干电池阴极。经过精制提纯的氯氧化铋可用作美容面粉。以下是采用湿法工艺用铋精矿(主要成分是Bi2S3还含有FeS2、CuS2、PbO2等)制备BiOCl的一种方法,其流程如下图所示:已知:Fe(OH)3开始沉淀的pH值为2.7,沉淀
6、完全时的pH值为3.7。pH3,则BiCl3极易水解生成不溶性的BiOCl沉淀。请回答下列问题:(1)铋精矿在“加压氨浸”前先进行粉碎,其目的是_。(2)Bi2S3中Bi元素的化合价为_,加压氨浸过程中,Bi2S3转化为Bi2O3,FeS2转化为Fe2O3,CuS2转化为Cu(NH3)4(OH)2,已知FeS2转化为Fe2O3反应方程式为:4FeS2+16NH3H2O+15O2=2Fe2O3+8(NH4)2SO4+8H2O,请写出CuS2发生反应的化学方程式_。(3)盐酸羟胺的作用为:_。(4)“酸浸还原”中,铋的浸出率与温度关系如图所示在高于40C左右时“铋的浸出率”开始下降其主要因素可能是
7、_。(5)“沉铋”时需控制溶液的pH=3.0,且反应中有气体放出,此时BiCl3发生反应的离子方程式为_。(6)测定产品的纯度:取ag充分洗涤并干燥后的产品,溶于稍过量的浓硝酸中,加水稀释到:100.0mL,取20.0mL于烧杯中,用bmol/L的AgNO3标准溶液滴定至终点(用Na2CrO4作指示剂),消耗AgNO3标准溶液VmL,则产品中BiOCl的质量分数为_%(用含a、b、V的代数式表示)。5三氧化二镍()是重要的电子元件材料和蓄电池材料,工业上利用含镍废料(主要成分为镍、铝、氧化铁、碳等)提取,工艺流程如下:已知:易溶于水,不能氧化。实际生产温度时的溶解度:。(1)“预处理”操作选择
8、用_(填标号)来除去废旧镍电池表面的矿物油污。A纯碱溶液清洗 BNaOH溶液清洗 C酒精清洗(2)常温下,盐酸的浓度为2.5mol/L,“液固比”与镍的浸出率的关系如图所示,实际生产采取的“液固比”为_,主要的原因是_。(3)“酸浸”所得溶液中含有,通过实验证明不能氧化:_。(4)室温下,“酸浸”所得溶液中的浓度为0.2mol/L,当溶液的pH调到2时,c(Fe3+)=_。(已知:)(5)加入溶液“沉镍”得到的沉淀为_。(6)电解过程中产生的氯气在碱性条件下生成,再把二价镍氧化为三价镍,写出“氧化”反应的离子反应方程式_。6工业上常通过石煤灰渣(主要成分有SiO2、C、Al2O3、FeO、V2
9、O3、CaO、MgO、K2O)回收钒的氧化物,有关工艺流程如图:已知:“焙烧”时,在空气的作用下,V2O3被氧化为V2O5。V2O5在稀硫酸作用下生成(VO2)2SO4。根据所学知识,回答下列问题:(1)在“焙烧”之前,要先将硫酸铵固体和石煤灰进行混磨处理,其目的是_。(2)(VO2)2SO4中V的化合价为_,“浸渣”的主要成分除了SiO2,还有_(填化学式)。(3)“氧化”时加入的试剂a常用H2O2,写出反应的离子方程式:_。HNO3也能氧化Fe2,工业生产中不选用HNO3的原因是_。(4)在500灼烧脱氨可制得产品V2O5,写出该反应的化学方程式:_。在硫酸酸化条件下,V2O5可与草酸(H
10、2C2O4)溶液反应得到含VO2的溶液,写出发生反应的离子方程式:_。(5)5t某批次的石煤灰渣中V2O3的含量为37.5,工业生产中钒的浸出率为86,若后续步骤中钒损耗为2,则理论上制得的V2O5的质量最多为_t(保留三位有效数字)。7实现变废为宝和资源的回收利用是实现“碳中和”的重要途径。一种利用碲化亚铜废渣制备二氧化碲和单质银的工业流程如图所示:已知:碲化亚铜废渣的主要成分为,还含有少量;二氧化碲是两性氧化物,微溶于水;本流程条件下,。回答下列问题:(1)碲是52号元素,其在元素周期表中的位置为_,“破碎”的目的为_。(2)“酸浸氧化”后元素以形式存在,由生成的化学方程式为_,双氧水实际
11、消耗量为理论消耗量的倍,原因为_。(3)“碱转化除铜”时应调节溶液的为13,此时溶液中的为_。(4)“中和沉碲”时需控制溶液的为,温度为,若溶液的过低,将导致_。(5)酸浸渣的主要成分为_(填化学式),“还原”工序中发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(6)以上述流程制得的为原料制备高纯碲单质的方法如下:将溶于溶液生成,电解溶液即可在阴极获得单质碲。若溶液中过低,在阴极会产生,生成该离子的电极反应式为_。8Cr2O3常用作胶黏剂和密封剂的着色性、耐磨性、耐腐蚀性填充剂,还可用作搪瓷、陶瓷、人造革、建筑材料的着色剂。某实验室模拟工业上以铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3,还含Al、Si
12、,Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备Cr2O3流程如下:已知:、溶液中,氧化性非常弱,具有强氧化性。、是一种二元中强酸,不稳定易分解,极易被氧化(1)“步骤焙烧”时,坩埚W的材质可以是_(填“铁”“陶瓷”或“氧化铝”);铬铁矿中Cr元素转化为的化学方程式为_(2)“滤渣I”的主要成分是_,“步骤”调节pH应选择的试剂为_(填选项)。ABCO2 C稀盐酸 D氨水(3)“步骤”用稀硫酸调pH,再分批加入完成步骤。分批加入的目的是_,“步骤”发生反应的离子方程式为_(4)“步骤”发生反应的离子方程式为_,判断“步骤”中全部分解的实验基本操作是_。9硫酸锆Zr(SO4)24H2O,是制取原子能级锆
13、及其它锆化合物的中间原料,并大量用作皮革鞣剂、羊毛处理剂、催化剂等。下面是以锆英砂(主要成分为ZrO2,伴有杂质SiO2)为原料,利用碱熔法再进行酸浸制备硫酸锆的工艺过程。已知:Na2ZrO3、ZrOCl2、Zr(SO4)2均易溶于水,难溶于酒精及其他有机溶剂ZrOCl2ZrO2+2Cl-;ZrO2+ZrOSO4ZrO2+2H2OZrO(OH)2+2H+(1)步骤1中用到的仪器有泥三角、_(填“铁”或“瓷”)坩埚、坩埚钳等(2)下列说法正确的是_。A副产物1为H2SiO3、副产物2为NaC1、副产物3为HClOB步骤3加入HCl作用是与Na2ZrO3反应生成ZrOCl2,还能降低ZrOCl2的
14、溶解度C操作1为蒸发结晶、趁热过滤;操作2为重结晶D制备的Zr(SO4)24H2O溶于水溶液呈酸性(3)如图装置,经过一系列操作完成操作2中的抽滤和洗涤。请选择合适的编号,按正确的操作顺序补充完整:开抽气泵adb( )( )( )( )be关抽气泵,_。a.转移固液混合物;b.确认抽干;c.加浓盐酸洗涤;d.关闭活塞A;e.打开活塞A;f.加无水乙醇洗涤(4)ZrOCl28H2O洗涤后,在800下灼烧可得一种用于制备压电陶瓷的原料ZrO2,写出该灼烧过程的化学方程式_。(5)实验室可以用络合滴定法测定锆含量。已知:ZrO2+与二甲酚橙生成红色络合物,ZrO2+能与EDTA发生络合反应(1:1)
15、生成无色络合物,且络合能力更强。样品溶解时,需要加入盐酸溶解,原因是:_。产品中锆的含量是_(用含c、V、m的代数式表达)10以氟硅酸(制磷肥副产品)和电石灰为原料制备四氟化硅的一种工艺流程如图。已知电石灰主要成分为Ca(OH)2,还含有Al2O3、Fe2O3和SiO2等杂质。请回答下列问题:(1)硅的某种核素含有16个中子,则该核素符号为_。沉钙过程中所加氟硅酸(H2SiF6)中硅元素的化合价为_。(2)滤渣1的主要成分为_(填化学式)。(3)加入絮凝剂的目的为_。(4)为检验“沉钙过滤”过程后的滤液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是_。(5)副产品A的化学式为_,上述流程中循环利用的物
16、质为_。(6)工业上可用碳酸钠溶液吸收SiF4,生成原硅酸(H4SiO4)和氟硅酸盐两种沉淀,写出该过程的化学方程式_。(7)往CaCO3悬浊液中通入HF气体,也可以制得副产品A,写出该反应的离子反应方程式:_。(已知:25时,H2CO3的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11;HF的Ka=6.310-4;Ksp(CaCO3)=3.410-9;Ksp(CaF2)=1.710-10)11利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣(主要含、及少量可溶性磷酸盐)生产的工艺流程如下,回答下列问题:已知:、可与、NaCl组成的混合钠盐在高温下反应,并转化为、等可溶性钠盐。(1)焙烧I包括氧化和钠化成盐两个
17、过程,氧化的目的是获得,写出氧化过程中发生反应的化学方程式_;废渣I的主要成分是_。(2)精制I加入后,写出相关的离子反应方程式:_、,溶液中_。已知(3)精制II中加入溶液除去磷酸盐,pH过小时影响除磷效果的原因是_。(4)沉钒所得沉淀需进行洗涤,洗涤时除去的阴离子主要是_。在500时焙烧脱氨制得产品,反应方程式为。但脱氨过程中,部分会被转化成,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2,该反应的化学方程式为_。12镉(Cd)可用于制作某些发光电子组件。一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如下:已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液Cu2+开
18、始沉淀2.76.33.8完全沉淀3.28.35.0回答下列问题:(1)“滤渣1”的主要成分为_(填化学式)。(2)“氧化”时KMnO4的还原产物是MnO2,该步骤中除锰的离子方程式为_。(3)“置换”中镉置换率与()的关系如图所示,其中Zn的理论用量以溶液中Cd2+的量为依据。实际生产中比值最佳为1.3,不宜超过该比值的原因是_。(4)“置换”后滤液溶质主要成分是_(填化学式)。(5)“熔炼”时,将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH混合反应,反应的化学方程式是_。当反应釜内无明显气泡产生时停止加热,利用Cd与Na2ZnO2的_不同,将Cd从反应釜下口放出,以达到分离的目的。13钒广泛应用于钢铁工
19、业,钒的氧化物在化学工业常用作催化剂。某沉钒废水(含Al3+、Fe2+、VO2+)钒含量约为2%。从该沉钒废水中分离出铁元素并制备V2O5的流程如下所示:已知:钒元素的存在形态较多,部分四价钒和五价钒物种的分布分数与pH的关系如图所示。Fe(OH)2完全沉淀的pH为8.4;VO(OH)2完全溶解的pH约为11。吉布斯自由能(G)可以用来判断反应进行的方向。一个反应的G越小,反应发生的可能性越大。(1)写出基态V原子的核外电子排布式_。(2)“沉铁”时调节pH时不能用氨水代替氢氧化钠的原因是_。(3)写出“氧化时发生的离子方程式_。(4)“沉钒沉铝”中所得沉淀物与浸出剂反应G与温度的关系如图所示
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