专题17 工艺流程题-备战2022年高考化学之一年真题和模拟分项汇编【湖南新高考】

备战2022年湖南新高考之真题与模拟分项汇编 专题17 工艺流程题 1．（2021·湖南高考真题） 可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以形式存在，还含有 、 、 、 等物质。以独居石为原料制备 的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为_______； (2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有_______(至少写两条)； (3)滤渣Ⅲ的主要成分是_______(填化学式)； (4)加入絮凝剂的目的是_______； (5)“沉铈”过程中，生成 的离子方程式为_______，常温下加入的 溶液呈_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知： 的 ， 的 ， )； (6)滤渣Ⅱ的主要成分为 ，在高温条件下， 、葡萄糖( )和 可制备电极材料 ，同时生成 和 ，该反应的化学方程式为_______ 【答案】 适当升高温度，将独居石粉碎等 Al(OH)3 促使铝离子沉淀 ↑ 碱性 6 + +12 =12 +6CO↑+6H2O+6CO2↑ 【分析】 焙烧浓硫酸和独居石的混合物、水浸， 转化为Ce2(SO4)3和H3PO4， 与硫酸不反应， 转化为Al2(SO4)3， 转化为Fe2(SO4)3， 转化为CaSO4和HF，酸性废气含HF；后过滤，滤渣Ⅰ为 和磷酸钙、FePO4，滤液主要含H3PO4，Ce2(SO4)3，Al2(SO4)3，Fe2(SO4)3，加氯化铁溶液除磷，滤渣Ⅱ为FePO4；聚沉将铁离子、铝离子转化为沉淀，过滤除去，滤渣Ⅲ主要为氢氧化铝，还含氢氧化铁；加碳酸氢铵沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O。 【解析】 (1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，则质量数为58+80=138，该核素的符号为 ； (2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有适当升高温度，将独居石粉碎等； (3)结合流程可知，滤渣Ⅲ的主要成分是Al(OH)3； (4)加入絮凝剂的目的是促使铝离子沉淀； (5)用碳酸氢铵“沉铈”，则结合原子守恒、电荷守恒可知生成 的离子方程式为 ↑；铵根离子的水解常数Kh( )= ≈5.7×10-10，碳酸氢根的水解常数Kh( )== ≈2.3×10-8，则Kh( )<Kh( )，因此常温下加入的 溶液呈碱性； (6)由在高温条件下， 、葡萄糖( )和 可制备电极材料 ，同时生成 和 可知，该反应中Fe价态降低，C价态升高，结合得失电子守恒、原子守恒可知该反应的化学方程式为6 + +12 =12 +6CO↑+6H2O+6CO2↑。 2．（2021·湖南长沙市·长沙一中高三一模）锰的重要用途是制造锰钢.一种以高铁锰矿(含MnO2、Fe2O3及少量FeO、CaO、K2O、Na2O)为原料生产金属锰的工艺流程如图： 回答下列问题： (1)“焙烧还原”时，高铁锰矿中MnO2被还原为MnO。 ①理论上，还能被还原的成分有__、__(填化学式)。 ②根据表中数据，焙烧时应选择的温度为__。 还原温度/℃ 焙烧后Mn元素在主要含锰物质中的分布/% MnO2 高价锰(MnxOy) 低价锰(MnO) 600 800 1000 1100 1200 40.92 10.56 5.77 痕量 痕量 34.76 6.63 2.70 0.46 0.30 24.32 82.81 91.29 98.76 97.94 (2)“浸出”产生“滤渣”的主要成分为___(填化学式)；该步骤中需再加入MnSO4以促进“滤渣”析出，结合化学反应原理解释其原因：___。 (3)“除杂”时，加入的MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，其离子方程式为___；再将pH逐步调至6，Fe3+水解为Fe(OH)3，同时Fe3+与Na+、K+形成络合物沉淀。 (4)电解“净化”所得溶液(MnSO4的酸性溶液)制备Mn。 ①电解时，溶液中的阳离子在阴极存在两个相互竞争的电极反应，其产物分别为Mn和__(填化学式)。 ②研究表明，加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出.机理为：SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质，该电极反应为__；电极上的Se对Mn2+有特殊的吸附性能，使Mn2+的电还原沉积成为主要反应。 ③电解废液可在上述流程的___步骤中循环使用。 【答案】Fe2O3 FeO 1100℃ CaSO4 增加c(SO )，使反应Ca2++ SO EMBED Equation.DSMT4 CaSO4平衡向正反应方向移动，促进CaSO4析出。[或增加c(SO )，使得QC＞Ksp(CaSO4)，反应向生成CaSO4沉淀的方向移动。] MnO2+2Fe2++4H+=Mn2