必杀15 工艺流程综合(15题)- 2022年高考化学考前必杀300题（山东专用）

2022年高考化学考点必杀300题 必杀15 工艺流程综合题 1．【2022·山东青岛·一模】废镍催化剂主要含Ni，还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2。某研究性学习小组设计如下工艺流程回收镍，制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)。 该小组同学查阅资料知： ①镍的化学性质与铁相似，能与酸缓慢反应。 ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ 开始沉淀时(c＝0.01 mol·L－1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 （1）除“粉碎”外，请你再写出一条提高废镍催化剂酸浸效率的措施_______。 （2）滤渣1的主要成分有_______。 （3）实验室中进行操作A所用的主要玻璃仪器有_______。 （4）“溶液”中加入H2O2目的是_______(用离子方程式表示)。有同学认为可用NaClO代替H2O2，你认为此方案是否可行？_______ (填“是”或“否”)，理由是_______。 （5）下列物质调溶液pH，最好选用_______(填字母标号)。 a.氨水 b.稀H2SO4 c.NiCO3 d.Na2CO3 若调pH前c(Ni2＋)＝1.0 mol·L－1，Al3＋和Fe3＋浓度均为1.0 mol·L－1，则“调pH”需控制溶液pH的范围为_______。 （6）如图为NiSO4的溶解度随温度变化关系，据图分析操作B是_______。 【答案】（1）升高酸浸温度或适当增大硫酸浓度、搅拌等 （2）SiO2、Cu （3）分液漏斗、烧杯 （4）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O 否 ClO－能将Ni2＋氧化或NaClO容易产生氯气，能造成污染等 （5）c 4.7≤pH≤6.2 （6）加热浓缩、降温结晶 【解析】废镍催化剂粉碎后通过稀硫酸酸浸，Cu的氧化物，Fe、Al及其氧化物被溶解，Cu、SiO2不溶，过滤后得到滤渣1。滤液1中加入有机溶剂，分液得到含铜的有机层，溶液中加入双氧水氧化亚铁离子，然后调节pH将溶液中铁离子、铝离子转化为沉淀，过滤，滤液2经过加热浓缩、降温结晶得到硫酸镍晶体，据此解答。 （1）根据外界条件对反应速率的影响可知除“粉碎”外，能提高废镍催化剂酸浸效率的措施还有升高酸浸温度或适当增大硫酸浓度、搅拌等。 （2）根据以上分析可知滤渣1的主要成分有SiO2、Cu。 （3）操作A是萃取分液，则实验室中进行操作A所用的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。 （4）根据以上分析可知“溶液”中加入H2O2目的是氧化溶液中的亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O。由于ClO－能将Ni2＋氧化，且NaClO容易产生氯气，能造成污染，因此不能用NaClO代替H2O2； （5）氨水、Na2CO3能调节pH，但引入新杂质，稀H2SO4增强酸性，不能消耗氢离子，NiCO3能消耗氢离子，调节pH，且不会引入新杂质，答案选c；根据表中数据可知铁离子完全沉淀的pH是3.2，铝离子完全沉淀的pH是4.7，镍离子开始沉淀的pH是7.2，所以氢氧化镍的溶度积常数是0.01×(10－6.8)2＝10－15.6，由于调pH前镍离子浓度是1.0 mol·L－1，则镍离子开始沉淀时氢氧根浓度是 mol·L－1＝10－7.8 mol·L－1，对应的pH是6.2，则需控制溶液pH的范围为4.7≤pH≤6.2。 （6）根据图像可知NiSO4的溶解度随温度的升高先增大后减小，所以据图分析操作B是加热浓缩、降温结晶。 2．【2022·山东济宁·一模】工业上以锌白矿(主要成分为ZnO，还含有PbO、FeO、Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)为主要原料制备硫酸锌的工艺流程如图。回答下列问题： 已知： ①某温度下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH值如图： ②硫酸锌晶体的溶解度随温度的变化如图： （1）“酸浸”时，需不断通入高温水蒸气，其目的是____，用到的4.5mol·L－1的硫酸溶液需用18mol·L－1的浓硫酸配制。下列操作使所配溶液浓度偏大的是____(填字母)。 （2）滤渣1的主要成分是____，调节pH时可使用物质B是____(填化学式)。 （3）从滤液2经一系列操作可得产品级ZnSO4·7H2O，具体操作如图： 滤液2调节pH值沉锌的范围是9.4～____，简述从滤液3得到产品级ZnSO4·7H2O的操作：____，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 将硫酸锌与硫化钡混合可以得到很好的白色颜料－－锌钡白(俗称：立德粉ZnS·Z