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2023届高考化学备考一轮训练:工业流程题
1.(2022春·广东广州·高三统考阶段练习)钒(V)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。一种以钒渣(主要成分是、、等)为,原料制取金属钒的工艺流程如图所示:
已知:①具有强氧化性,主要存在于的溶液中,时转化成酸式多钒酸盐。
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
开始沉淀时()的pH
1.9
7.0
8.1
8.9
沉淀完全时()的pH
3.2
9.0
10.1
10.9
回答下列问题:
(1)中Fe为+2价,V的化合价为_______。
(2)“焙烧I”中转化为和的化学方程式为_______。
(3)“酸浸”所得浸出液中除含有、外,还含有的金属阳离子有_______。
(4)“沉钒”可得到沉淀,“焙烧II”中发生反应的化学方程式为_______。
(5)“沉钒”所得滤液中加入氨水调节溶液,过滤得到沉淀和溶液A,溶液A中浓度为,为尽可能多地回收,并避免中混入,应控制_______。溶液A经加氨沉淀除镁后,溶液中的溶质可再生循环到_______工序使用。
(6)一种钒的硫化物的晶体结构(图a)及其俯视图(图b)如下图所示:
①该钒的硫化物的化学式是_______
②该钒的硫化物的晶体中,与每个V原子最近且等距的S原子的个数是_______。
2.(2022春·北京丰台·高三北京十八中期末)聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优异的无机高分子絮凝剂,其化学式通常表示为。某化工厂制备PFS并用其处理废水。
I.用硫酸铜废液制备PFS
(1)试剂A为_______。
(2)为什么要进行“控温”氧化_______。
(3)测定PFS样品中的:取a g样品,溶解于溶液中,用KF溶液掩蔽(使不能与反应),滴入酚酞溶液,再用溶液滴定,到达滴定终点时消耗NaOH溶液体积为。ag PFS样品中的_______mol。
II.用石灰乳-PFS法处理含砷废水
已知:
i.常温下,、的均大于的,可溶;
ii.常温下,溶液中含砷微粒的物质的量分数与pH的关系如图。
(4)下列说法不正确的是_______(填序号)。
a.溶液的
b.时,
c.溶液中,
(5)“一级沉降”中,石灰乳的作用是_______。
(6)“二级沉降”中,溶液的pH在8~10之间,PFS形成的胶体粒子可以通过沉淀反应进一步减少溶液中的As含量,反应的离子方程式为_______。
(7)溶液的pH和对As去除率的影响如图。某酸性含砷废水中As含量为,为达到排放标准(As含量),从节约成本的角度考虑,工业上选择的最佳条件是_______(填序号)。
[指PFS中Fe元素质量与对应废水中As元素质量之比]
A. B.
C. D.
3.(2023·辽宁·校联考一模)铜是人类最早冶炼的金属之一、在地壳中,铜主要以硫化物、氧化物或碳酸盐形式存在,其主要矿石为黄铜矿()、辉铜矿()、铜矿()和孔雀石()。尽管地壳中铁的丰度高于铜,但人类发展炼铁技术的时间较晚。有关铜及其化合物转化的部分工业流程(或转化关系)如下:
青铜是铜与锡、铅等其他化学元素的合金,在古代也被称为“金”,因为新铸造的青铜器呈金色。然而,青铜器上覆盖着一层长期氧化产生的铜绿。由于埋藏青铜器所经历的地下条件,它们受到不同程度的腐蚀,自然形成了各种腐蚀涂层,包括(黑色)、(红棕色)、碱式硫酸铜(蓝绿色,如、)等。生锈使青铜器的表面呈现出最显著的特征。这一层通常不会改变青铜器的形状,而且铜绿的性质相对稳定,因此通常不会损坏青铜器。然而,如果青铜与含氯物质接触,则可能会形成和,这被称为“粉末锈病”,这种铜锈会通过以下反应引起“青铜病”:与和反应,产生和(反应3)。形成的不是致密相,进而穿透松散相,与结合并侵蚀,从而形成和(反应2)。这些反应反复发生,直到器皿完全损坏。
可以从废青铜(合金)中制备胆矾()。称取一定量的青铜废料,放入烧杯中,在通风橱中小心地向烧杯中加入浓硝酸。在反应过程中,释放出红棕色气体(B),形成蓝绿色溶液(C)与白色沉淀(D)的混合物。过滤后,向滤液中添加水溶液,然后形成蓝色溶液E和白色沉淀F。浓缩溶液E和蓝色微晶(晶粒),冷却溶液可获得粗产物(G)。
回答下面问题:
(1)写出反应2~3的化学方程式__________。
(2)已知在反应1过程中所有元素化合价都发生了改变,写出固体A的化学式__________。
(3)写出B、D、F和G的化学式__________。
(4)分别写出溶液C和E中的主要阴离子和阳离子__________。
(5)为了测试产品纯度,称量0.2765g样品至250mL碘量瓶中,并用缓冲溶液溶解。向烧瓶中添加1g,摇晃10秒后,将混合物在黑暗中保持10分钟。加水稀释后,