2023年高三化学二轮复习专题训练 无机化工流程综合题

无机化工流程综合题 真题研究 类型1　以矿石为原料制备含陌生元素重要无机物 1．(2022·全国甲卷，26)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下： 本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表： 离子 Fe3＋ Zn2＋ Cu2＋ Fe2＋ Mg2＋ Ksp 4.0×10－38 6.7×10－17 2.2×10－20 8.0×10－16 1.8×10－11 回答下列问题： (1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_________________________________________。 (2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有______________________________________。 (3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是__________(填标号)。 A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH 滤渣①的主要成分是__________、_______________、__________。 (4)向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为_______________________________________________________。 (5)滤液②中加入锌粉的目的是__________________________________________________。 (6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是____________、__________。 2．(2022·广东，18)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下： 已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持＋3价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。 离子 Mg2＋ Fe3＋ Al3＋ RE3＋ 开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2～7.4 沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 / (1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是__________。 (2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至__________的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为______________________________________________________________。 (3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。为尽可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于__________ mol·L－1(保留两位有效数字)。 (4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是__________________ ________________________________________________________________________。 ②“操作X”的过程为先____，再固液分离。 (5)该工艺中，可再生循环利用的物质有__________(写化学式)。 (6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。 ①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 mol Pt3Y转移__________ mol电子。 ②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为________________________________________________________________________。 类型2　典型无机物的转化与物质制备 3．(2021·全国甲卷，26)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题： (1)I2的一种制备方法如图所示： ①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为____________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成____________后可循环使用。 ②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_______________________； 若反应物用量比＝1.5时，