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2023届高考化学一轮复习——工业流程题
1.(2022·河北邢台·校联考模拟预测)硫酸法生产钛白粉的过程中产生大量废酸,酸度高且含有大量的、少量和微量,我国某大学按图工艺将其综合处理后制成产物1、产物2(施氏矿物)、产物3(生物炭负载零价铁磁性复合材料),并将产物2和产物3应用于处理其它废水,达到以废治废的目的。
该工艺生产条件下,溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表。
金属离子
开始沉淀的
7.5
3.0
4.0
6.0
沉淀完全的
9.5
3.9
4.9
7.7
已知:①施氏矿物:,一般呈球形或者椭圆形,表面具有长度不等的针状毛刺,具有较大的比表面积,疏松,呈网状结构。
②生物炭负载零价铁磁性复合材料:。
回答下列问题:
(1)“初步中和”得到产物1的名称为______。
(2)“化学矿化”加入溶液的作用是_____;写出生成施氏矿物的离子方程式_____。
(3)“完全中和”为保证金属离子完全沉淀,应调最小为_____。
(4)甲基橙(MO)是印染纺织业广泛使用的偶氮染料,是典型的难降解有机污染物之一,可以对其进行氧化降解。单独添加施氏矿物或以及同时添加二者对MO的去除率如图所示。单独添加施氏矿物时,MO的去除率仅为,施氏矿物的作用机理是_______;若要尽可能地提高MO的降解率,可采取的措施最好是_______。
(5)处理含铬废水时,常将转化为并使其从中脱离,以期尽可能达到根本去除的目的。复合材料在的条件下对去除率随时间变化如图所示。后反应速率趋于平缓的原因是_____。
2.(2022·宁夏石嘴山·石嘴山市第三中学校考三模)某矿石中含有硅、铁、铝的氧化物,为综合开发资源提高矿石的利用率,化工厂采取如图工艺制备铁红和AlCl3·6H2O。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:
金属离子
Fe3+
Al3+
Fe2+
开始沉淀的pH
2.2
3.7
9.5
沉淀完全的pH(10—5mol/L)
3.1
4.7
11.1
请回答下列问题:
(1)提高酸浸效率的措施_______(答出一种即可),最适合选择_______进行酸浸。
(2)“氧化”步骤一般采用双氧水,且分多次添加的方式。其涉及的离子方程式:_______,分多次添加双氧水的目的是_______。
(3)调节pH的范围为_______。
(4)“洗涤”滤渣B的操作是_______。
(5)由AlCl3溶液制备AlCl3·6H2O的操作步骤为_______,蒸发浓缩、冷却结晶、_______、干燥。
(6)写出滤渣A与氢氟酸反应的化学反应方程式_______。
(7)若矿石m1kg,最后获得m2kgAlCl3·6H2O,则矿石中铝元素的含量为_______×100%。(用最简分数表示)
3.(2022·山东济南·统考二模)某化工厂利用废旧锂离子电池的正极材料(含有以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)制备和的工。艺流程如下:
已知:①草酸()是一种二元弱酸,不稳定易分解,具有还原性。
②常温时,有关物质如下表(单位已略):
③当离子浓度,可认为沉淀完全。
④常温下的溶解度为,的溶解度随温度的升高而逐渐减小。
回答下列问题:
(1)拆解后的“正极材料”需按先后顺序加酸,最后加入的是_______(填“硫酸”或“草酸”),溶解的反应的离子方程式为_______。
(2)“滤液Ⅰ”中加入氨水调为5,则“滤渣Ⅱ”的主要成分是_______(填化学式)。若先调节并控制到5,再加入,则被氧化时的离子方程式为_______。
(3)若取“滤液Ⅱ”,测得、浓度均为,则至少需加入_______g(保留到小数点后1位)固体才能使沉淀完全。
(4)在空气中“焙烧”的化学方程式为_______。
(5)为了获得更多更纯的固体,“系列操作”依次为_______和干燥。
4.(2022·湖南怀化·统考一模)黄铜矿[主要成分为,含少量氯磷灰石]为原料的火法炼铜主要流程如下:
已知:氯磷灰石高温下易被氧化为。某研究小组以黄铜矿为原料进行如下实验。
(1)燃烧碘量法测定黄铜矿中硫元素的含量。
将矿样与足量混合,以氨气为载气,在1250℃左右高温炉中加热,将产生的气体用含淀粉的溶液吸收,同时用的标准溶液缓慢滴定(还原产物为碘离子)。装置如图所示(Sn的+4价化合物比+2价稳定)。
①通入氮气的作用是_______。
②写出滴定过程中生成遇淀粉溶液变蓝色的物质的离子方程式_______;滴定终点现象为_______。
③若滴定至终点时,消耗标准液体积为,则矿样中硫元素的质量分数为_______。
④的作用是_______。
(2)利用下