内容正文:
2023届高考化学一轮专题复习—工业流程题
1.(2023·湖北·统考一模)三氧化二镍()是重要的电子元件和蓄电池材料,工业上利用含镍废料(主要含Ni、Al、Fe的氧化物,,C等)制备的工艺流程如下所示:
已知:①在该实验条件下、Fe(Ⅲ)不能氧化Ni(Ⅱ)。
②常温下,溶液中金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
离子
pH
开始沉淀pH
7.2
3.7
2.2
7.5
完全沉淀pH
8.7
…
3.2
9.0
③萃取的原理为。
回答下列问题:
(1)“预处理”时,可以用___________(填化学式)溶液除去废料表面的油脂油污。
(2)“浸出”时,提高浸出效率可采取的措施有___________(任写一种)。滤渣1的主要成分是___________。
(3)“氧化”时,加入发生反应的离子方程式为___________,目的是___________。
(4)若常温下,“调pH”时,溶液中浓度为,为使等杂质离子沉淀完全,则需控制溶液的pH范围是___________。
(5)“萃取”时,操作若在实验室进行,需要用到的主要玻璃仪器有___________、烧杯。
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系:
温度
低于30.8℃
30.8~53.8℃
53.8~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
从溶液获得稳定的晶体的操作是:___________。
2.(2022·福建福州·福建省福州第八中学校考模拟预测)锌的化学性质与铝相似,工业上有较高的利用价值。某含锌废催化剂中锌以氧化物的形式存在,还含有硅、铜、铅等元素杂质,采用“氨浸除杂蒸发煅烧”新工艺生产高纯碱式碳酸锌,达到了废物综合利用的目的,工艺流程如下:
(1)“浸取”前,需将含锌废催化剂粉碎并加水制成悬浊液(化浆),目的是_______。
(2)“浸取”后的溶液溶质仅含锌氨配合物,请写出“浸取”中含锌物质反应的化学方程式为_______。
(3)“浸取”中锌的浸出率对本工艺至关重要,下图是锌浸出率随温度变化影响的曲线图。适宜选择的温度为_______左右,温度不宜过高的原因是_______。
(4)实验室进行操作Ⅰ时需用到的硅酸盐仪器有_______。
(5)“置换”是为了除去滤液中的、,也可加入溶液使其生成硫化物沉淀。已知常温下,,要使溶液中、的浓度均小于,则沉淀时需要控制的浓度至少为_______。
(6)“蒸氨”中锌氨溶液最终以形式从溶液中析出,其化学反应方程式为:_______。
(7)本工艺中可以循环利用的物质为_______。
3.(2023·重庆·统考模拟预测)四氧化三锰是一种重要的电子和新能源基础原材料,可以用于生产软磁锰锌铁氧体、锂电正极材料锰酸锂和负温度系数热敏电阻等。以软锰矿(主要成分为还含少量Fe、Si、Al等的氧化物)和硫铁矿(主要成分)为原料制备大颗粒的电池。
说明:
Ⅰ.“浸取”:研究发现,酸浸时和颗粒反应的原理如图1所示(部分产物未标出)。
图1
Ⅱ.通空气“氧化”:将“沉淀”步骤所得含少量的固体滤出,洗净,加水打成浆,浆液边加热边持续通入空气,制得。
Ⅲ.氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物
开始沉淀的pH
3.4
2.2
6.3
8.1
完全沉淀的pH
5.2
3.2
9.7
10.4
(1)滤渣1中主要成分的化学式为_______。
(2)随硫铁矿的增加,锰的浸出率降低,可能的原因是_______。
(3)写出“浸取”时与反应的离子方程式为_______。
(4)加入“氧化”的目的是_______。
(5)检验“沉淀”已洗净的操作是_______。
(6)“沉淀”加热通空气过程中溶液pH随时间变化如图2所示,其中pH先基本不变后迅速下降的原因是_______。
(7)一个立方体结构的晶胞如图3所示,距离最近的有_______个,已知阿伏加德罗数值为,则的晶体密度为,则晶胞的边长为_______nm(用含ρ、的代数式表示)。
4.(2022·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测)钛合金在国防、医用器材领域有重要应用,某研究小组利用钛铁矿[主要成分偏钛酸亚铁,含、杂质]制取,然后进一步制备金属钛,流程如下:
已知:a、发生的主要反应方程式如下:
;
b、部分物质的性质:
常温下状态
液体
液体
固体
固体
沸点
136.4
57.6
315
/
其他性质
极易水解
/
/
不溶于水
(1)步骤Ⅰ发生的是非氧化还原反应,写出钛铁矿与浓硫酸发生的主要化学反应方程式___________。
(2)步骤Ⅲ为了除去浸取液中的铁元