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2023届高考化学一轮专题复习:工业流程题
1.(2022秋·江西宜春·高三校考期末)NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素的化合物杂质)为原料获得。操作步骤如图:
已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示:
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2+
6.3
9.7
Fe3+
2.2
3.2
Ni2+
6.4
8.4
(1)向滤液Ⅰ中加入FeS固体是为了生成更难溶于水的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等杂质,则除去Cu2+的离子方程式为___________,当c(Cu2+)≤1.0×10-5mol•L-1时,可认为Cu2+已沉淀完全,此时溶液中S2-的浓度不小于___________。(已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36)
(2)根据对滤液Ⅱ的操作作答:
①向滤液Ⅱ中加H2O2的目的是___________。
②调节滤液Ⅱ的pH,pH应控制在范围___________。
③检验滤液Ⅲ中杂质金属离子是否除尽的试剂是___________。
(3)滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,加Na2CO3过滤后得到NiCO3固体,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这两步操作的目的是___________。
2.(2022·四川成都·成都七中校考模拟预测)锰(Mn)最早是由瑞典化学家伯格曼的助手甘恩从软锰矿中分离得到的,锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是,含有、、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如下所示。
(1)“浸锰”步骤中往往有副产物生成,温度对“浸锰”反应的影响如图所示。为减少的生成,“浸锰”的适宜温度是_______,“滤渣I”的成分有和_______(填化学式)。该步骤中可以再加入,以促进“滤渣I”析出,结合平衡移动原理分析其原因:_______。
(2)“滤液I”中需要先加入,充分反应后再调pH,写出加入时发生反应的离子方程式:_______。
(3)“滤液II”中加入的目的是进一步除去溶液中的,已知25℃时,则常温下在纯水中的溶解度为_______。
(4)由“滤液III”可制得,已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。则从“滤液III”中获得较高纯度的“操作I”为控制温度在80~90℃蒸发结晶、_______、用80~90℃蒸馏水洗涤2~3次、真空干燥。
(5)电解时加入适量的有利于Mn在电极上析出,与水反应生成的(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质(对有特殊的吸附能力,有利于电还原沉积),该电极反应为____。
3.(2022秋·广东深圳·高三统考期末)主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的着色颜料,也可用于镍粉的制造,其中一种生产工艺如下:
已知:①有很强的氧化性,且氧化性:。
②一些物质的沉淀值
氢氧化物
值
开始沉淀
沉淀完全
6.5-7.5
9.7
1.5-2.3
4.1
6.7-7.7
8.9-9.5
(1)中的化合价为_______。
(2)为了提高金属镍废料浸出速率,在“酸浸”时可采取的措施有_______(写两条)。
(3)加入“氧化”的离子方程式为_______;加入溶液调,产生的“滤渣”是_______。
(4)从滤液A中可回收利用的主要物质是_______;加入溶液和溶液,“氧化”生成的离子方程式为_______。
(5)工业上用镍为阳极,电解溶液与一定量组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其他条件一定时,的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如下图所示:
①的浓度最好控制为_______。
②当浓度大于时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,相应的电极反应式为_______。
4.(2022秋·安徽亳州·高三校考期末)电子工业上使用的印刷电路板,是在敷有铜膜的塑料板上以涂层保护所要的线路,然后用三氯化铁浓溶液作用掉(腐蚀)未受保护的铜膜后形成的。某工程师为了从使用过的腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液作为腐蚀液原料循环使用,准备采用图示步骤:
(1)写出FeCl3溶液与铜膜发生反应的离子方程式:_______。
(2)往含有Fe3+的腐蚀废液中加入试剂X,可以观察到溶液变成红色,试剂X为_______。
(3)向②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中,此过程的现象:_______,此转化的化学方程式为:_______,_______。
(4)已知通入的⑥是一种黄绿色气体,写出通入⑥发生反应的离子方程式:_______。
5.(2022秋·云南·高三统考期末)以黄铁矿(主要成分FeS2)