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2023届高考化学一轮专题复习—工业流程题
1.(2023·湖南永州·统考二模)钴是重要的金属材料,以镍电解钴渣[主要成分为等氢氧化物]为原料制备氢氧化高钴的流程如下:
已知:①氧化性:
②一般在时,才能被氧化水解生成沉淀。
(1)是27号元素,原子的价层电子排布式为_______。
(2)“溶解”过程得到的溶液中含有的主要阳离子有、、_______。
(3)“除铁”过程加入的作用是_______。
(4)“一次沉钴”会夹带生成少量的沉淀,利用含母液淘洗沉淀的目的是_______。
(5)“二次沉钴”过程生成的总化学反应方程式为_______。
(6)钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝,钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体是由图1所示的结构构成。图1包含I型和II型两种小立方体。图2是钴蓝的晶胞,已知钴原子位于顶点和面心。
①图2所示字母中,I型小立方体分别是a、_______(填字母序号)。
②用表示阿伏伽德罗常数的值,则钴蓝晶胞密度为_______(列出表达式)。
2.(2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测)Fe3O4是一种重要的化工产品,以黄铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Fe3O4、CaO等物质)为原料制备Fe3O4的过程如下。
(1)酸浸、过滤
① 酸浸过程Fe3O4发生反应的离子方程式是________。
② 充分酸浸后浸取液中仍有Ca2+ 残留,加入FeS2可进一步提高钙的脱除率,结合方程式解释原因________。
(2)纯化
① Fe粉的作用是________。
② 检验纯化是否完全还原,应向滤液中加入________。
a.KMnO4溶液 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.KSCN溶液
(3)制备
将NaOH溶液与FeSO4溶液(稍过量)按一定比例混合,产生白色沉淀,继而转变为墨绿色,最后变为黑色。溶液混合的同时通入空气并记录pH的变化,如图所示。
已知:
ⅰ.pH≈7.8时,浊液中主要存在Fe(OH)+、 Fe(OH)2和少量Fe2+
ⅱ.墨绿色物质主要成分为Fe5O2(OH)5SO4
制备过程可能发生了如下历程:
① 0~t1时段,pH明显降低。结合离子方程式解释原因:________。
② t1~t2时段,墨绿色物质的生成与转化(生成Fe3O4)同时进行。
a.生成墨绿色物质的方程式是:________。
b.墨绿色物质转化为Fe3O4的方程式是:________。
③ t2~t3时段,pH继续降低的原因是:________。
3.(2022·浙江杭州·杭州高级中学校考模拟预测)三氯化六氨合钴是一种重要的化工原料。利用含钴废料(含少量、等杂质)制取的工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”过滤后的滤液中含有、、、等。
②、
、
溶液中金属离子物质的量浓度低于时,可认为沉淀完全。
③具有较强还原性。
回答下列问题:
(1)制备。“除杂”过程中加调节后会生成两种沉淀,同时得到含的滤液,调节的范围为_______。
(2)下列说法错误的是_______。
A.制备时,“混合”过程中需先将,溶液混合,然后再加入活性炭,的作用是会抑制的电离,防止生成沉淀,同时参与反应提供
B.“氧化”过程应先加入双氧水,后加氨水
C.分离提纯时,将反应后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸的目的是:增大,降低在水中的溶解度,有利于其结晶析出
D.为了得到较大颗粒的晶体,可采取的措施是将滤液快速冷却
(3)写出氧化过程中生成的离子方程式为_______。
(4)含量测定。通过碘量法可测定产品中的钴元素的含量。称取产品加入稍过量的溶液并加热,将完全转化为难溶的,过滤洗涤后将滤渣完全溶于盐酸中,向所得的溶液中加入过量的和2~3滴淀粉溶液,再用的溶液滴定(反应原理:、),达到滴定终点时消耗溶液,以下说法正确的是_______。
A.装有溶液的酸式滴定管使用前要进行检查活塞处是否漏水
B.滴定管的正确操作顺序为:检漏、蒸馏水洗、标准液润洗、装液、调液面、记录初始读数
C.滴定时要适当控制滴定速度,接近终点时改加半滴溶液,溶液颜色从蓝色变为无色,达到滴定终点
D.读数时应将滴定管从架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直
E.平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
(5)计算产品中钴元素的含量为_______。
4.(2022·全国·一模)某化工厂从含NiO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、CuO中回收、制备具有良好的电化学活性和高堆积密度的羟基氧化镍(NiOOH)的工艺流程如下图:
(1)如图是酸浸时镍的浸出率与温度的关系,则酸浸时合适的浸出温度是_______℃,若酸浸时将温度控制在80℃左右,则料渣1中会含有一定量的,其可能的原因_______。
(2)合适温度下,