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2023届高考化学一轮专题复习—工业流程题
1.(2023秋·山东青岛·高三统考期末)草酸钴在化学中应用广泛,可以用于制取催化剂和指示剂。以铜钴矿石[主要成分为CoO(OH)、、和,还有少量、NiO]为原料制取草酸钴晶体(化学式,式量为183)的工艺流程如下:
已知:部分物质的溶度积常数见下表(离子浓度c≤10-5mol/L视为该离子沉淀完全)。
物质
FeS
CuS
回答下列问题:
(1)“浸泡”前,对铜钴矿石进行粉碎处理的目的是_______;“滤渣1”的成分是_______。
(2)“浸泡”过程中CoO(OH)发生氧化还原反应的离子方程式为_______。
(3)“滤液1”中加入FeS的作用是_______。
(4)“滤液2”中加入的作用是调节pH,若,则应调节pH的范围是_______。
(5)加入萃取剂萃取分离和,原理为。萃取剂与溶液的体积比()对溶液中和的萃取率影响如图所示,则的萃取率对应曲线_______(填标号),在强酸性介质中“反萃取”能使有机相中_______再生。
(6)钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂,可以由草酸钴晶体在空气中加热制取,取36.6 g草酸钴晶体,在空气中加热至恒重,得到CoO与的混合物15.8 g,该混合物中CoO与的物质的量之比为_______。
2.(2023秋·山东临沂·高三临沂第四中学校考期末)水合氧化铁[FeO(OH)]是一种重要的化工原料,一种以工厂废料(含 FeO、Fe3O4、SiO2、CuO)为原料生产 FeO(OH)的工艺流程如图:
已知:FeSO4•7H2O 溶于水,不溶于乙醇;SiO2不与稀硫酸反应
(1)水合氧化铁中铁的化合价是_______。
(2)“酸浸”时 Fe3O4发生的离子方程式为_______。
(3)“还原”时会加入过量的试剂 X,“试剂 X”宜选择的是_______(填标号)
A.双氧水 B.铁粉 C.氯水 D.Na2S 溶液
(4)“废渣 2”的主要成分是_______。
(5)“结晶”时加入乙醇即可析出 FeSO4•7H2O 晶体,乙醇的作用是_______。
(6)由 FeSO4•7H2O 转化为 FeO(OH)的离子方程式为_______。
3.(2022秋·广东汕尾·高三统考期末)钒钛磁铁矿炼铁后产生大量的含钛高炉渣(主要成分为 TiO2、Al2O3、CaO、SiO2等)。一种“高温碳化-低温选择性氯化”制备 TiCl4工艺如下:
(1)Ti 的价电子排布式为_______。
(2)“研磨混合”的目的是_______。
(3)“高温碳化”的反应温度约为 900℃,碳化后的固体中含有 TiC、硅铁合金(FexSiy)、3CaO·Al2O3。
①碳化过程中生成 TiC 的化学方程式为_______。
②FexSiy 是一种软磁材料,其晶胞结果如图,该晶胞中 Si 所处的位置为晶胞的棱心和_______;该材料的化学式为_______。
(4)将固体加入 NaOH-Na2CO3混合溶液中进行“碱浸”,此过程中 3CaO·Al2O3发生反应的离子方程式为_______。
(5)几种氯化物的物理性质见下表。
物质
FeCl3
SiCl4
TiCl4
熔点/C
306
-70
-25
沸点℃
316
57.6
135
①“氯化”时反应温度约为 400℃,而气态氯化物中几乎不含 FeCl3和 SiCl4,可能原因是_______。
②“操作 I”为_______。
(6)为了降低成本,“母液”需循环至“碱浸”步骤中重复利用,则“气体 I”的最佳选择为_______(填化学式)。
4.(2023秋·江苏·高三统考期末)CuCl为白色粉末,微溶于水,溶于浓盐酸或NaCl浓溶液,不溶于乙醇。一种由海绵铜(Cu和少量CuO等)为原料制备CuCl的工艺流程如图:
(1)若“溶解浸取”步骤中得到的氧化产物只有一种,则它的化学式是_______。
(2)“还原,氯化”时,Na2SO3和NaCl的用量对CuCl产率的影响如图1所示。
①CuSO4与Na2SO3、NaCl在溶液中反应生成CuCl的离子方程式为_______。
②当1.0<n(NaCl):n(CuSO4)<1.5时,比值越大CuCl产率越大,结合沉淀平衡移动原理分析其原因是_______。
(3)“水洗”步骤包括用pH=2的溶液酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_______。
A.HCl B.H2SO4 C.HNO3
(4)用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水,防止滤渣被空气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl的化学方程式为_______。
(5)为测定某氯化亚铜样品中CuCl的含量,某同学设计如下实验:准确称取氯化亚