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专题13 工艺流程综合题
(本卷共10小题,满分100分,考试用时75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5
一、非选择题:本题共10个小题,共100分。
1.北京冬奥会奖牌中铜牌的主要成分为铜和锌。已知一种从硫中毒而失活的废甲醇催化剂(主要成分为等)中回收铜和锌的工艺流程如图甲所示。
已知:①“滤液"中含锌氨络合离子;②,。
回答下列问题:
(1)“焙烧1”时产生气体的主要成分为_______。
(2)“浸取”时溶解的离子方程式为_______。
(3)“调”的目的是生成沉淀,完全沉淀时溶液的最小为_______[已知c(Zn2+)≤1×10-5mol/L时视为完全沉淀]。
(4)“抽滤”是减压过滤,与普通过滤相比,“抽滤”的优点是_______。
(5)现取样品,逐渐升温加热分解,分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图乙所示。
焙烧生成的温度范围为_______,时发生反应的化学方程式为_______。
(6)已知该废甲醇催化剂中的质量分数为(其他成分中不含),该废甲醇催化剂经上述转化最终得到,则铜的提取率为_______%(用含m的代数式表示,)。
2.软锰矿的主要成分为,还含有、MgO、、CaO、等杂质,工业上用软锰矿制取的流程如下:
已知:①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表。
金属阳离子
完全沉淀时的pH
3.2
5.2
10.4
12.4
②温度高于27℃时,的溶解度随温度的升高而逐渐降低.
(1)“浸出”过程中通入的作用是__________________。
(2)第1步除杂中加入的目的是__________________(用离子方程式表示)。.
(3)第1步除杂中需要调整溶液pH的范围是______到______,调pH时可选择的试剂为______(填字母)。
a.氨水 b. c.CaO d.MgO
(4)第2步除杂,主要是将、转化为相应氟化物沉淀除去,写出除去的离子方程式:________________________,该反应的平衡常数为__________________。
(已知:的;的;的)
(5)“系列操作”中的具体操作有__________________,经干燥得到。
3.三氧化二砷(As2O3)可用于治疗急性早幼粒细胞白血病。利用某酸性含砷废水(含H3AsO3、H2SO4)可提取As2O3,其工艺流程如图甲所示。
已知:①为两性氧化物;②易溶于过量的溶液中;③溶液在加热过程中会失水生成。
回答下列问题:
(1)中砷元素的化合价为_______。
(2)“焙烧”操作中,参与反应的化学方程式为_______。
(3)“碱浸”的目的是_______,滤渣Y的主要成分是_______(填化学式)。
(4)“氧化”操作的目的是_______(用离子方程式表示)。
(5)“还原、加热”过程中制得,则消耗标准状况下气体X的体积为_______L。
(6)砷酸钠()可用作可逆电池,装置如图乙所示,其反应原理为。为探究溶液对氧化性的影响,测得输出电压与溶液的变化关系如图丙所示。则a点时,盐桥中_______(填“向左”“向右”或“不”)移动,c点时,负极的电极反应式为_______。
4.镀镍厂排放的硫酸镍废液(含等杂质)对环境会产生较大的污染,对其进行回收处理,提取硫酸镍晶体()的工艺流程如图甲所示。
已知:时,有关金属离子开始沉淀与沉淀完全的范围(a)、硫化物的酸溶性(b)如表所示。
金属离子
a
b
不溶于硫酸等
溶于酸
—
溶于酸
溶于酸
回答下列问题:
(1)滤渣Ⅲ的主要成分是_______(用化学式表示)。
(2)“硫化”过程中发生反应的离子方程式为_______。
(3)“调”时,应调节溶液的范围为_______;实验室“萃取分液”时用到的玻璃仪器有_______。
(4)“萃取分液”选用有机萃取剂HDEHP萃取金属离子(用表示,为)的原理为。室温下,几种金属离子的萃取率[萃取率]随溶液的变化关系如图乙所示。
①“萃取分液”时进入有机相被除去,则应调节溶液的最佳范围是_______。
②若每次萃取,的萃取率均为75%,则经5次萃取后,水相中残余的物质的量浓度为(忽略水相体积变化),达到除杂要求。则“沉钙后,溶液中的物质的量浓度为_______(列出计算式即可)。
5.钌粉主要用于生产钌靶材,而钌靶材是生产计算机硬盘不可替代的材料。以钌废料(废料中钌主要以单质的形式存在,还含有Al、Cr、Cr、CO、Ti、Fe等杂质)制备高纯钌粉的流程