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内蒙古包头市2020届-2022届高考化学三年模拟(一模)试题汇编-综合、推断、流程题
一、工业流程题
1.(2020·内蒙古包头·统考一模)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物) 为原料制备Mg CO3·3H2O。实验过程如下:
(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为:
MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O ∆H = -50.4kJ·mol-1
Mg2SiO4(s) +4 H+(aq)=2 Mg2+(aq) +H2SiO3(s) + H2O(l) ∆H =-225.4kJ··mol-1
向Mg2SiO4悬浊液中通入CO2析出H2SiO3的热化学方程式为__________,该反应能正向进行的热力学原因是_________。该反应的平衡常数表达式为__________。
(2)对氧化后的溶液,加入萃取剂磷酸二异辛酯(C16H35O4P)的煤油溶液,并调节pH为1.4~4.3,萃取剂的体积约为水溶液的0.5倍,充分振荡、静止、分层(上层为含三价铁的有机层),分液。向分液得到的有机层加硫酸反萃取得到硫酸铁溶液,从而与有机层分离。萃取反应为:Fe2(SO4)3(水层)+6HA(有机层)=2FeA3(有机层)+3H2SO4(水层)
①提高萃取效率的措施有__________。
A 适当提高萃取剂的浓度 B 适当提高溶液酸度
C 充分振荡,多次萃取 D 不断地从下层排除出有机层
②在反萃取中加硫酸的作用是___________。
(3)萃取后的水溶液制备Mg CO3·3H2O的实验方案:滴加氨水调节溶液的pH在一定范围内,过滤。向滤液中滴加Na2 CO3溶液,搅拌、静置、过滤,用水洗涤固体2~3次,在50℃下干燥,得到Mg CO3·3H2O。[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀;pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]。
①调节溶液pH的范围____________。
②判断向滤液中滴加Na2CO3溶液过量的方法__________。
(4)从废渣制备Mg CO3·3H2O的整体实验方案看,酸溶时所加H2SO4不宜过量太多的原因是_________。
2.(2021·内蒙古包头·统考一模)铼是一种熔点高、耐磨、耐腐蚀的金属,广泛用于航天航空等领域。工业上用富铼渣(含ReS2)制得铼粉,其工艺流程如下图所示:
回答下列问题
(1)图1是矿样粒度与浸出率关系图,浸出时应将富铼渣粉碎至___目;请写出提高铼浸出率的另外两种方法___、__。浸出反应中ReS2转化为两种强酸,请写出铼浸出反应的离子方程式___。
(2)图2表示萃取液流速与铼吸附率关系。结合实际工业生产效益,萃取剂流速宜选用的范围是6~8BV/h,选择此范围的原因是___。
(3)酸浸相同时间,测得铼的浸出率与温度关系如图3所示,分析T1℃时铼的浸出率最高的原因是__。
(4)实验室中,操作III所用主要仪器名称为___。已知高铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,易溶于热水。若要得到纯度更高的高铼酸铵晶体,可通过在水中__的方法提纯。
(5)高铼酸铵热分解得到Re2O7,写出氢气在800℃时还原Re2O7,制得铼粉的化学方程式____。
(6)整个工艺流程中可循环利用的物质有:H2SO4、__、___。
3.(2022·内蒙古包头·统考一模)镉( Cd)在合金、电池等方面具有重要应用。某铜镉渣中主要含有Cd、CdO,还含有Cu、Zn、Pb、Fe、CuO和SiO2等杂质,从铜镉渣中回收Cd的某种工艺流程如图所示。
已知:①Ksp[CaSO4] =9.1 ×10-6 Ksp[PbSO4]=1.6×10-8
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
离子
Zn2+
Cd2+
Fe2+
Pb2+
Cu2+
Fe3+
开始沉淀时(c=0.01 mol · L-1)的pH
8.2
7.8
7.5
6.7
5.2
2.2
完全沉淀时(c=1.0 ×10-5mol·L-1)的pH
9.7
9.3
9.0
8.5
6.7
3.2
回答下列问题:
(1)将铜镉渣先“浆化”再“酸浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”时,保持温度和pH均不宜过高的原因是_______;“压滤 ”所得滤渣I的主要成分是_______( 填化学式); “酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+,其微量存在的主要原因是_______。
(3)“除铁”时,加入的石灰乳调节溶液pH的范围是_______ , 若石灰乳加过量,缺陷是_______。
(4)将“置换”出来的海绵镉在空气中堆放进行“自然氧化” ,再用硫酸进行“酸溶”,“置换净化”处理是将残余的微