山西省晋中市2020-2022年高考化学三年模拟（一模）试题汇编-综合、推断、流程题

山西省晋中市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·山西晋中·统考一模）某铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，及一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制Co2O3的部分工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“浸泡”过程中，钴(III)可转化为CoSO4，写出该转化的化学方程式：________。

（2）“除铜”若选用MnS，计算常温下该“除铜”反应的平衡常数K=________。［保留2位有效数字；已知常温下Ksp(MnS)=2.5×10–13，Ksp(CuS)=1.3×10–36]

（3）①步骤I中加入NaClO3反应的离子方程式为_______。

②常温下，溶液中金属离子(Mn+)的pM［pM=–lgc(Mn+)]随溶液pH变化关系如图所示，设加入NaClO3后，溶液中的c(CO2+)为0.1mol•L–1，依据如图分析，步骤I中加入Na2CO3调整溶液pH范围为_____。［当c(Mn+)≤10–6 mol•L–1，即认为该金属离子沉淀完全]

（4）步骤II中加入足量NaF的目的是________。

（5）过滤出的CoC2O4•2H2O固体经洗涤后，证明固体已洗净的操作为________。

（6）若某工厂用m1kg该铜钴矿石制备了m2kgCo2O3，假设产率为a，则该矿石中钴元素的百分含量为________。

2．（2021·山西·统考一模）为了解决环境污染问题，中国政府大力扶持新能源汽车行业的发展。新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工艺流程如图：

碳酸锂在水中溶解度：

温度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/℃	1.54	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72

 

(1)过程Ⅰ的操作是___。

(2)过程Ⅱ加入足量NaOH溶液的作用是__(用化学方程式表示)。

(3)过程Ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如表所示：

序号	酸	氧化剂	浸出液Li+浓度(g/L)	滤渣中Li含量/%
实验1	HCl	H2O2	9.02	0.10
实验2	HCl	NaClO3	9.05	0.08
实验3	HCl	O2	7.05	0.93

 

①实验2中，NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量，该反应的离子方程式为___。

②综合考虑Li+的浸出率及环保因素，选择的氧化剂最好为__。

(4)浸出液中存在大量H2PO和HPO，结合平衡移动原理，解释过程Ⅳ：加入30%的Na2CO3溶液得到磷酸铁晶体的原因___。

(5)若滤液2中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3(过程Ⅴ)后，过滤所得粗品中Li元素占原Li元素总量的95.5%，计算母液中c(CO)=___。[Ksp(Li2CO3)=1.62×10-3]

(6)过程Ⅵ首先需洗涤“粗品”，应该用___(填“热水”或“冷水”)洗，理由是___。

(7)工业上将回收的Li2CO3和FePO4粉碎，并与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4，

实现了物质的循环利用，更好的节省了资源，保护了环境。请写出反应的化学方程式__。

3．（2022·山西晋中·统考一模）工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含少量Fe、Al、Mg、Ni、Si等元素的氧化物)制备MnO2的工艺如图所示。

相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下：

金属离子	Mn2+	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mg2+	Ni2+
沉淀完全(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH	10.1	8.3	2.8	4.8	10.9	8.9

 

回答下列问题：

(1)“酸浸”过程中，为提高浸出率，可采取的措施是_______(写一种即可)。

(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为_______。

(3)“调pH”时溶液pH范围为_______~6。“调pH”过滤后，滤液中_______，工业上调节pH的过程选择在加热条件下进行，其目的是_______。

(4)请结合平衡移动原理解释“除杂”时若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全的原因：_______。

(5)沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行，反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。当温度超过30°C，沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是_______。

(6)工业上用电解H2SOx-MnSO4-H2O体系制备MnO2。电解获得MnO2的机理(部分)如图1所示。硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示，硫酸浓度超过3.0mol·L-1时，电流效