2023届高三化学高考备考二轮复习训练 化工流程（含钒流程类3）

高考化学基本原理类化工流程（含钒流程类3） 1．工业上用钒炉渣(主要含 FeO·V 2O3，还含有少量 SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5的流程如下： (1)焙烧的目的是将FeO·V 2O3转化为可溶性的NaVO3，写出该反应的化学方程式____；浸出渣的主要成分为_______________(填化学式)。 (2)用 MgSO4溶液除硅、磷时，滤渣的主要成分为 Mg3(PO4)2、MgSiO3。 ①若滤液中 c(SiO32- )＝0.08 mol·L-1，则 c(PO43- )＝_____。(已知：Ksp (MgSiO3 )＝2.4×10-5，Ksp [Mg3 (PO4 )2 ]＝2.7×10－27) ②随着温度升高，Mg2＋的水解程度增大，导致除磷率下降，但除硅率升高，其原因是____。[随温度升高，MgSiO3、Mg3(PO4)2的溶解度变化忽略不计] (3)元素钒在溶液中主要以V2＋(紫色)、V3＋(绿色)、VO2＋(蓝色)、VO2＋(浅黄色)等形式存在。钒液可充电电池的工作原理如图所示。 已知溶液中 c(H＋)＝1.0 mol·L-1，阴离子为 SO42-。 ①充电时，左槽溶液颜色由蓝色逐渐变为浅黄色，则左侧电极的电极反应式为  ____。 ②放电过程中，右槽溶液颜色变化为_____。 ③放电时，若转移的电子数为 3.01×1022，则左槽溶液中 n(H＋)的变化为_____。 2．氧化二钒(V2O5)在冶金、搪瓷、磁性材料等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V2O3、CuO、MnO、SiO2、A12O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如图： 已知I．含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如表所示： Ⅱ．25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示： Ⅲ．NH4VO3在水中的溶解度：20℃、4.8g·L-1；60℃、24.2g·L-1。 回答下列问题： （1）“焙烧”的目的是_____。 （2）“滤渣1”的用途为____(写出一种即可)。 （3）通过计算说明，常温下，若“调pH”为7，Cu2+是否沉淀完全____。(溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全) （4）“沉锰”需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为____。 （5）结晶所得NH4VO3需进行洗涤、干燥。合适的洗涤试剂为____；证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为____。 （6）“煅烧”时生成两种能参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为_____。 3．天宫二号空间实验室已于2016 年9月15日22时04分在酒泉卫星发射中心发射成功。请回答下列问题： （1）耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。石英玻璃的成分是______（填化学式） （2）“碳纤维复合材料制品”应用于“天宫二号”的推进系统。碳纤维复合材料具有重量轻、可设计强度高的特点。碳纤维复合材料由碳纤维和合成树脂组成，其中合成树脂是高分子化合物，则制备合成树脂的反应类型是_____________。 （3）太阳能电池帆板是“天宫二号”空间运行的动力源泉，其性能直接影响到“天宫二号”的运行寿命和可靠性。 ① 天宫二号使用的光伏太阳能电池，该电池的核心材料是_____，其能量转化方式为_____。 ② 下图是一种全天候太阳能电池的工作原理： 太阳照射时的总反应为V3++ VO2++ H2O=V2++VO2++2H+，则负极反应式为__________；夜间时，电池正极为______（填“a”或“b”）。 （4）太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，下列说法中，正确的是______( 填字母序号)。 a.太阳能、风能都是清洁能源        b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化 c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电 d.阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化 (5)含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VO2+外，还含有Al3+，Fe3+等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下: 已知溶液pH 范围不同时，钒的存在形式如下表所示: 钒的化合价 pH<2 pH>11 +4价 VO2+，VO(OH)+ VO(OH)3- +5价 VO2+ VO43- ①加入NaOH 调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH 后生成沉淀1的反应过程为_______、_______；所得滤液1中，铝元素的存在形式为__________。 ②向碱性的滤液1 ( V的化合价为+4 )中加入H2O2的作用是________(用离子方程式表示)。 4．随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为了回收利用含钢催化剂(V2O5