2023届高三化学一轮专题训练题：工业流程题

2023届高三化学一轮专题训练题：工业流程题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、工业流程题 1．（2022·全国·高三专题练习）我国发现超级铼矿，铼(Re)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)铼不溶于盐酸，可溶于稀硝酸生成强酸高铼酸(HReO4)，请写出反应的离子方程式_______。 (2)提高富铼渣浸出率的方法有_______(任写两种)；酸浸相同时间，测得铼的浸出率与温度关系如下图所示，分析高于T1℃时铼的浸出率降低的原因_______。 (3)操作II所用的主要玻璃仪器是_______。 (4)高铼酸铵和氢气制取单质铼的化学方程式为_______；此反应过程中，实际消耗H2的量大于理论值，其原因是_______。 (5)由高铼酸铵溶液获得高铼酸铵晶体的一系列操作为_______、洗涤、干燥。 (6)整个工艺流程中除有机溶液可循环利用外，还有_______。 2．（2022春·江苏盐城·高二校联考期末）Co3O4在磁性材料、电化学领域应用广泛。以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)3，还含SiO2及少量Al2O3、Fe2O3、CuO及MnO2等]为原料可制取Co3O4。主要步骤如下： (1)浸取：用盐酸和Na2SO3溶液浸取钴矿，浸取液中含有Al3+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Mn2+、Cl-、SO等离子。写出Co2O3发生反应的离子方程式：____。 (2)除杂：向浸取液中先加入足量NaClO3氧化Fe2+，再加入NaOH调节pH除去Al3+、Fe3+、Cu2+。有关沉淀数据如表(“完全沉淀”时金属离子浓度≤1×10-5mol·L-1)： 沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)3 Co(OH)2 Cu(OH)2 Mn(OH)2 恰好完全沉淀时的pH 5.2 2.8 9.4 6.7 10.1 若浸取液中c(Co2+)=0.1mol·L-1，则须调节溶液pH的范围是____(加入NaClO3和NaOH时，溶液的体积变化忽略)。 (3)萃取、反萃取：向除杂后的溶液中，加入某有机酸萃取剂(HA)2，发生反应：Co2++n(HA)2CoA2•(n-1)(HA)2+2H+。实验测得：当溶液pH处于4.5～6.5范围内，Co2+萃取率随溶液pH的增大而增大(如图1所示)，其原因是____。向萃取所得有机相中加入H2SO4，反萃取得到水相。该工艺中设计萃取、反萃取的目的是____。 (4)沉钴、热分解：向反萃取后得到的水相中加入NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到CoCO3固体，加热CoCO3制备Co3O4。1mol CoCO3在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图2所示，请写出500～1000℃时，发生主要反应的化学方程式___。 3．（2022·广东·模拟预测）氧化铁黄又称羟基铁，简称铁黄，化学式为a-FeOOH，具有良好的耐光性、耐大气性和耐碱性，较其他黄色颜料的遮盖力高，着力也强。广泛地用于橡胶制品、油漆、塑料、油墨、药片糖衣等的着色，也是人造大理石、水磨石地面、铺路砖、墙面粉饰等的着色剂。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。 资料： i.钛白粉废渣成分：主要为FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物 ii.TiOSO4+(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+H2SO4 I、纯化过程 (1)纯化过程中加入过量铁粉的目的是___________。 (2)充分反应后，分离混合物的方法是___________。 Ⅱ、制备晶种 (3)实验室模拟制备晶种的装置如图1所示(部分夹持装置省略)，制备FeOOH晶种的过程操作如下：i．关闭，打开止水夹与；ii．关闭止水夹，一段时间后，打开；iii．当乙中时，关闭、，打开，通入空气。溶液中的pH随时间变化如图2所示。 ①检查图1中乙的气密性的操作为___________。 ②通入空气时，多孔球泡的作用为___________。 ③用NH3·H2O、FeSO4溶液和氧气制备铁黄晶种过程时间比较长，加入亚硝酸钠等可缩短制备时间，经查阅文献发现，NaNO2在反应中起催化剂作用，实际起催化作用的是其与稀H2SO4反应生成的气体。改变不同的实验条件，发现适当的空气流速、合适的pH和温度(40℃)、增加催化剂用量都能够提高产率。温度过高或过低均影响产率的原因是(不考虑副反应)___________。 ④pH≈4时制得铁黄晶种(如图2所示)。0-t1时段，pH几乎不变；t1-t2时段，pH明显降低。结合方程式解释原因：___________。 Ⅲ、产品的检验 (4)铁