2023届高三化学一轮专题训练—工业流程题

2023届高三化学一轮专题训练—工业流程题 1．（2022·陕西西安·西安高级中学校考一模）软锰矿的主要成分是MnO2，其悬浊液可吸收烟气中的SO2，所得酸性浸出液又可用于制备高纯硫酸锰，其一种工艺流程如下图所示。已知金属单质的活动性顺序为Al＞Mn＞Fe＞Ni。回答下列问题： (1)用离子方程式表示加入“氧化剂(软锰矿)”的作用：_______。 (2)已知：Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33、Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-15、Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。 “水解沉降”中： ①“中和剂”可以是_______(填标号)。 A．Al2O3　　    B．MgO  　       C．H2SO4　D．MnO2 ②溶液的pH应不低于_______。(离子浓度小于1×10-6 mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全) (3)“置换”的目的是_______(用离子方程式表示)。 (4)“结晶分离”中的部分物质的溶解度曲线如下图所示。结晶与过滤过程中，体系温度均应维持在_______(填“27”“60”或“70”)℃。 (5)“草酸钠-高锰酸钾返滴法”可测定软锰矿中MnO2的纯度(假设杂质不参与反应)：取a g MnO2样品于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，再加入V1 mL c1 mol·L-1 Na2C2O4溶液(足量)，最后用c2 mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4，达到终点时消耗V2 mL 标准KMnO4溶液。 ①MnO2参与反应的离子方程式为_______。 ②该样品中MnO2的质量分数为_______(列出表达式即可)。 (6)锰及其化合物应用越来越广泛，MnO2是一种重要的无机功能材料，制备MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为_______。 2．（2023·全国·高三专题练习）氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料，有广泛应用。以铁硼矿(主要成分有Mg2B2O5·H2O、Fe3O4，次要成分有Fe2O3、FeO、 CaO、Al2O3、 SiO2) 为原料制备氮化硼的流程如图所示： 已知：相关金属离子[c0( Mn+)= 0.1mol · L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 3.2 沉淀完全的pH 2.8 8.3 5.0 回答下列问题： (1)用稀硫酸酸浸时，若其他条件不变，工业中采取下列措施能提高硼元素浸出率的有____(填序号)。 A．适当升高酸浸温度         B．适当加快搅拌速度            C．适当缩短酸浸时间 (2)滤渣1的主要成分为_______。 (3)加氨水过程中常常要加热，加热的目的是_______。 (4)从硫酸镁溶液中提取MgSO4·7H2O的操作包括_______、过滤、 洗涤、干燥。 (5)写出B2O3与氨气在高温下反应制备BN的化学方程式：_______ (6)H3BO3 (硼酸)还可以利用电解NaB( OH)4溶液的方法制备，工作原理如图所示。c为_______(填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”)， 产品室中发生反应的离子方程式为_______。 (7)某工厂用akg铁硼矿粉(含Mg2B2O5·H2O40%)制备BN，最终得到产品bkg，产率为____。 3．（2022春·山东济南·高三统考专题练习）钪(Sc)是一种功能强大但产量稀少的稀土金属，广泛用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，还含有少量Sc2O3、MgO、SiO2等杂质，从钛铁矿中提取钪的流程如图： 已知： ①室温下TiO2+完全沉淀的pH为1.05，Fe3+完全沉淀的pH为3.2 ②Ksp[Sc(OH)3]=1.25×10-33，lg2=0.3 回答下列问题： (1)“酸浸”后钛主要以TiOSO4的形式存在于溶液中，TiOSO4中Ti元素的化合价为_______。 (2)“滤渣1”的主要成分是________。 (3)氢氧化钪[Sc(OH)3]是白色固体，不溶于水，化学性质与Al(OH)3相似，能与NaOH溶液反应生成Na3[Sc(OH)6]，写出该反应的离子方程式_________。 (4)探讨影响钪的萃取率的因素： ①钪的萃取率(E%)与O/A值[萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比]的关系如下图，应选择最合适的O/A值为________。 T/°C 5 10 15 25 30 钪的萃取率/% 91.3 96 97.1 97.3 98.0 钛的萃取率/% 0.94 0.95 2.10