专项16 工艺流程综合题-备战2023年高考化学阶段性新题精选专项特训（全国卷）（4月期）

备战2023年高考化学阶段性新题精选专项特训（全国卷） 专项16 工艺流程综合题 1．（2023·云南·统考二模）GaAs是一种重要的半导体材料。一种以粉煤灰(主要成分为SiO2，含少量Fe2O3、Al2O3、Ga2O3等)为原料制备GaAs的工艺流程如下： 已知： Ksp[Ga(OH)3] ≈1.0×10-35， Ksp [Al(OH)3] ≈1.0×10-33， Ksp [Fe(OH)3] ≈2.8× 10-39 回答下列问题： (1)基态Ga原子的价层电子排布式为___________。 (2)焙烧工序中Ga2O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为___________ 。 (3)母液中主要成分经分离、提纯后，可返回___________ 工序循环利用。 (4)若浸取液中金属阳离子的浓度几乎相同，则分步沉淀中最先沉淀的离子为___________。 (5)碱浸时发生反应Ga(OH)3+ OH- [Ga(OH)4]- K=0.1， 已知Kb(NH3·H2O)=1.75×10-5，计算说明分步沉淀时Ga(OH)3难溶于氨水的原因___________。 (6)电解生成Ga的电极反应式为___________。 (7)GaAs的晶胞结构如图，晶体中每个As原子周围等距且最近的Ga原子数目为___________，已知： GaAs的摩尔质量为Mg·mol-1， 密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞的边长为___________pm。 2．（2023·贵州·统考三模）硫酸镁在印染等工业中应用广泛。一种以硼镁泥(主要成分为MgCO3，还含有Ca、Fe、Al、 Mn、Si 的氧化物等成分)制取七水硫酸镁的流程如下: 已知:本题中涉及的部分难溶电解质的溶度积如下表: 难溶电解质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mg(OH)2 Ksp 4.0×10-38 8.0 ×10-16 4.6×10-33 1.8×10-11 回答下列问题: (1)“酸浸”中主要反应的化学方程式为__________ ，滤渣的成分为_________。 (2)“氧化” 的目的: (i)氧化Fe2+； (ii) 氧化Mn2+，其离子方程式为____________________。 (3)“调pH”时，最适宜使用的X试剂是_____ (填标号)。 A． NH3·H2O B． NaOH     C． MgO (4)当溶液中c(Al3+)= 4.6×10 -6mol·L-1时，则所调pH=________________。 (5)调pH后，要继续加热再过滤出沉淀，继续加热的目的是________________。 (6)已知CaSO4与MgSO4在水中的溶解度随温度变化的曲线如图所示，则“结晶1”的操作为______________、______________。 3．（2023·四川达州·统考二模）锰酸锂(LiMn2O4)是锂电池的正极材料，以软锰矿为原料，生产锰酸锂的流程如下： 已知： ①软锰矿的成分如下： 成分 MnO2 Fe2O3 CaO SiO2 其他不反应杂质 质量分数 69.6% 7.6% 5.6% 9.0% 8.2% ②K2MnO4在强碱性溶液(pH大于13.5)中稳定，在酸性、中性和弱碱性环境中会发生歧化反应生成和MnO2。 ③苯胺(C6H5NH2)还原性较强，在该条件下可被氧化为硝基苯(C6H5NO2)。 ④锰酸锂为灰黑色粉末，离子化合物，易溶于水，难溶于无水乙醇。 (1)“氧压浸出”的浸出温度为260°C，并维持500r/min的速率搅拌，此时发生的氧化还原反应的化学方程式为___________。 (2)“加热溶解”和“除杂”时均要严格控制溶液pH的原因是___________，“除杂”中加入CaO后，需要适当加热并搅拌的目的是___________，若此时溶液中c()=2.5mol/L，则1m3溶液中理论上需要加入的CaO的质量为___________kg。 (3)“一系列的操作”是将所得溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，其中洗涤的试剂最好选用___________。 A．冷水 B．热水 C．95%的乙醇溶液 D．LiOH溶液 (4)纯度的测定：取0.5800g锰酸锂[Mr(LiMn2O4)=181]样品与稀硝酸和双氧水反应，将Mn元素完全转化为Mn2+，除去过量的双氧水，调节pH，滴加指示剂，用浓度为0.3000mol/L的EDTA标准溶液滴定，终点时消耗EDTA标准溶液20.00mL(Mn2+与EDTA反应的化学计量数之比为1：1) ①若反应时，N元素的化合价不变，则锰酸锂与稀硝酸和双氧水反应的离子方程式为___________。 ②样