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广东省深圳市2021届-2023届高考化学三年模拟(一模)按题型分类汇编-02非选择题
一、工业流程题
1.(2021·广东深圳·统考一模)锰的重要用途是制造锰钢.一种以高铁锰矿(含MnO2、Fe2O3及少量FeO、CaO、K2O、Na2O)为原料生产金属锰的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“焙烧还原”时,高铁锰矿中MnO2被还原为MnO。
①理论上,还能被还原的成分有__、__(填化学式)。
②根据表中数据,焙烧时应选择的温度为__。
还原温度/℃
焙烧后Mn元素在主要含锰物质中的分布/%
MnO2
高价锰(MnxOy)
低价锰(MnO)
600800
1000
1100
1200
40.9210.56
5.77
痕量
痕量
34.766.63
2.70
0.46
0.30
24.3282.81
91.29
98.76
97.94
(2)“浸出”产生“滤渣”的主要成分为___(填化学式);该步骤中需再加入MnSO4以促进“滤渣”析出,结合化学反应原理解释其原因:___。
(3)“除杂”时,加入的MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为___;再将pH逐步调至6,Fe3+水解为Fe(OH)3,同时Fe3+与Na+、K+形成络合物沉淀。
(4)电解“净化”所得溶液(MnSO4的酸性溶液)制备Mn。
①电解时,溶液中的阳离子在阴极存在两个相互竞争的电极反应,其产物分别为Mn和__(填化学式)。
②研究表明,加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出.机理为:SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质,该电极反应为__;电极上的Se对Mn2+有特殊的吸附性能,使Mn2+的电还原沉积成为主要反应。
③电解废液可在上述流程的___步骤中循环使用。
2.(2022·广东深圳·统考一模)钛铁渣是铝热法炼铁时产生的废渣。一种以钛铁渣(主要含Al2O3、TiO2,还含Fe2O3、CaO、MgO及SiO2等杂质)为原料制备钛白粉并回收含铝物质的工艺如图:
已知:“酸浸”时,TiO2转化为TiO2+进入溶液。
回答下列问题:
(1)“浸渣”的主要成分为SiO2和____(填化学式);TiO2发生反应的化学方程式为___。
(2)“有机相2”可在该流程___步骤中循环使用。
(3)“水相2”中钛的存在形式为___。
(4)“水相1”中Fe3+的浓度为0.06mol·L-1。向“水相1”中加入NH3·H2O调节溶液pH为8。已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。“滤液”中c(Fe3+)=____mol·L-1;“滤液”经处理后得到的____(填化学式)可做化肥。
(5)“试剂X”为____(填化学式)溶液。
(6)钛铁(TiFe)合金是常见的储氢合金材料。一种高温下电解钛精矿(主要成分为FeTiO3)制备TiFe合金的装置示意图如图。
①连接FeTiO3的电阻丝应与电源____极相接;
②形成TiFe合金的主要反应如下。
Ⅰ.电极反应:
第一步析铁:____;
第二步析钛:TiO2+4e-=Ti+2O2-
Ⅱ.转化:2Fe+Ti=TiFe2;TiFe2+Ti=2TiFe
③电解结束后,继续通入氩气直至反应器内产物自然冷却至室温,其主要目的是____。
3.(2023·广东深圳·统考一模)铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以含铋烧渣(主要成分为、,还含有少量MnS、、CuO及等)制取并回收锰的工艺流程如下:
已知:①氧化性:;
②易水解成BiOCl沉淀;常温下,BiOCl存在的pH范围约为2.0~11.0;
③常温下,;。
回答下列问题:
(1)基态锰原子的价电子排布式为__________。
(2)“水浸提锰”时,另加入少量稀硫酸可促进__________(填化学式)溶解,进一步提高锰的浸取率。
(3)“滤渣2”的主要成分有__________(填化学式)、Bi。
(4)常温下,“含滤液”中的浓度为。为保证BiOCl产品的纯度,理论上,“沉铋”时应控制溶液的pH<______(保留一位小数)。
(5)“脱氯”过程中发生主要反应的离子方程式为__________。
(6)BiOCl是一种性能优良的光催化剂,可催化降解有机污染物对硝基苯酚()等。对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点,其原因是__________。
(7)我国科学家在新型二维半导体芯片材料——硒氧化铋的研究中取得突破性进展。硒氧化铋的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞参数为a pm,a pm,b pm。
①该晶胞沿z轴方向的投影图为______(填标号)。
A.B.C.D.
②该晶体中,每个周围紧邻的共有______个。
③该晶体的密度为______(列出计算式,为阿伏加德罗常