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．（2023·广东·模拟预测）电解金属锰阳极渣(主要成分，杂质为、、元素的化合物)和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示： 已知：、，回答下列问题： (1)锰原子价层电子的轨道表示式为_______，它处于周期表的_______区，中的化合价为_______。 (2)“酸浸”时，所用的稀酸X是_______。 (3)“酸浸”过程中，、的质量浓度、浸出率与时间的关系如图1所示。 内，浸出元素的主要离子方程式为_______。 (4)若“净化”过程中的浓度为，则此时的浓度为_______。 (5)是一种两性氧化物，用软锰矿(主要成分为，含少量铁的氧化物)和可制备高纯。保持投料量不变，随与投料比增大，软锰矿还原率和氢氧化钡的产率的变化如图2所示。当时，产率减小的原因是_______。 (6)碳酸锰在空气中加热可以生成相应的氧化物，称取碳酸锰(摩尔质量)加热，固体物质的质量随温度的变化如图3所示。 527.4℃时，生成相应固体物质的化学方程式为_______。 2．（2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测）锗(Ge)是门捷列夫在1871年所预言的元素“亚硅”，高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料，其化合物在治疗癌症方面也有着独特的功效。如图是以锗锌矿(主要成分为GeO2、ZnS，另外含有少量的Fe2O3等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程： 已知：GeO2可溶于强碱溶液，生成锗酸盐；GeCl4的熔点为-49.5℃，沸点为84℃，在水中或酸的稀溶液中易水解。 (1)Ge在元素周期表中的位置是_____，GeCl4晶体所属类别是_____。 (2)步骤①NaOH溶液碱浸时发生的离子反应方程式为_____。 (3)步骤③沉锗过程中，当温度为90℃，pH为14时，加料量(CaCl2/Ge质量比)对沉锗的影响如表所示，选择最佳加料量为______(填“10－15”“15－20”或“20－25”)。 编号 加料量(CaCl2/Ge) 母液体积(mL) 过滤后滤液含锗(mg/L) 过滤后滤液pH 锗沉淀率(%) 1 10 500 76 8 93.67 2 15 500 20 8 98.15 3 20 500 2 11 99.78 4 25 500 1.5 12 99.85 (4)步骤⑤中选择浓盐酸而不选择稀盐酸的原因是_____。 (5)步骤⑥的化学反应方程式为_____。 (6)Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能，请回答下列问题： ①量子化学计算显示含锗化合物H5O2Ge(BH4)3具有良好的光电化学性能。CaPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型，CaPbI3的晶体结构如图所示，若设定图中体心钙离子的分数坐标为(，，)，则分数坐标为(0，0，)的离子是_____。 ②晶体Ge是优良的半导体，可作高频率电流的检波和交流电的整流用。如图为Ge单晶的晶胞，设Ge原子半径为rpm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该锗晶体的密度计算式为(不需化简)ρ=______g/cm3。 3．（2023·山东淄博·统考一模）工业上以钛铁矿(主要成分为FeTiO3，含有SiO2、Fe3O4、MgO、CaO杂质)为原料制备金属钛，并得到副产品FeSO4•7H2O，其工艺流程如图： 已知：①TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中；高温下Ti易与N2，H2反应。 ②25℃时相关物质的Ksp见表： 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mg(OH)2 TiO(OH)2 Ksp 1.0×10-16.3 1.0×10-38.6 1.0×10-11.6 1.0×10-29 回答下列问题： (1)矿渣的主要成分是_____；试剂A为_____(填化学式)。 (2)“酸段”时，钛铁矿与浓硫酸在160～200℃反应，FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+，该工序主要反应的化学方程式为_____；加水浸取前需先冷却的目的是_____。 (3)“转化”工序，加入试剂B调节pH。 ①试剂B为_____(填标号)。 A．H2SO4      B．H2O2      C．Na2CO3      D．NH4Cl ②为沉钛完全[c(TiO2+)≤1.0×10-5mol•L-1]需要调节溶液的pH略大于_____。 (4)“沸腾氯化”中，氯气与矿料逆流而行，目的是_____，充分反应后，混合气体中各组分的分压如表： 物质 TiCl4 Cl2 CO CO2 分压MPa 4.59×10-2 4.98×10-9 1.84×10-2 3.70×10-2 该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为_____。 (5)高温下镁与T