2023届高三化学二轮专题训练-工业流程题

2023届高三化学二轮专题训练-工业流程题 1．（2023·广东·统考二模）锂离子电池广泛应用于便携式电动设备，某锂离子电池废料含Li、Fe、Co等金属及其氧化物，回收利用其废料的一种简化工艺流程如下： 已知：①Fe、Co是中等活泼金属，氧化性：； ②常温下，。 (1)写出一种提高“酸浸”浸出率的途径_______。 (2)写出“酸浸”时金属Co与稀反应的化学方程式_______；“酸浸”后溶液中的金属阳离子主要有、_______。 (3)“沉铁”反应的离子方程式是_______，“沉钴”时溶液的作用是_______。 (4)已知是微溶于水的强电解质，其饱和水溶液的浓度与温度关系如图所示，在a点对应条件下进行“沉锂”，若“沉锂”后溶液为，求=_______(写出计算过程，保留两位有效数字)。 (5)“沉钴”产物可用于制备CoO，CoO的晶胞结构如图所示，与距离最近且相等的有_______个；设与的最近的核间距为r nm，CoO晶体的密度为_______(列出计算式，为阿伏伽德罗常数的值)；该晶胞若沿体对角线投影，则的投影图为_______(填字母选项)。 2．（2023·辽宁阜新·校联考模拟预测）综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌，还含少量Fe及一些难溶于酸的物质]获得金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓()，部分工艺流程如图。 已知：①在酸性条件下不稳定，易转化为；常温下，“浸出液”中金属离子的浓度、完全沉淀的pH及对应浓度下开始沉淀的pH见表。 金属离子 浓度 1.5 完全沉淀的pH(当离子浓度) 8.34 3.2 8.2 5.3 开始沉淀的pH 7.34 2.4 5.8 3.8 ②金属离子在该工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表。 金属离子 萃取率/% 0 99 0 97~98.5 ③在电解过程中，电位为正表现出氧化性，电位为负表现出还原性。以Ga的电位为参照，Fe、Cu的电位为正，Zn的电位为负；以的电位为参照，、的电位为正，的电位为负。 ④已知：“水层”中只含有一种金属阳离子。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为___________；“转化1”中加入的作用是___________。 (2)“转化2”中加入的固体X为___________ (填化学式)；Ga与Al同主族，化学性质相似，“反萃取”过程中发生反应的离子方程式为___________。 (3)“电解”过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。若将某工业粗镓(含少量Zn、Fe、Cu杂质)进行电解精炼制高纯镓，精炼时，以粗镓为阳极，以溶液为电解液，阴极的电极材料为___________(填名称)，阳极泥中含有的金属有___________(填化学式)。 (4)利用上述流程综合利用炼锌矿渣可获得的金属盐除镓盐、钠盐外、还有___________、___________(填化学式)。 (5)采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制备的，晶胞如图1，可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Ga原子取代。 ①设晶胞边长为，为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为___________(填含a和的表达式)。 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，若沿z轴投影的晶胞中所有原子分布如图2，则3号原子的分数坐标为___________。 3．（2023·江苏镇江·江苏省镇江第一中学校考一模）钴的氧化物常用于制取催化剂和颜料等。以钴渣(要成分是CoO、CO2O3、含少量Ni、Al2O3等杂质)为原料可支取钴的氧化物的流程如图(部分产物和条件省略)。 已知：①Co2+和Co3+均易与NH3形成配合物； ②氧化性：Co2O3>O2>Cl2； ③部分金属离子沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按离子浓度为1.00mol/L计算)： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Co2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 3.0 6.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 5.0 9.2 回答下列问题： (1)酸浸：将稀硫酸加入到一定量的钴渣中，再向悬浊液中通入SO2，写出Co2O3发生反应的离子方程式___________。 (2)除铝：得到固体的主要成分是___________。(填化学式) (3)除镍：向除铝的滤液中，加入某有机萃取剂(HX)，通过萃取、反萃取可以除去Ni2+，并且得到NiSO4溶液。已知Ni2+被萃取原理可表示为：Ni2+(水层)+2HA(有机层)Ni(A)2(有机层)+2H+(水层)，反萃取的目的是将有机相Ni2+转移到水层。使Ni2+尽可能多地发生上述转移，简述反萃取