2023届高三化学一轮专题训练题：工业流程题

2023届高三化学一轮专题训练题:工业流程题 1.(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_。 2.(2023·河北沧州·统考二模)钒和钼均属于高熔点稀有金属,可以作为钢合金的主要添加元素,不溶于水,能溶于氨水和强碱,形成铝酸盐,即使低于熔点也能升华。一种从含钒石油废催化剂(主要成分是、和等)中提取钒、钼的工艺如下: 回答下列问题: (1)钒在周期表中位置为_。 (2)“焙烧”过程中先转化为,最终转化为,写出该过程中钼元素发生转化的化学方程式_;“焙烧”过程中,温度对钒、钼转化率影响如图所示,“焙烧”的适宜温度是_,某化学活动小组在实验室模拟工业焙烧步骤,应选用的仪器有酒精喷灯、三脚架、铁棒、泥三角、坩埚钳和_。 (3)“浸出”所得浸出液中所含阴离子主要是和_。 (4)写出“沉铝”时反应的离子方程式_。 (5)“沉钒”操作中,pH控制在8.4沉钒率较高,若pH过高,沉钒率降低,原因是_。 (6)“沉钼”得到的四钼酸铵在一定条件下反应可制取氮化钼,该氮化物为立方晶胞结构(如图所示)。则该晶体的化学式为_,钼原子的配位数是_个。 3.(2023·广东潮州·统考二模)镀镍生产过程中产生的酸性硫酸镍废液(含有等杂质离子),通过精制提纯可制备高纯硫酸镍,部分流程如下: 资料1:时,,,易溶于水。 资料2:(二乙基己基磷酸)萃取金属离子的反应为: X+Mx+ M +xH+ (1)操作1、2的名称_,操作3的所需要主要玻璃仪器名称是烧杯和_。 (2)操作1中加入的主要目的是_。 (3)溶液参与反应的离子方程式是和_,杂质离子沉淀完全时,溶液中_(c(杂质离子)可视为沉淀完全)。 (4)滤液b中含有的金属阳离子主要有和_。 (5)在硫酸盐溶液中对某些金属离子的萃取率与关系如图所示,在一定范围内,随着升高,萃取率升高的原因是_。 (6)处理后母液再利用及含量测定: ①在母液中加入石灰乳可制备操作1中所需浆液,写出制备的化学方程式_。 ②准确量取处理后的母液稀释液于锥形瓶中,加入溶液,充分反应后,滴加氨水调节溶液,用溶液滴定至终点,滴定反应为:,平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液,计算处理后的母液稀释液中含量_。 4.(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: