专题13 工艺流程（主观题）-学易金卷：2023年高考化学三模试题分项汇编（全国通用）

专题13 工艺流程（主观题） 1．（2023·辽宁葫芦岛·统考模拟预测）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示： 金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时(c=0.01mol·L−1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c=1.0×10−5mol·L−1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式___________。 (2)“滤液②”中含有的金属离子是___________。 (3)“转化”中可替代H2O2的物质是___________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即如图所示，“滤液③”中可能含有的杂质离子为___________。 (4)如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是___________。 (5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式___________。 (6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是___________。 2．（2023·辽宁本溪·本溪高中校考模拟预测）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下： 已知：该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。 (1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为___________。 (2)“沉铝”中，生成的沉淀X的离子方程式___________。 (3)“沉钼”中，为7.0。生成的离子方程式为___________。 (4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和Y，Y为___________(填化学式)。 ②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量___________(填化学式)气体，再通入足量，可析出Y。 (5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。 ①该氧化物为___________。 ②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。 3．（2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测）铜冶炼阳极泥中含有多种稀有元素和贵重金属，对某厂阳极泥(含有CuS、、和少量金属单质Ag)进行综合处理和利用的工艺流程如下： 已知：“焙烧”所得烧渣主要成分为CuO、Ag、，气体的主要成分为和。 回答下列问题： (1)“焙烧”前将阳极泥研磨成粉末，其目的为_______。 (2)气体在水中进行“转化”的化学方程式为_______。 (3)“沉碲”时温度不能过高或过低的原因为_______。 (4)“酸溶”的目的为_______；“沉银”反应的平衡常数为_______。[已知、] (5)“一系列操作”中，选用乙醇代替水“洗涤”胆矾的优点为_______。 (6)实验测得25.0g 受热分解过程中的热重曲线如图所示。 ①172℃时，剩余固体的化学式为_______。 ②由胆矾分解制备CuO时，控制的合适温度范围为_______。 4．（2023·全国·模拟预测）硫酸锰是一种重要的化工中间体。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)与氧化锰矿(主要成分为MnO2等锰的氧化物)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下： 已知：①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。 ②金属离子在水溶液中沉淀的pH范围如下表所示(25°C)： 物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀的pH 1.9 7.6 7.3 3.0 完全沉淀的pH 3.2 9.6 9.3 5.2 ③离子浓度≦10-5mol·L-1时，离子沉淀完全。 (1)“混合焙烧”的主要目的是___________。 (2)若试剂a为MnO2，则氧化步骤发生反应的离子方程式为___________，若省略“氧化”步骤，造成的影响是___________。 (3)“中和除杂”时，应控制溶液的pH范围是___________。 (4)“氟化除杂”后，若使溶液中Mg2+沉淀完全，需维持c(F-)不低于___________。(已知：Ksp(MgF2)=6.4×10-10) (5)“碳化结晶”时发生反应的离子方程式为___________，最后一步系列