2023届高三化学一轮专题复习——工业流程题训练

2023届高三化学一轮专题复习——工业流程题 1．（2022·新疆·统考二模）综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2( Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓( GaN) ，部分工艺流程如下： 已知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。 ②金属离子在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2。 表1金属离子浓度 及开始沉淀的pH 金属离子 浓度( mol· L-1) 开始沉淀pH Fe2+ 1.0×10-3 8.0 Fe3+ 4.0×10-2 1.7 Zn2+ 1.5 5.5 Ga3+ 3.0×10-3 3.0 表2金属离子的萃取率 金属离子 萃取率(%) Fe2+ 0 Fe3+ 99 Zn2+ 0 Ga3+ 97-98.5 (1)“浸出”时ZnFe2O4发生反应的化学方程式为___________。 (2)滤液1中可回收利用的物质是___________，滤 饼的主要成分是___________；萃取前加入的固体X为___________，加入X的目的是___________。 (3)Ga与Al同主族，化学性质相似。反萃取后，镓的存在形式为___________(填化学式)。 (4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时，以粗镓为阳极，以NaOH溶液为电解液，阴极的电极反应为___________。 (5)GaN可采用MOCVD (金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓为原料，使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为___________。 (6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为___________mol·L-1。 2．（2022·辽宁抚顺·抚顺市第二中学校考模拟预测）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℃)： 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)MgO的沸点比Al2O3低的原因：_______。 (3)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_______。 (4)“中和除杂”时，应控制溶液的pH范围是_______。 (5)“氟化除杂”后，溶液中c(F-)浓度为0.05mol·L-1.则溶液中c(Mg2+)和c(Ca2+)的比值=______(已知： Ksp(MgF2)=6.4 ×10-10； Ksp(CaF2)=3.6×10-12) (6)“碳化结晶”时发生反应的离子方程式为_______，选择NH4HCO3而不选择Na2CO3溶液的原因是_______。 3．（2022·上海静安·统考二模）五氧化二氮(N2O5)是一种绿色硝化剂，在军用炸药、火箭推进剂、医药等工业中得到广泛应用。常温下N2O5为白色固体，可溶于二氯甲烷等氯代烃溶剂，微溶于水且与水反应生成硝酸，高于室温时不稳定。回答下列问题： (1)1840年，Devill将干燥的氯气通入无水硝酸银中，首次制得了固体N2O5。该反应的氧化产物为空气中的主要成分之一，写出反应的化学方程式：_______。 (2)某化学兴趣小组设计用臭氧(O3)氧化法制备N2O5，反应原理为 N2O4+O3→N2O5+O2。实验装置如下图： 装置B的仪器名称是_______；装置E的作用是_______。实验时，先将三口烧瓶C浸入_______ (填字母编号)中，打开装置A中分液漏斗的活塞，随即关闭。一段时间后C中液体变为红棕色。然后打开活塞K，通过臭氧发生器向三口烧瓶中通入含有臭氧的氧气。 a.热水     b.冰水     c.自来水     d.饱和食盐水 (3)C中二氯甲烷(CH2Cl2)的作用是_______ (填字母编号)。判断C中反应已结束的简单方法是_______。 a.溶解反应物NO2     b.充分混合反应物使其反应更加充分    c.控制O3的通入速度     d.溶解生成物N2O5 (4)该装置存在一处明显缺陷，请指出_______。 (5)N2O5粗产品中常含有N2O4。该兴