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2023届高三化学一轮专题复习-工业流程题
1.(2023·陕西安康·统考三模)以菱锌矿(主要含有ZnCO3,另含有少量CaO、Fe2O3、FeO、CoO、CuO、SiO2等)为原料电解制Zn的流程如图:
相关难溶物溶度积常数如下表:
物质
Fe(OH)3
Zn(OH)2
MgF2
CaF2
Ksp
2.7×10−39
1.3× 10−17
5.2×10−11
3.9×10−9
(1)“酸浸”时为提高锌的浸出率,可采取的措施有___________(写出一种即可)。
(2)“调pH过滤”中,物质X最适宜选择___________(填标号)。
A.NaOH B.Ca(OH)2 C.NH3·H2O
(3)“氧化过滤”中,Fe2+转化为Fe(OH)3的离子方程式为___________。若反应结束时,溶液pH为5,则残留的c(Fe3+)=___________mol·L−1。
(4)H2O2是常见的氧化剂,其电子式为___________, “氧化过滤”时H2O2需稍多加,其原因是_______。
(5)“脱钙镁过滤”后,溶液中=___________。
(6)“电解”装置示意如图。
开始通电时,阳极表面形成PbO2,保护阳极不被酸性电解液腐蚀,相应的电极反应式为___________。
2.(2023·辽宁·校联考模拟预测)利用主要成分为等的废料制备某三元锂电池正极材料。
酸浸之后的部分离子的数据如下表所示
离子
浓度(mol/L)
氢氧化物
1.00
1.00
1.40
回答下列问题:
(1)“酸浸”中难溶物发生反应的离子方程式为:___________;“酸浸”中的作用:___________。“酸浸”中双氧水消耗量较大程度地超过理论用量,其可能原因:___________。
(2)“调pH”过程,pH不应超过___________。
(3)“调浓度”过程需要向溶液中添加的物质X为___________(填标号,可多选)。
a. b. c. d.
(4)沉锂反应能发生,说明___________。
(5)一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构如图,1mol该配合物形成的配位键有___________mol,配位原子是___________。
3.(2023·全国·模拟预测)铈(Ce)是人类发现的第二种稀土元素,铈的氧化物在半导体材料、高级颜料及汽车尾气的净化器方面有广泛应用。以氟碳铈矿(主要含)制备的工艺流程如下:
已知:①铈的常见化合价为+3、+4。四价铈不易进入溶液,而三价铈易进入溶液
②能与结合成,能被萃取剂萃取。
(1)焙烧后铈元素转化成和,焙烧氟碳铈矿的目的是___________。
(2)“酸浸II”过程中转化为,且产生黄绿色气体,用稀硫酸和替换就不会造成环境污染。则稀硫酸、与反应的离子方程式为___________。
(3)“操作I”的名称是___________。
(4)“浸出液”中含有少量及其他稀土元素的离子,可以通过“萃取”与“反萃取”作进一步分离、富集各离子。“萃取”时与萃取剂存在反应:。用D表示分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比:,其他条件不变,在浸出液中加入不同量的,以改变水层中的,D随浸出液中增大而减小的原因是___________。
(5)取上述流程中得到的,加酸溶解后,向其中加入含的硫酸亚铁溶液使全部被还原成,再用的酸性标准溶液滴定至终点时,消耗标准溶液。则的质量分数为___________(已知氧化性:;的相对分子质量为208)。
4.(2023·山东淄博·校联考二模)回收稀土元素对促进稀土资源循环利用有十分重要的意义。利用钕铁硼合金废料制备和的工艺流程如下:
已知:①钕能与盐酸发生反应,硼不与盐酸反应;钕离子可与生成可溶性配合物。
②25℃,相关物质的见下表
物质
回答下列问题:
(1)探究不同条件下,“酸浸”操作中钕、铁元素的浸出率,如下表所示。
序号
温度(℃)
盐酸(mol/L)
酒石酸浓度(g/L)
的浸出率(%)
Nd的浸出率(%)
Ⅰ
40
4
0
69.15
87.22
Ⅱ
50
4
0
65.35
83.45
Ⅲ
40
6
0
74.64
91.05
Ⅳ
40
6
50
71.54
93.62
①酒石酸的作用是___________。
②温度升高钕浸出率降低,可能原因是___________。
(2)“沉钕”过程中,草酸用量对钕回收的影响如图所示,当草酸实际用量与理论计算量比值n大于1.5时,沉钕率和沉淀纯度均下降,其原因是________