2024年高考化学精练—工业流程（一）

2023年6月9日 距离2024年高考还有364天 2023年6月9日 距离2024年高考还有364天 备战2024年高考化学精练 工业流程（一） 1．可利用炼锌矿渣(主要含Ga2O3·3Fe2O3，ZnO·Fe2O3)制备半导体材料GaN并分离Fe和Zn ，其工艺流程如图所示： 已知：①镓又称为“类铝”，其性质与铝类似； ②一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH及萃取率如下表所示： 金属离子 Fe3+ Ga3+ Zn2+ Fe2+ 开始沉淀 1.7 3．0 5.5 8.0 沉淀完全 3.2 4.9 8.0 9.6 萃取率(%) 99 97 ~98. 5 0 0 回答下列问题： (1)过滤后，滤液的主要成分是__________(填化学式)。 (2)固体M为___，其作用是__________________________。 (3)反萃取的离子方程式为_____________________。 (4)合成得到的产物是( CH3 )3Ga，经化学气相沉积(类似于取代反应) ，副产物为 ____________ (填名称)。 (5)GaN晶体结构如图所示，其中Ga原子采取____________堆积，N原子填在Ga原子所形成的正四面体空隙中，则正四面体空隙的填隙率为_____。(填隙率=) 2．金属镍及其化合物具有极高的实用价值，被广泛应用于石油化工、国防、冶金等多个行业。某科研小组以废镍催化剂(含金属Ni、Cu、Fe、Mg及其氧化物，还有少量其他不溶性物质)为原料，采用如图工艺流程制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)。 已知：室温下Ksp(NiS)=2.0×10-21，Ksp(CuS)=6.0×10-36，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka(HF)=6.3×10-3。 回答下列问题： (1)Ni的价层电子排布式为______。 (2)“除铜”中反应达到平衡后，溶液中c(Ni2+)：c(Cu2+)=_____。 (3)“焙烧”时常采用多层气固逆流操作，其目的是_____，该步涉及的主要反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____。 (4)NH4F溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____，滤渣3主要成分的电子式为_____。 (5)“沉镍”步骤中发生反应的离子方程式为_____。 (6)镍能形成多种氧化物，一种镍的氧化物的结构特征：氧离子形成面心立方结构，镍离子位于氧离子构成的八面体空隙。图中的_____(填序号)是从该晶胞中分割出来的结构。 已知该晶体密度为ρg•cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中两个镍离子之间的最短距离为_____pm(用含ρ和NA的代数式表示)。 3．广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。以钒矿石为原料制备的工艺如下： 已知： I.“焙烧”后，固体中主要含有、、、；“酸浸”后钒以形式存在，“中和还原”后钒以形式存在。 Ⅱ.有机溶剂对四价钒具有高选择性，且萃取而不萃取。 Ⅲ.该工艺条件下，溶液中金属离子(浓度均为)开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 金属离子 开始沉淀 1.9 7.0 11.9 8.1 完全沉淀 3.2 9.0 13.9 10.1 回答下列问题： (1)基态钒原子的价层电子排布式为_______。 (2)“中和还原”时，参与反应的离子方程式为_______，该工序的低于7.0，试计算出_______。 (3)指出各元素的第一电离能由大到小的顺序_______，的空间结构为_______形。 (4)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图1、2所示。指出适宜的工艺条件为_______。 (5)“氧化”时，每消耗，可得到_______。 (6)单质V晶胞属于体心立方晶胞，晶胞参数为，两个共顶点的晶胞结构如图3所示，计算出A、B原子的间距为_______pm。 4．锇酸钾晶体()主要应用于催化烯烃不对称双羟化反应、氨羟化反应等。由锇酸钠废液(主要成分为，还含少量及、杂质)回收锇并制备锇酸钾晶体的工艺流程如下： 已知：的熔点为40.6℃，沸点为130℃，微溶于水，可溶于四氯化碳等有机溶剂。 回答下列问题： (1)“沉锇”过程得到难溶物，该化合物中锇元素的化合价为_______。 (2)检验滤液2中金属阳离子的实验方法是_______。 (3)“溶解、蒸馏”步骤中，先加入50%硫酸得到溶液，再加入溶液，反应后蒸馏出，生成的离子方程式为_______。 (4)用NaOH溶液吸收后又得到溶液，且吸收液中仍然存在少量杂质，操作加入甲醇的目的是_______。 (5)“转化”时须加入过量KOH溶液，试从平衡移动角度分析其原因：_______。 (6)25℃时，，。若废液中浓度分别、浓度分别为