精品解析：河北省石家庄市2023届高中毕业年级教学质量检测(一模)变式题(工业流程题)

1. 湿法炼锌综合回收系统产出的萃余液中含有Na2SO4、ZnSO4、H2SO4，还含有Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Al3+等，一种将萃余液中有价离子分步分离、富集回收的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“氧化”时，Mn2+、Fe2+均发生反应。后者发生反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 （2）“调pH”时，所得“滤渣1”中除含有MnO2和Fe(OH)3外，还有___________。 （3）“除镉”时，发生反应的类型为___________。 （4）“除钴镍”时，有机净化剂基本组分为大分子立体网格结构的聚合物。其净化原理可表示为： 反应时，接受电子对的一方是___________；Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能，推测可能的原因为___________。 （5）“沉锌”时有气体生成，则生成碱式碳酸锌离子方程式为___________。 （6）“沉锌”时，所得滤液经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，从而实现原料循环利用，该电解过程中总反应的化学方程式为___________。 （7）氧化锌有多种晶体结构，其中一种晶胞结构及晶胞参数如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该氧化锌晶体的密度为___________ g∙cm-3 (列出计算式即可)。 2. 某废镍催化剂的主要成分是合金，还含有少量Cr、Fe及不溶于酸碱的有机物。采用如下工艺流程回收其中的镍，制备镍的氧化物()。 回答下列问题： （1）“碱浸”时发生的主要反应离子方程式为___________。 （2）“溶解”后的溶液中，所含金属离子有、、、、___________。 （3）在空气中煅烧，其热重曲线如图1所示，300~400 ℃时转化为，反应的化学方程式为___________；400~450℃生成的固体产物的化学式为___________。 （4）工业上可用电解法制取。用NaOH溶液调节溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后采用惰性电极进行电解。电解过程中产生的有80%在弱碱性条件下生成，再把二价镍氧化为三价镍。写出氧化生成的离子方程式___________，a mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过的电子的物质的量为___________mol(假设电解时阳极只考虑放电)。 （5）金属镍的配合物的中心原子的价电子数与配体提供的成键电子总数之和为18，则n=___________；CO与结构相似，CO分子内键与键个数之比为___________。 （6）NiO的晶胞结构如图2所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，C为(1，，)，则B的离子坐标参数为___________。 （7）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态铁原子，其自旋磁量子数的代数和为___________。 3. 铬盐是重要的无机化工产品。我国某科研团队研究了一种铬铁矿(主要成分为，含少量、MgO和少量硬度比金刚石大的BN)液相氧化浸出制备的工艺，流程如下： 回答下列问题： （1）“碱浸”步骤提高浸出率的方法有_______(任写出一条)，滤渣的成分为_______，该步骤发生反应的化学方程式是_______。 （2）已知，在“转化”步骤将铬元素完全沉淀时(离子浓度不大于)，需保持转化液中至少为_______。 （3）“还原”步骤的尾气为无色无味气体，则其反应离子方程式为_______。 （4）该团队在实验室模拟流程中用到的主要分离方法，所需玻璃仪器有_______。 （5）立方氮化硼(BN)晶体是一种硬度比金刚石大的特殊耐磨和削切材料，其晶胞结构如图所示： 该晶体中B的配位数为_______，其晶胞参数为，则立方氮化硼晶体的密度为_______。 4. 以下为一种制取铜的新工艺，原料利用率较高。 请回答下列问题： （1）为使隔绝空气煅烧充分进行，工业可采取措施是_______(填写合理的一种即可)。 （2）隔绝空气煅烧后固体为、，反应1为溶浸反应，则反应1的离子方程式为_______(已知：)。 （3）反应2发生的主要反应的离子方程式为_______，一定温度下，在反应2所得的溶液中加入硫酸，能析出硫酸铜晶体，其可能的原因是_______。 （4）滤渣中的是黄铁矿的主要成分，其晶体结构类似，如图所示： ①的电子式为_______。 ②晶体结构中离最近的有_______个，的电子排布式为_______。 ③若晶胞边长为x，则此晶体密度为_______(用表示阿伏加德罗常数)。 5. 铜转炉烟灰的主要成分为含金属元素(主要为、、、)的硫酸盐和氧化物以及，其有价金属回收工艺流程如下。已知：时，，。回答下列问题： （1）与S同族，基态