精品解析：广东省广州市2022届高三一模考试(工业流程题)

1. 锑(Sb)可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺如下： 已知：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Mg2+ 开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH 2.2 3.7 75 9.6 完全沉淀时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH 3.2 4.7 9.0 11.1 回答下列问题： （1）“溶浸”时氧化产物是S，Sb2S3被氧化的化学方程式为___________。 （2）“还原”时加入Sb的目的是将___________还原，提高产物的纯度。 （3）“水解”时需控制溶液pH=2.5。 ①Sb3+发生水解的离子方程式为___________。 ②下列能促进该水解反应的措施有___________(填字母)。 A．升高温度 B．增大c(H+) C．增大c(Cl-) D．加入Na2CO3粉末 ③为避免水解产物中混入Fe(OH)3，Fe3+浓度应小于___________mol·L-1。 （4）“滤液”中含有的金属阳离子有___________。向“滤液”中通入足量___________(填化学式)气体，再将滤液pH调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀。将沉淀溶于浓盐酸后，产物可返回___________工序循环使用。 （5）Sb可由SbCl电解制得，阴极的电极反应式为___________。 2. 利用软锰矿(主要成分是，其中还含有少量、、、等杂质)制取高纯硫酸锰的工艺流程如下图所示。 已知：常温下，一些金属氢氧化物沉淀时的如下表： 氢氧化物 开始沉淀 1.5 6.5 7.7 38 沉淀完全 3.7 9.7 9.8 5.2 常温下，一些难溶电解质的溶度积常数如下表： 难溶电解质 回答下列问题： （1）“浸取”时，铁屑与反应生成的离子方程式为_______；“浸出液”需要鼓入一段时间空气后，再进行“沉铁”的原因是_______。 （2）“沉铁、铝”时，加控制溶液范围是_______；完全沉淀时，金属离子浓度为，则常温下_______。 （3）深度除杂中加入可以除去钙离子、镁离子的原因是_______(用平衡移动原理解释，已知：可以认为反应几乎完全进行)。 （4）用石墨和金属作电极，电解硫酸锰溶液可以制取金属锰，其中金属应与电源_______(填“正”或“负”)极相连；阳极产生标准状况下体积为气体时，理论上可以制取_______。 3. 硫酸镍广泛应用于电镀工业。以粗硫酸镍(含、、、、、等)原料提纯精制硫酸镍工艺如图所示： 已知：①一些难溶电解质的溶度积常数如表： 难溶电解质 CuS NiS ②该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表： 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 7.0 3.6 6.2 8.9 4.8 沉淀完全的pH 3.2 90 4.7 8.7 10.9 6.7 回答下列问题： （1）“溶解”中，为了加快溶解速率，可采取的措施有_______。(答两点) （2）“除铜”中发生反应离子方程式为_______，该反应的平衡常数_______(结果保留2位有效数字)。 （3）若取消“氧化”工序，产品硫酸镍晶体中可能含有的杂质离子为_______。 （4）“调pH”除铁铝中，应调pH至_______的范围内。 （5）“除钙镁”中，当恰好沉淀完全时，溶液中_______。 （6）电解硫酸镍溶液可实现在铜片上镀镍，电解时，铜片连接电源的_______(填“正”或“负”)极，阴极的电极反应式为_______。 4. 锰及其化合物用途广泛，以菱锰矿(主要成分为，还含有铁、镍、钴的碳酸盐以及杂质)为原料生产金属锰和高品位的工艺流程如图1所示。 已知时，部分物质的溶度积常数如表所示： 物质 （1）“溶浸”时，锰的浸出率与浸出时间的关系如图2所示。由图可知，所采用的最佳实验条件(温度、时间)为_______。 （2）主要用于氧化_______。滤渣1中残余的可加入葡萄糖-硫酸溶液处理，回收，氧化产物为，写出反应的离子方程式：_______。 （3）滤渣3的主要成分为_______(填化学式，其中、均为价)。 （4）“沉锰”时除了作沉淀剂外，还有_______作用；“沉锰”的关键操作有两点：①将溶液加入溶液中；②反应终