精品解析：山东省济南市2022届高三3月高考模拟考试(一模)(工业流程题)

1. 铈可用作优良的环保材料，现以氟碳铈矿(CeFCO3，含Fe2O3、FeO等杂质)为原料制备铈，其工艺流程如图所示： 已知： ①滤渣Ⅰ主要成分是难溶于水的Ce(BF4)3；Ksp[Fe(OH)3]=8×10-38]；②Ksp[Ce(OH)3]=1×10-22]；③lg2=0.3。 回答下列问题： （1）粉碎“焙烧”时，氧化数据如表所示： 空气氧化法 氧化温度/℃ 氧化率/% 氧化时间/h 暴露空气中 450～500 88 l4 对流空气氧化炉中 450～500 98 6 在对流空气氧化炉中可大大缩短氧化时间的原因是____。 （2）用盐酸和H2BO3提取Ce元素时，体现盐酸的性质有____，“滤渣Ⅰ”用饱和KCl溶液溶解时发生复分解反应，则“滤渣Ⅱ”主要成分为____(化学式)。 （3）“滤液Ⅰ”中c(Ce3+)=0.1mol·L-1，用氨水调pH的范围是____，“滤液Ⅱ”中加入NH4HCO3反应的离子方程式为____，若Ce2(CO3)3经充分焙烧质量减少5.8t，则获得CeO2的质量为____t。 （4）用过量铝粉还原CeO2即可得Ce，反应的化学方程式为____，铝粉必须过量的原因是____。 2. 铜和三氧化二铁在工农业生产中用途广泛，用黄铜矿(主要成分为，其中为+2价、为+2价)制取铜和三氧化二铁的工艺流程如图所示： （1）将黄铜矿粉碎的目的是_______。 （2）高温熔烧时发生反应是，当1参加反应时，反应中转移电子_______。 （3）向滤液A中通入的目的是_______。 （4）向溶液B中通入后发生反应的离子方程式为_______。 （5）工业上用生物法处理的原理为(硫杆菌作催化剂)： 由图甲和图乙可知，使用硫杆菌的最佳条件为_______，若反应温度过高，反应速率下降，其原因是_______。 3. 镓是我国战略储备金属之一，在电子通信、新能源、芯片、军工等领域有着重要应用。某废渣粉煤灰主要含有Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3、Ga2O3，一种从中提取镓的工艺流程如图： 样已知：①碱浸液中铝、镓元素分别以AlO、GaO形式存在； ②常温下Al(OH)3(s)+OH-(aq)AlO(aq)+2H2O(l)，平衡常数K=100.63回答下列问题： （1）粉煤灰需“球磨”至40目筛子(孔径为0.425mm的漏筛)漏出再焙烧，目的是_____。 （2）“焙烧”时碳酸钠与SiO2反应化学方程式为_____。 （3）“碱浸”时镓浸出率随温度、时间变化如图所示，反应适宜的温度为_____，时间为____。 （4）“沉铝”时，物质X是_____(填名称)，过程中若要使铝元素在常温下恰好沉淀完全(含Al物质浓度恰好为10-5mol/L)，计算此时溶液的c(OH-)=_____(写出计算过程)。 （5）写出解析过程中GaO被H2SO4解析为Ga3+的离子方程式：_____。 4. 金属铼(Re)广泛应用于国防、石油化工以及电子制造等领域，铼可通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)制备。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。 回答下列问题： （1）为了提高“焙烧”过程的效率，可以采取的措施为_______(回答任意两点)。 （2）“焙烧”过程加入生石灰，有效解决了SO2的危害，则ReS2转化为Ca(ReO4)2的方程式为_______。 （3）“浸渣”的主要成分为_______ （4）“萃取”机理为：R3N+H++ReO=R3N·HReO4，则“反萃取”所用试剂X为_______ （5）“反萃取”后，从NH4ReO4溶液中得到晶体的操作为_______、过滤、洗涤、干燥。 （6）NH4ReO4经过高温氢气还原即可获得铼粉，该反应的化学方程式为_______。 （7）经过上述反应后制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表)，在3500℃下，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉，请分析原因_______。 物质 熔点(℃) 沸点(℃) Re 3180 5900 C 3652 4827 Fe 1535 2750 5. 钌粉主要用于生产钌靶材，而钌靶材是生产计算机硬盘不可替代的材料。以钌废料(废料中钌主要以单质的形式存在，还含有Al、Cr、Cr、CO、Ti、Fe等杂质)制备高纯钌粉的流程如下： 已知：i.钌在碱性条件下被氯气氧化为，是有毒的挥发性物质，用盐酸吸收得到红色溶液，其中还含有少量； ii.易溶于水，微溶于酒精。 回答下列问题： （1）钌废料在碱性条件下被氯气氧化的离子方程式为_______；钌废料氧化时，随着温度的升高，钌的回收率变化如图所示。综合考虑，确定氧化时的温度以_______℃为宜。 （2）