内容正文:
2024届高三新高考化学大一轮专题复习-工业流程题
1.(2022·湖南·校联考模拟预测)电镀污泥[主要含Cr(III)、Fe(III)、Cu(II)、Ni(II)等]中铬资源再利用生产红矾钠,该工业流程如图:
已知:(1)相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Ni2+
6.7
9.5
Cr3+
4.0
6.8
Cu2+
6
9
(2)Cr(VI)在酸性和碱性环境下的存在形式分别为Cr2O、CrO。
回答下列问题:
(1)将污泥烘干、研磨的目的是 。
(2)温度对氨浸浸出率的影响如图所示,氨浸的适宜温度为 左右,80℃以上铜镍浸出率下降的原因为 。
(3)氧化步骤中pH应控制的范围为 ,H2O2发生反应的离子方程式为 。
(4)步骤⑥中加入NaOH的工艺名称为 ,可循环利用的物质有 (填选项)。
A.萃取余液 B.盐酸 C.NaOH D.结晶后母液
(5)若实验取干污泥250g,其中含Cr11.2%,实验所得晶体为59.6g,则Cr回收率为 。
(6)通过电解法也可以将Cr(III)转化为Cr(VI)回收,装置如图,中间为 (填“阳离子”、“阴离子”、“质子”)交换膜,阳极的反应式为 。
2.(2022·湖南益阳·沅江市第一中学校考二模)立德粉为ZnS和BaSO4的混合物,是通过硫酸锌和硫化钡合成制备。用含锌废料(主要成分为ZnO,含少量铜、铅、铁、锰的氧化物)制备立德粉的工艺流程如下:
已知:MnO2是两性氧化物,25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Mn(OH)2
Zn(OH)2
Ksp
1×10-16.3
1×10-38.0
1×10-12.7
1×10-16.2
回答下列问题:
(1)硫酸锌溶液的粗制:取一定质量处理后的含锌废料于烧杯中,以固:水=3:1混合,在60~70℃下搅拌并缓慢加入硫酸。当pH=5左右停止加硫酸,控制温度为80~90℃,继续搅拌45min,使样品溶解趋于完全,终点的pH应为5.2~5.4。上述实验过程中,可采用的加热方式为 ,若终点处酸度不宜过高或过低,原因是 。
(2)硫酸锌溶液的精制:“一次净化”时,滤渣X的成分主要是 。“二次净化”时,加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为 ,“二次净化”后过滤所得滤液的pH不低于 。(杂质离子浓度低于10-5mol·L-1认为完全沉淀)
(3)“合成”时反应的化学方程式为 。
3.(2022秋·湖南株洲·高三株洲市第八中学校考期中)以电镀厂含锌废液(主要成分为,还含有少量的)为原料制备的工艺流程如下:
溶液中金属离子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
3.0
6.6
完全沉淀
3.2
9.0
4.7
9.1
回答下列问题:
(1)“氧化”工序作用之一是除锰,发生反应的离子反应方程式是 。
(2)工业生产中,“试剂a”通常可选用 (填字母代号)
A.溶液 B. C.稀硫酸 D.
滤渣X的成分是 ,调的范围是 。
(3)“沉锌”主要反应的离子反应方程式是 ;过滤出的产品经过多次洗涤,如何证明产品已洗净 。
(4)对产品进行系列加工可得单质和,科研团队进一步研发了可逆电池,电池工作时复合膜(由a、b膜复合而成)层间的解离成和。电池工作原理如图所示:
闭合时,电池复合膜中向 (填“左”或“右”)迁移;闭合时,电极发生的电极反应式为 。
4.(2023·湖南娄底·高三涟源市第一中学校考阶段练习)钪的价格昂贵,在地壳里的含量只有0.0005%。从铝土矿生产Al2O3的副产品“赤泥”(主要成分为Al2O3、Fe2O3、TiO2、Sc2O3)中回收钪,同时生产聚合硫酸铁铝[AlFe(OH)6-2n(SO4)n]具有极其重要的工业价值,一种工艺流程如下:
已知:钪离子可以在不同pH下生成[Sc(OH)n] 3-n(n=1~6)。请回答以下问题:
(1)操作②的名称: ,操作①和操作②中都使用的玻璃仪器是 。
(2)加入铁粉的作用: 。
(3)生成聚合硫酸铁铝[AlFe(OH)6-2n(SO4)n]的离子方程式为 。
(4)钪是一种重要的稀土金属,化学性质非常活泼,但发现较晚主