2024届高考化学二轮专项分层特训卷第三部分大题通关特训3无机工艺流程

通关特训3　无机工艺流程(一) 1．[2023·河北沧州统考一模]一水合硫酸锰(MnSO4·H2O)主要用于饲料添加剂和植物合成叶绿素的催化剂。一种以软锰矿(主要成分是MnO2，还有CaO、MgO、Al2O3、SiO2等杂质)和废铁屑(主要成分是Fe，还含有少量Cu)为原料制备MnSO4·H2O的工艺流程如下： 已知：25℃时相关物质的Ksp如下表： 物质 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mn(OH)2 Ksp 1×10－33 5×10－17 1×10－38 2×10－13 回答下列问题： (1)净化铁屑：为去除废铁屑表面的油污，可采用的方法为______________________。 (2)“浸出”时，锰的浸出率随Fe/MnO2摩尔比、反应温度的变化曲线如下图所示，则最佳的反应条件为________________________。 (3)“浸出”后所得混合溶液中部分离子浓度如下表所示： 离子 Mn2＋ Fe2＋ Fe3＋ Cu2＋ H＋ c/(mol·L－1) 0.601 0.15 0.3 0.001 0.1 ①Fe、稀硫酸、MnO2发生总反应的离子方程式为______________________________。 ②反应过程中硫酸不能过量太多的原因是______________________。 (4)“氧化”时，过氧化氢的实际消耗量大于理论消耗量的原因是 __________________________。 (5)“除铁、铝”调节溶液的pH不小于________(保留1位小数；已知：离子浓度小于1.0×10－5mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全)。 (6)滤渣Ⅳ的主要成分是________(填化学式)。 (7)硫酸锰在不同温度下的溶解度和一定温度范围内析出晶体的组成如图所示，“除杂”所得滤液控制温度在80～90℃之间蒸发结晶，________(填操作名称)，得到MnSO4·H2O。 2．[2023·山东济南一中校联考三模]钽(Ta)和铌(Nb)的性质相似，因此常常共生于自然界的矿物中。一种以钽铌伴生矿(主要成分为SiO2、MnO2、Nb2O5、Ta2O5和少量的TiO2、FeO、CaO、MgO)为原料制取钽和铌的流程如下： “浸取”后，浸出液中含有H2TaF7、H2NbF7两种二元强酸和锰、钛等元素。 已知：①MIBK为甲基异丁基酮；②Ksp(CaF2)＝2.5×10－11，Ksp(MgF2)＝6.4×10－9 (1)“浸取”时通常在________材料的反应器中进行(填标号)。 A．陶瓷B．玻璃 C．铅D．塑料 (2)浸渣的主要成分是________，Ta2O5与氢氟酸反应的离子方程式为________________________________________________________________。 (3)“浸取”时，HF的浓度对铌、钽的浸出率的影响如下图所示，则HF的最佳浓度为________g·L－1，理由是__________________________________。 (4)金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取，也可用电解熔融的K2NbF7制取。 ①流程中钠热还原法制备铌粉的化学方程式为__________________________。 ②传统的熔盐电解法采用的电解质体系通常为K2NbF7­NaCl，电解总化学反应方程式为______________________________。 3．[2023·全国模拟]铟(In)是一种稀散金属，常与其他金属矿石伴生，回收氧化锌烟尘(主要成分是ZnO，还含少量PbO、FeS、FeSiO3、In2O3、In2S3等)中的金属铟的工艺流程如下： 已知：室温下，金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。 金属离子 Fe3＋ Fe2＋ In3＋ 开始沉淀pH(离子浓度为0.1mol·L－1时) 1.3 6 3 完全沉淀pH 2.7 8 4.3 回答下列问题： (1)In为49号元素，常以＋3价形式存在于化合物中，基态In原子的价电子排布式为________。 (2)“中性浸出”的过程为：先加入稀硫酸和适量氧化剂MnO2氧化酸浸氧化锌烟尘，反应结束前半个小时加入CaO调整pH＝5.0～5.2。 ①FeSiO3与稀H2SO4反应的化学方程式为____________________________。 ②氧化酸浸过程中，In2S3中的硫元素被MnO2氧化为SO，该反应的离子方程式为____________________________________________。 ③氧化剂用量对中性浸出效果的影响如图所示。最佳氧化剂用量为________。 ④“中浸渣