内容正文:
2024届高三高考化学一轮专题复习题---工业流程题
1.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下:
下表列出了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0.1 mol·L-1计算):
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.2
沉淀完全的pH
3.3
9.9
9.5
⑴浸出过程中,不采用通入空气的方法进行搅拌,原因是防止将Cu氧化浸出,其离子方程式是 。
⑵除钴过程中,锌粉会与As2O3形成微电池产生AsH3。该微电池的正极反应式为 。
⑶除铁时先加入适量KMnO4,再加入ZnO调节pH。
①除铁过程中,理论上参加反应的物质n(KMnO4): n(Fe2+)= 。
②除铁时加入ZnO控制反应液pH的范围为 。
⑷若上述流程中投入的KMnO4不足量,则待电解溶液中有Fe元素残余。请设计实验方案加以验证: 。
⑸净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是 。
2.以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥(主要含 MgO、SiO2、Fe2O3,另含少量 FeO、CaO、 Al2O3 、B2O3等)为原料制取 MgSO4·7H2O 的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)过滤需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 ;其中玻璃棒的作用是 。
(2)滤渣 1 中的某种物质 是玻璃的主要成分之一,玻璃另外两种主要成分的化学式为 。除杂过程加入MgO 的作用是 。
(3)写出除杂过程中次氯酸钙将 Fe2+氧化的离子方程式 。
(4)除杂过程中,当 c(Al3+)=1×10−5 mol/L 时,c(Fe 3+)= mol/L。(已知Ksp [Al(OH)3] = 3.2×10−34 , Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10−36,结果保留两位有效数字 )
(5)滤渣 3 主要成分的化学式是 。
3.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+、A13+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 。此时若,pH的范围应为 。{已知:常温下, }
(3)“除镉”时,发生的反应属于四种基本反应类型的 。
(4)“除钴镍”时,有机净化剂的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:
该有机净化剂所含元素的电负性由大到小的顺序为 。上述反应时,接受电子对的一方是 。
(5)“沉锌”时有气体生成,则生成碱式碳酸锌的离子方程式为 。
(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,从而实现原料的循环利用,该电解过程中总反应的化学方程式为 。
4.六水氯化锶是实验室重要的分析试剂。工业上常以天青石(主要成分为,含少量)为原料制备,生产流程如图:
已知:①25℃时,的为,的为。
②(摩尔质量为),易溶于水,微溶于无水乙醇和丙酮。
(1)关于上述实验操作下列说法不正确的是_______。
A.工业上天青石焙烧前应先研磨粉碎,是为了提高化学反应速率
B.步骤III,若要从滤液中得到大颗粒的高纯六水氯化锶晶体,需将滤液蒸发浓缩并快速降温结晶
C.过滤后为除去晶体表面的杂质,应向过滤器中加冷水浸没,洗涤晶体2~3次
D.为得到无水,可直接加热脱去结晶水获得
(2)步骤I的化学方程式为 。
(3)经盐酸浸取后的溶液中除含有和外,还有少量的杂质。为了除去杂质,同时提高原料的利用率,滤液中的浓度应不高于 。
(注:通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时,离子完全沉淀)
(4)产品纯度检测:称取产品配成溶液,移取溶液于锥形瓶中,向其中加入含溶质为的溶液。溶液中除外,不含其它与反应的离子,待完全沉淀后,滴入1~2滴含的溶液作指示剂,用的NH4SCN标准溶液滴定剩余的,使剩余的以白色沉淀的形式析出。
①配制样品溶液需要用到下列所有操作:
a.打开容量瓶玻璃塞,加入适量水,