以“化学工艺流程”为主导的主观题增分强训(二)（Word练习）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅱ）

以“化学工艺流程”为主导的主观题增分强训(二) 1．(2023·济南学情检测)工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5，工艺流程如下： 已知：①“水溶”、“转沉”、“转化”后，所得含钒物质依次为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4；②不同pH下，钒(V)在溶液中的主要存在形式见下表： pH 4～6 6～8 8～10 10～12 主要离子 VO VO V2O VO ③25 ℃时，Ksp(NH4VO3)＝1.6×10－3。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，V2O3发生反应的化学方程式为____________________________。 (2)滤液Ⅰ的成分为____________(填化学式)；先“转沉”后“转化”的目的是________________________________________________________________________。 (3)“转化”时，滤渣Ⅱ经高温煅烧后水浸，所得物质可导入到________操作单元中循环使用。 (4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； 25 ℃时，测得“转化”后，滤液中c(VO)＝0.2 mol·L－1，为使“沉钒”时，钒元素的沉降率达到96%，应调节溶液中c(NH)至少________ mol·L－1。 (5)“煅烧”时，NH4VO3制得产品V2O5。但反应体系中，若不及时分离气体Ⅱ，部分V2O5会转化成V2O4，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)，加入O2、水蒸气和NaCl固体，将V2O3氧化成NaVO3，生成的气体Ⅰ为HCl，加水溶解，滤渣Ⅰ为Al2O3、SiO2，滤液为NaVO3水溶液，加入Ca(OH)2将NaVO3转化为Ca3(VO4)2沉淀，可以富集钒元素，再加入(NH4)2CO3除去Ca2＋，最后加入过量NH4Cl，可以调节pH，将VO转化为VO，也可以促进NH4VO3尽可能析出完全，煅烧NH4VO3生成V2O5。(1)“焙烧”时，V2O3被氧化生成NaVO3发生反应的化学方程式为V2O3＋O2＋2NaCl＋H2O2NaVO3＋2HCl。(2)在NaVO3溶液中加入Ca(OH)2形成沉淀，滤液Ⅰ的主要成分为NaOH，先“转沉”后“转化”的目的是富集钒元素。(3)转化时，滤渣Ⅱ为CaCO3，经高温煅烧生成CaO后水浸后生成Ca(OH)2，可以导入到“转沉”中循环利用。(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，原因是过量的NH4Cl可以调节pH，将VO转化为VO，也可以利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全；Ksp(NH4VO3)＝1.6×10－3，溶液中的c(VO)＝0.2×(1－0.96)＝8×10－3 mol·L－1，c(NH)＝＝＝0.2 mol·L－1。(5)根据题目信息，“煅烧”时，NH4VO3制得产品V2O5的化学方程式为2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O，可知气体Ⅱ为NH3，由题意，可写出化学方程式。 答案：(1)V2O3＋O2＋2NaCl＋H2O2NaVO3＋2HCl (2)NaOH　富集钒元素 (3)转沉　(4)①调节pH，将VO转化为VO ②利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全　0.2　 (5)3V2O5＋2NH3高温,3V2O4＋N2＋3H2O 2．锗是一种稀散金属，在光纤通信、航空航天等领域有广泛应用，模拟从氧化锌烟灰(成分有ZnO、ZnO·GeO2、FeO·GeO2、Fe2O3·GeO2、PbO等)中提取锗元素的流程图如下： 已知：①浸取后溶液pH为2，Ge以GeO2＋的形式存在； ②单宁酸为复杂有机酸，易与Fe3＋络合沉淀。 (1)浸取时ZnO·GeO2发生反应的化学方程式是______________________________________，浸渣的主要成分是____________。 (