2024届高三化学二轮复习 专题十一　化学工艺流程 课件

专题十一　化学工艺流程 真 题 研 练 1.[2023·新课标卷]铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示： 已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。 回答下列问题： (1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为________(填化学式)。 (2)水浸渣中主要有SiO2和________。 (3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是________。 (4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致_______________________； pH>9时，会导致____________________。 Na2CrO4 Fe2O3 Al(OH)3 不利于形成MgNH4PO4沉淀 不能形成MgSiO3沉淀 (5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为或VO3＋；在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明V2O5具有________(填标号)。 A．酸性　　　　B．碱性　　　　C．两性 (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为__________________________________________。 C +10H＋===4Cr3＋＋6S＋5H2O 解析：由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铁、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐。煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将转化为Al(OH)3沉淀，过滤得到Al(OH)3滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中加入焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。 (4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9时，会导致磷元素不能形成MgNH4PO4沉淀，若溶液pH>9时，会导致镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质；(5)由题给信息可知，五氧化二钒是能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液反应生成盐和水的两性氧化物，故选C；(6)由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子方程式为 +10H＋===4Cr3＋＋6S＋5H2O。 2．[2023·湖南卷]超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一。近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果。工业上以粗镓为原料，制备超纯的工艺流程如下： 已知：①金属Ga的化学性质和Al相似，Ga的熔点为29.8 ℃； ②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体； ③相关物质的沸点： 物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3 沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： (1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是________； (2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40～45 ℃的原因是_____________________________________________________， 阴极的电极反应式为________________________________________； 分子晶体 电解精炼温度需在镓的熔点以上 ＋2H2O＋3e－===Ga＋4OH－ (3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，写出该反应的化学方程式_______________________________________； (4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是________； (5)下列说法错误的是________； A．流程中Et2O得到了循环利用 B．流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行 C．“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3 D．用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I Ga2Mg5＋8CH3I＋2Et2O===2Ga(CH3)3(Et2O)＋3Mg