题型1 化工生产工艺流程(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2024新高考化学大二轮专题复习（Word版）单选

第二篇　四大题型破解篇 题型一　化工生产工艺流程 真题引领　明确考向 1.(2023·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图所示: 已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2存在,在碱性介质中以Cr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　　　　　　　　　　　。  (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V或VO3+;在碱性条件下,溶解为V或V。上述性质说明V2O5具有　　　　(填选项字母)。  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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　(1)根据已知条件可知,最高价铬酸根在碱性介质中以Cr存在,故煅烧后含铬化合物主要为Na2CrO4。(2)煅烧时通入空气,含铁化合物转化为Fe2O3,且Fe2O3不溶于水,故水浸渣中还含有Fe2O3。(3)“沉淀”步骤加入稀硫酸调pH到弱碱性是为了让Al转化为Al(OH)3沉淀而除去,主要除去的杂质是铝。(4)体系中存在平衡MgNH4PO4Mg2++N+P,当pH<9时,发生反应P+H+HP,c(P)降低,平衡正向移动,不利于生成MgNH4PO4沉淀,会导致磷不能除净;而pH>9时Mg2+会形成Mg(OH)2沉淀,导致硅不能除净。(5)根据题干描述,V2O5既可与酸反应生成盐和水,又可与碱反应生成盐和水,故V2O5具有两性。(6)分离钒后溶液呈酸性,Cr元素以Cr2存在,还原过程中Cr2被S2还原为Cr3+,S2转化为S,因此反应的离子方程式为2Cr2+3S2+10H+4Cr3++6S+5H2O,之后调pH,Cr3+转化为Cr(OH)3。 答案　(1)Na2CrO4　(2)Fe2O3　(3)铝　(4)磷不能除净(溶液中c(P)降低,不利于生成MgNH4PO4沉淀)　硅不能除净(Mg2+形成Mg(OH)2沉淀)　(5)C (6)3S2+2Cr2+10H+6S+4Cr3++5H2O 2.(2023·湖北卷)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如图: 回答下列问题: (1)Co位于元素周期表第　　　　周期,第　　　　族。  (2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物,“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,用化学方程式表示其原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体Na2CO3常用方法的名称是　　　　　　　　　　。  (4)已知Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中Co2+浓度为　　　　mol·L-1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　(填选项字母)。  a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大 c.Si—Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道 解析　由流程和题中信息可知,LiCoO2粗品与SiCl4在500 ℃焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物;烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1,滤饼1的主要成分是SiO2;滤液1用氢氧化钠溶液沉钴、过滤后得滤饼2[主要成分为Co(OH)2]和滤液2(主要溶质为LiOH);滤饼2置于空气中在850 ℃煅烧得到Co3O4;滤液2经碳酸钠溶液沉锂、过滤后得到滤液3和滤饼3,滤饼3为Li2CO3。(1)钴位于元素周期表第四周期,第Ⅷ族。(2)SiCl4易水解:SiCl4+4H2OH4SiO4+4HCl或SiCl4+3H2OH2SiO3+4HCl,产生大量烟雾。(3)Li2CO3和Na2CO3所含阳离子不同,灼烧时产生不同焰色,常用焰色试验鉴别。(4)Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,pH=10时c(OH-)=10-4 mol·L-1,得c(Co2+)·c2(OH-)=c(Co2+)×10-8=5.9×10-15,c