专题4：除杂提纯类化工流程-2024年高考化学复习专题复习

2024年高考化学专题复习 专题4：除杂提纯类化工流程 1．高砷煤中含有砷硫铁（FeAsS）等物质。燃煤产生的烟气中含NO、、粉尘等，经过SCR脱硝除去NO，粉尘经沉降得到粉煤灰。 (1)燃煤固硫 ①燃用高砷煤时加入生石灰将大部分硫元素转化为 （填化学式）留在煤渣中。 ②高砷煤燃烧过程中，砷硫铁在高温下被氧化成释放到烟气中，该反应的化学方程式为 。 (2)SCR脱硝（脱除烟气中的NO） 在烟气中加入适量氨气，用钒氧化物作催化剂将、NO、转化为。烟气中含有的会使钒氧化物催化剂中毒。 ①在SCR脱硝的反应中还原剂为 （填化学式）。 ②研究发现砷中毒机理主要是分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，使数量减少（产物中As化合价为+3、+5）。请补充完整产物的结构。 ③不易使催化剂中毒。但与相比，更不利于脱硝反应的进行，其原因是 。 (3)粉煤灰成分研究 粉煤灰可用于水泥工业，粉煤灰中的氨含量（或铵盐）会影响水泥的性能。 ①取50.00 g粉煤灰加入NaOH蒸出，用20 mL 0.1000 mol⋅L的溶液吸收，用0．2000mol⋅L NaOH溶液滴定过量的至终点，平行滴定3次，平均消耗NaOH溶液10.00 mL，计算粉煤灰中的以计的氨含量 （用mg⋅g表示，写出计算过程）。 ②相同烟气所得脱硝粉煤灰（经过SCR脱硝后获得）与未脱硝粉煤灰（直接沉降获得）加水后溶解后，所得浆液pH随时间的变化如图所示。脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低的原因是 。 2．随着新能源汽车的不断发展，从经济价值、环境保护等多重背景下考虑，废旧锂离子电池中的锂、镍、钴、锰金属的回收利用已经刻不容缓。某科研团队对废旧三元锂电池进行处理，工艺如图所示： 查阅资料显示： a．正极片预处理后的粉料中主要成分与终端产品2相同，均为，且其中所含镍、钴、锰的化合价均为+3价。杂质主要为。 b．碳酸锂的溶解度随温度升高而减小。 (1)镍位于元素周期表第 周期第 族。 (2)写出粉料中的通过“浸出还原”得到含、、、溶液的化学反应方程式： 。 (3)温度、浸出时间对镍、钴、锰的浸出率的影响如下图所示。根据图中信息，应选择的温度为 ，浸出时间为 。除以上两因素外，任写一种对浸出率有影响的因素： 。 (4)“浸出还原”后，可用低浓度的碳酸氢铵溶液除杂，写出反应的离子方程式 。 (5)“共沉淀”后的滤液中含有大量，加碳酸钠后，对溶液采用如下“系列操作”可得到终端产品1： 、 、洗涤、干燥。 (6)一种钴镍氧化物的立方晶胞结构如图，该晶体的化学式为 ；已知晶胞参数为，晶胞密度为，据此推断阿伏加德罗常数 。（列出计算式） 3．碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池，其构造如图所示。 放电时总反应为Zn＋2H2O＋2MnO2=Zn(OH)2＋2MnOOH。从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如图所示： “净化”是为了除去浸出液中的Fe2＋，方法是：加入 (填化学式)溶液将Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节pH使Fe3＋沉淀完全。已知浸出液中Mn2＋、Zn2＋的浓度约为0.1 mol·L-1，根据下列数据计算，调节pH的合理范围是 。(离子浓度小于1×10-5 mol·L-1即为沉淀完全) 化合物 Mn(OH)2 Zn(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-13 10-16 10-38 4．海水提碘 “提取碘”存在以下两种方案。 ①方案乙中“操作X”的名称是 。 ②该流程可循环利用的物质是 。 ③采用方案乙得到纯碘的产率较低，原因是 。 5．我国拥有很长的海岸线，具有丰富的海洋资源。 Ⅰ.盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液，其中除含镁盐外，还含有其他盐类(如图甲所示)。 (1)根据图甲所示，写出盐卤中含量最多的盐为 (填化学式)其电子式为 (2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线，将盐卤加热到℃以上，根据溶解度曲线，首先析出的晶体应是 。(填化学式) (3)如图是常用于混合物的分离和提纯的装置： 粗盐的提纯应选择图 (填字母，下同)装置，若实验中为了除去粗盐中的、、等杂质离子加入试剂的顺序可以是