专题12 工艺流程1-2024年江苏高考化学提优

工艺流程——非金属元素载体 1.超纯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金属的化学性质和相似，的熔点为； ②(乙醚)和(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 沸点/ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： （1）晶体的晶体类型是 ； （2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在的原因是 ，阴极的电极反应式为 ； （3）“合成”工序中的产物还包括和，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．流程中得到了循环利用 B．流程中，“合成”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，并蒸出 D．用核磁共振氢谱不能区分和 （6）直接分解不能制备超纯，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯的理由是 ； （7）比较分子中的键角大小： (填“>”“<”或“=”)，其原因是 。 2.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可与Cu2＋、Ag＋、Au＋等离子形成配合物；也可被一定浓度的Cu2＋氧化，反应为2Cu2＋＋6S2O2[Cu(S2O3)2]3-＋S4O。 （1）Na2S2O3可与胶卷上未感光的AgBr配位使其溶解。 已知：Ag＋＋2S2O [Ag(S2O3)2]3-　K=3.7×1013；Ksp(AgBr)=5.4×10-13 反应AgBr＋2S2O [Ag(S2O3)2]3-＋Br-的平衡常数K=___________。 （2）Na2S2O3溶液可浸取金矿石(含FeAsS和FeS2)中的Au。Au的熔点为1 064 ℃，难被氧化。 ① 矿石需在空气中焙烧使Au暴露，便于后继浸取，此时部分FeAsS分解生成As。700 ℃时Au部分焙化，原因是___________；焙烧时加入适量CaCO3的目的是___________。 ② 在空气中，Na2S2O3溶液与Au反应生成[Au(S2O3)2]3-，离子方程式为___________。 ③ Na2S2O3溶液中加入一定量的CuSO4溶液和氨水溶液，可使单位时间内的Au浸取率大幅提高，反应机理如图1所示，该过程可描述为___________。当其他条件相同时，Cu2＋浓度对Au浸取率的影响如图2所示。随着c(Cu2＋)增大，Au浸取率先增大后下降的可能原因是___________。 ④ Na2S2O3溶液的浓度对Au浸取率的影响如图3所示。c(S2O)>0.4 mol·L-1时，加入CuSO4氨水的体系中Au浸出率下降，且溶液中c(S4O)未明显增大，其可能原因是___________。 3.以废旧锂离子电池正极材料(主要成分为镍钴锰酸锂，还有少量镁铝合金和含铁化合物)为原料，回收Ni2＋、Co2+、Mn2＋的过程可表示为： 已知：Ksp(MnF2)=5×10-3 Ksp(MgF2)=8×10-11 （1）“酸浸”时，三价镍、三价钴、四价锰转化为Ni2＋、Co2+、Mn2＋进入溶液。该过程中H2O2的作用是_______。保持其他条件相同，搅拌相同时间，测得不同温度下镍、钴、锰的浸出率如图所示。60℃时浸出率达到最大，可能的原因是_______。 （2）“除铁”生成黄钠铁矾沉淀时需控制溶液的pH为1.5~1.8。该过程中需不断加入NaOH溶液，其作用是_______。 （3）物质X可调节溶液的pH，X为_______(填序号)。 A．NH4Cl B．(NH4)2SO4 C．NH4HCO3 （4）“除铝”后的滤液中含有Mg2＋，可以用MnF2除去。结合反应的平衡常数解释用MnF2能除去Mg2＋的原因是_______。 （5）回收液可用于合成锂离子电池正极材料，合成前需测定其中Co2+等离子的浓度。 测定原理：用过量标准K3[Fe(CN)6]溶液氧化经预处理的回收液样品中的Co2+，再用标准CoSO4溶液滴定过量的K3[Fe(CN)6]。 反应方程式为：Co2++[Fe(CN)6]3-=Co3++[Fe(CN)6]4-。 测定过程：取预处理后的回收液样品20.00mL，向其中加入20.00mL0.0520mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液，充分反应；再用0.0500mol·L-1CoSO4溶液滴定反应后的溶液，消耗CoSO4溶液12.00mL。 数据分析：计算预处理后的回收液样品中Co2+的物质的量浓度_______。(写出