内容正文:
押非选择题
化学工艺流程综合题
考情统计
考向预测
备考策略
2023·辽宁卷,16
2022·辽宁卷,16
2021·辽宁卷,16
以工艺流程图为载体,综合考查无机化学知识,并涉及实验操作、离子反应、氧化还原反应、化学平衡移动等知识,意在考查考生的变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养,以及信息获取、理解掌握、知识整合和科学思维的关键能力。
①无机物的性质、转化及其类比应用;
②化学实验基本操作;
③方程式(离子方程式、氧化还原反应方程式)的书写;
④化学平衡移动原理的应用及相关计算(沉淀溶解平衡等);
⑤物质结构与性质相关内容。
1.(2023·辽宁卷)16. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸,中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节,被氧化为,该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时,(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大体积分数时,(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中为使沉淀完全,需控制不低于_______(精确至0.1)。
2.(2022·辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为,含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制备和,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的分解为,转变为;
②金属活动性:;
③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下:
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
8.1
10.1
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为___________。
a.进一步粉碎矿石
b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)在空气中单独焙烧生成,反应的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出和;②___________。
(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为___________。
(6)加入金属的目的是___________。
3.(2021·辽宁卷)从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下:
已知:pH较大时,二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题:
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为_______。
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,“沉钒”过程控制,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。
(4)某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______;在该条件下滤液B中_______【近似为,的近似为】。
(5)“转化”过程中生成的离子方程式为_______。
(6)“提纯”过程中的作用为_______。
一、原料的预处理
1.原料预处理的目的
(1)原料经过预处理主要是除去不必要的杂质,净化所需要的原料。
(2)原料中的目标物质转化为易于化学处理的物质。
2.原料的预处理的方法与作用
方法
作用
粉碎或研磨
减小固体的颗粒度,增大固体与液体、气体间的接触面积,增大反应速率
灼烧、焙烧、煅烧
除去可燃性杂质;使原料初步转化为下一步可溶解的物质(氧化物等)
水浸
与水接触反应或溶解,分离可溶物与难溶物
酸浸
与酸反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
碱浸
除去油污;溶解铝(氧化铝)、二氧化硅;调节pH促进水解(金属离子的沉淀)
二、反应条件的控制
通过控制一定的反应条件,达到提高物质转化率或除去杂质的目的。反应条件最常见的是溶液的酸碱性(pH)、反应的温度。
1.控制溶液的酸碱性(pH)
(1)增强物质的氧化性、还原性,调节离子的水解程度。
(2)通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。
①若要除去溶液中含有的Fe3+、Al3+,可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。[若有Fe2+,通常需先用氧化剂(H2O2等)把Fe2+氧化为Fe3+]
②调节pH所利用的物质一般应满足能与H+反应,使溶液pH增大和不引入新杂质两点需求。例如:若