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秘籍15 工艺流程综合-备战2023年高考化学抢分秘籍(新高考专用)
展开秘籍15 工艺流程综合
概率预测
☆☆☆☆☆
题型预测
填空题 ☆☆☆☆☆
考向预测
物质的制备、分离提纯、化学实验、离子方程式的书写的综合分析及应用
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,是无机框图的拓展创新。它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理,紧扣信息,抓住关键、准确答题。化工工艺流程题能有效考查考生的“变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识”等化学学科核心素养。近五年来作为高考题的固定题型,此类题目往往取材于国际国内的化学期刊杂志,没有固定的物质制备或分离类型,情境新颖,在题干问题设置上注重逻辑,往往还有关联提问。重点考查化学基础知识和基本能力,特别是对物质制备方法、物质间的转化途径、混合物分离和除杂方法、化学实验基本操作方法、陌生情景中化学方程式或离子方程式的书写及简单计算能力的综合考查。
考点一、工艺流程操作及原因
常见的操作
思考角度
表面处理
用水洗除去表面可溶性杂质,金属晶体可用机械法(打磨)加快反应速率,使反应更充分或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等
加氧化剂
氧化某物质,生成目标产物或除去某些离子
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作
从溶液中得到晶体的方法:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥
提高原子
利用率
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
在空气中或
在其他气体
中进行的反
应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应;或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的
控制溶
液的pH
①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度
(常用水浴、
冰浴或油
浴)
①防止副反应的发生
②使化学平衡移动;控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
④控制反应速率;使催化剂达到最大活性
⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发
⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量
⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求
洗涤晶体
①水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质
②冰水洗涤:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
③用特定有机试剂清洗晶体:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度、有利于析出,减少损耗等
④洗涤沉淀的方法:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次
考点二、分离与提纯操作
①物质分离、提纯的六种物理方法
─
↓
─
↓
─
↓
─
↓
─
↓
─
②分离提纯语言描述规范答题
(ⅰ)溶液结晶答题规范
从溶液中得到带结晶水的晶体的规范是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(ⅱ)除杂答题规范
在书写某一步骤是为了除杂时,应该规范回答,“是为了除去××杂质”,“除杂”等一类万能式的回答是不能得分的。
技法一、陌生方程式的书写
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型:
①元素化合价无变化则为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律。
②元素化合价有变化则为氧化还原反应,除遵循质量守恒外,还要遵循得失电子守恒规律。最后根据题目要求写出化学方程式或离子方程式(需要遵循电荷守恒规律)即可。
技法二、化学计算
①计算公式
(ⅰ)物质的质量分数(或纯度)=×100%
(ⅱ)产品产率=×100%
(ⅲ)物质的转化率=×100%
②计算方法——关系式法
在多步反应中,若第一步反应的产物是下一步反应的反应物,可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”,找出已知物质和所求物质之间量的关系,也可通过守恒关系直接确定原料与所给数据物质之间的关系。
例1.三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O,其相对分子质量为990)简称“三盐”,不溶于水及有机溶剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品,也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示
已知:Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13
请回答下列问题:
(1)写出步骤①“转化”的离子方程式:_______。
(2)根据下图溶解度曲线,由滤液1得到Na2SO4固体的操作为:将“滤液1”_______、_______、用乙醇洗涤后干燥。
(3)步骤③“酸溶”,为提高酸溶速率,可采取的措施是_______(任意写出一条)。
(4)“滤液2”中可循环利用的溶质为_______(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5mol·L-1,则此时c(SO)=_______mol·L-1。
(5)步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为_______。
(6)若消耗100.0 t铅泥,最终得到纯净干燥的三盐49.5 t,假设铅泥中的铅元素有75%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为_______。
例2.绿矾被广泛用于医药和工业领域,工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的方法如下:
方法一:利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矾(流程如图1所示)
(1)试剂a和试剂b分别为___________(填名称),操作1的名称为___________
(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中可以将CuFeS2氧化成硫酸盐,写出该反应的化学方程式:___________
方法二:利用工业废铁屑制取绿矾(流程如图2所示)
(3)加入适量Na2CO3溶液的作用是___________
(4)实验室进行操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器的名称为___________
(5)可通过检验CO判断操作Ⅰ是否洗涤干净,检验方法为___________
(6)测定绿矾产品中FeSO4·7H2O含量的方法如下:
a.称取3.72g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容
b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中
c.用硫酸酸化的0.0100mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器名称为___________
②样品中FeSO4·7H2O的质量分数为___________×100%(用分数表示)
③上述测定中,若滴定管规格为50mL,则步骤a中称取样品的质量不能超过___________g(保留小数点后四位)
例3.工业上利用锌焙砂(主要成分为,含有少量、、等)生产高纯的流程示意图如下。
(1)用足量溶液和氨水“浸出”锌焙砂。
①“浸出”前,锌焙砂预先粉碎的目的是___________。
②通过“浸出”步骤,锌焙砂中的转化为,该反应的离子方程式为___________。
(2)“浸出”时转化为。“除砷”步骤①中用作氧化剂,步骤①反应的离子方程式为___________。
(3)“除重金属”时,加入溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是___________和。
(4)“蒸氨”时会出现白色固体,运用平衡移动原理解释原因:___________。
(5)“沉锌”步骤①中加入足量溶液将白色固体转化为的离子方程式为___________。
(6)“煅烧”步骤中,不同温度下,分解的失重曲线和产品的比表面积变化情况如图1、图2所示。
已知:i.固体失重质量分数=×100%。
ii.比表面积指单位质量固体所具有的总面积;比表面积越大,产品的活性越高。
①280℃时煅烧,后固体失重质量分数为33.3%,则的分解率为___________%(保留到小数点后一位)。
②根据图1和图2,获得高产率(分解率>95%)、高活性(比表面积)产品的最佳条件是___________(填字母序号)。
a.恒温280℃, b.恒温300℃,
c.恒温350℃, d.恒温550℃,
(7)该流程中可循环利用的物质有___________。
1.(2023·河北唐山·高三统考)高纯碳酸锶主要用于荧光玻璃、电子陶瓷、磁氧体和高科技领域。一种由工业级硝酸锶(含有Ba2+、Ca2+、Mg2+等杂质)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
已知:①BaCrO4不溶于水,在水溶液中与Ba2+不能结合。
②在碱性条件下不能转化为Cr3+。
③常温下,各物质的溶度积常数如下表所示:
化合物
Ca(OH)2
CaC2O4
Mg(OH)2
MgC2O4
SrCO3
Ksp近似值
4.6×10-6
2.2×10-9
5.6×10-12
4.8×10-6
5.6×10-10
回答下列问题:
(1)硝酸锶溶解前需要粉碎,其目的是___________。
(2)“除钡”时,pH偏低会导致的利用率不高,原因是___________(用离子方程式解释);不同pH时的利用率随时间变化曲线如图所示,分析“除钡”过程中需用氨水将溶液调至pH=___________。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为___________。
(4)“滤渣2”的成分主要是含镁物质和___________(填化学式)。
(5)已知:碳酸的电离常数Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11,则“碳化”时,反应Sr2+(aq)+2(aq)SrCO3(s)+H2CO3(aq)的平衡常数K=___________(保留两位有效数字)。
(6)“洗涤”过程中能够除去SrCO3中的微量可溶性杂质,该杂质除NH4HCO3外还可能___________(填化学式)。
2.(2023·宁夏吴忠·校联考一模)硫酸锰是一种重要的化工中间体。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)与氧化锰矿(主要成分为MnO2等锰的氧化物)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下:
已知:①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。
②金属离子在水溶液中沉淀的pH范围如下表所示(25°C):
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀的pH
1.9
7.6
7.3
3.0
完全沉淀的pH
3.2
9.6
9.3
5.2
③离子浓度≦10-5mol·L-1时,离子沉淀完全。
(1)“混合焙烧”的主要目的是___________。
(2)若试剂a为MnO2,则氧化步骤发生反应的离子方程式为___________,若省略“氧化”步骤,造成的影响是___________。
(3)“中和除杂”时,应控制溶液的pH范围是___________。
(4)“氟化除杂”后,若使溶液中Mg2+沉淀完全,需维持c(F-)不低于___________。(已知:Ksp(MgF2)=6.4×10-10)
(5)“碳化结晶”时发生反应的离子方程式为___________,最后一步系列操作主要是___________。
3.(2023·山东德州·模拟)金属钴(Co)是一种重要的战略金属,有着较为广泛的用途。如图是利用含钴废料(主要成分为Co2O3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)制备草酸钴的工艺流程。回答下面问题:
(1)在“硫酸浸取”时,能提高“酸浸”速率的方法有_____(任写一种)。滤渣1的成分是_____(写化学式)。
(2)写出反应①的离子方程式:_____、_____。写出反应②的离子方程式:_____。
(3)操作1中加入NaHCO3的作用是_____。
(4)已知:Ksp(CaF2)=5.3×10-9,Ksp(MgF2)=5.2×10-12,若向溶液c中加入NaF溶液,当Mg2+恰好沉淀完全,即溶液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol•L-1,此时溶液中c(Ca2+)最大等于_____mol•L-1。
(5)若沉钴中得到二水合草酸钴CoC2O4·2H2O(M=183g/mol)热分解质量变化过程如图所示。其中600℃以前是隔绝空气加热,600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物,请写出从反应B点到C点的化学方程式_____。
(6)用乙醇燃料电池作电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴,其装置如图甲、乙。
①图乙中Co电极应连接乙醇燃料电池的_____极(填“a”或“b”)。
②图甲中a极上发生的电极反应是______。
4.(2023·河南·高三统考)选择性催化还原法脱硝技术在工业上广泛应用,为实现废SCR催化剂(主要成分V2O5、WO3、TiO2等)再生利用,工艺流程如下。已知:钒酸钠和钨酸钠易溶于水,钛酸钠难溶于水。25°C时Ksp(CaWO4)>Ksp(H2WO4)。
(1)“焙烧”过程中V2O5与Na2CO3反应的化学方程式为___________。
(2)“水浸、过滤”后滤渣的化学式为___________。
(3)“盐洗”使用的试剂是___________。
(4)“沉钒”反应的离子方程式为___________。
(5)“沉钨”后用盐酸对CaWO4沉淀进行酸洗的目的是___________。
(6)H2WO4经“一系列操作”得到WO3,“一系列操作”是___________。
(7)该工艺流程实现废SCR催化剂再生利用的产品有___________。
5.(2023·河南安阳·统考二模)氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。一种以含锌烟灰(含有ZnO、CuO、PbO、FeO、Fe2O3、MnO、MnO2、CdO等)为原料制备氧化锌的工艺流程如图所示:
已知:i.二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子,如[Fe(NH3)2]2+、[Mn(NH3)2]2+、[Zn(NH3)4]2+;
ii.25°C时相关物质的Ksp如下表:
物质
MnS
FeS
ZnS
PbS
CdS
CuS
Ksp
2.5×10-13
6.3×10-18
1.6×10-24
8.0×10-28
3.6×10-29
5.0×10-36
iii.Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125°C、300°C。
请回答下列问题:
(1)“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,写出生成FeOOH的离子方程式:___________;“氧化预处理”的目的是___________。
(2)若“氨浸”阶段溶解ZnO时消耗的n(NH3·H2O):n(NH4HCO3)=2:1,写出该反应的离子方程式:___________。
(3)已知:4NH3(aq)+Cu2+(aq)=[Cu(NH3)4]2+(aq) K=1013,则[Cu(NH3)4]2+(aq)+S2-(aq)=CuS(s)+4NH3(aq)的化学平衡常数K1为___________。
(4)实验室模拟蒸氨装置如图所示。蒸氨时控制温度为95°C左右,在装置b中[Zn(NH3)4]2+转化为碱式碳酸锌沉淀。
①用水蒸气对装置b加热时,连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为___________(填字母)。
A.液面上方但不接触液面
B.略伸入液面下
C.伸入溶液底部
②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下,为提高蒸氨效率和锌的沉淀率,可采取的措施是___________(写出一种)。
③混合气体e可返回至“___________”阶段循环利用。
(5)研究发现Znx(OH)y(CO3)z。热分解得到ZnO的过程可分为两步。某实验小组取11.2gZnx(OH)y(CO3)z固体进行热重分析,两步反应的固体失重率()依次为8.0%、19.6%,则Znx(OH)y(CO3)z的化学式为___________。
6.(2023·上海闵行·统考二模)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]常称为摩尔盐,溶于水且溶解度随温度升高而增大,不易溶于乙醇,在空气中不易被氧化,比硫酸亚铁稳定,常用来配制亚铁离子溶液。实验制备步骤如图:
(1)步骤①中硫酸浓度应选择___________。(选填编号)
a.98%浓硫酸b.3mol•L﹣1硫酸c.15mol•L﹣1硫酸d.0.05mol•L﹣1硫酸
(2)在制备FeSO4的过程中,铁粉与硫酸的物质的量比宜控制在0.8~0.9左右。当n(Fe):n(H2SO4)>1时,由于硫酸的殆尽,增加了Fe2+的水解,降低了产率和产品质量。当n(Fe):n(H2SO4)<0.7时,也降低了产率和产品质量,分析其原因是:___________ 。
(3)步骤②中“混合反应”时温度需控制在70~80℃,可采取的措施是___________。步骤③中,从溶液中提取硫酸亚铁铵的系列操作中包含蒸发浓缩、___________ 、___________ 、乙醇洗涤、干燥。
为测定产品中摩尔盐的质量分数,研究小组称量产品24.50g配成100mL溶液,量取10.00mL,用0.1000mol•L﹣1KMnO4酸性溶液滴定,消耗KMnO4溶液12.25mL。已知:+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
(4)实验室配制100mL一定浓度的摩尔盐溶液,用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、___________、___________。
(5)判断反应到达滴定终点的现象为___________。产品中摩尔盐的质量分数___________。
7.(2023·河南·统考模拟)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂,由富钒废渣(含V2O3、Na2O·Al2O3·4SiO2、FeO)制备V2O5的一种流程如下:
已知:①部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
开始沉淀pH
7.0
1.9
3.2
沉淀完全pH
9.0
3.2
4.7
②NH4VO3可溶于热水,不溶于乙醇;
③部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式:
pH
<1
1~4
4~6
6~8.5
8.5~13
>13
主要存在形式
V2O5
多矾酸根
多矾酸根
备注
多矾酸盐在水中溶解度较小
回答下列问题:
(1)“酸浸”时含V物质中V的化合价为___________。
(2)“转化II”需要调整的pH范围为___________, “转化III”中含V物质发生反应的离子方程式为___________。
(3)铝元素在“___________”(填操作单元名称)过程中被除去;“滤渣2”的主要成分为___________。
(4)“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等,洗涤时最好选用的试剂为___________(填字母)。
A.冷水 B.热水 C.乙醇 D.NaOH溶液
“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3),若“沉钒”前溶液中c( )=0.2 mol· L-1,不考虑溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到98%,至少应调节c( )为___________mol·L-1.[已知:Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]
(5)全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池,其工作原理如图所示。
①充电时,X电极反应式为___________。
②充电时,每转移1 mol电子,左池溶液中n(H+)的变化量为___________mol。
8.(2023春·湖北武汉·高三统考)高氯酸钾()是一种微溶于水的白色粉末,具有强氧化性,常用于烟花制作。其制备的工业流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“电解”步骤中,电解槽内宜使用_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜,产生的气体主要是_______。
(2)“结晶”步骤中,采用缓慢结晶的目的是_______。
(3)“高温分解”的化学方程式为_______。
(4)已知相关物质的溶解度如下表所示:
温度/℃溶解度/g
物质
0
10
20
30
40
0.76
1.06
1.68
2.56
3.73
KCl
28
31.2
34.2
37.2
40.1
167
183
201
222
245
①试计算20℃时高氯酸钾的_______(保留2位有效数字)。
②“转化”发生反应的离子方程式为_______。
(5)“母液”中溶质成分是_______(填化学式)。
9.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模)在钢中加入一定量的钒,就能使钢的硬度、耐腐蚀性大增。工业上以富钒炉渣(主要成分为V2O5、Fe2O3和SiO2等)为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图:
查阅资料:偏钒酸铵(NH4VO3)溶于热水和稀氨水,微溶于冷水,不溶于乙醇。
钒的盐类的颜色五光十色,常被制成鲜艳的颜料。如:VO溶液为黄色,VO2+溶液为蓝色,而五氧化二钒则是红色的。
(1)在第一步操作焙烧过程中V2O5转化为可溶性NaVO3,该反应的化学方程式为_____。
(2)以上流程中应用过滤操作的有_____(填序号),在③操作后,为使钒元素的沉降率达到98%,要加入较多的NH4Cl,从平衡角度分析原因_____。
(3)产品纯度测定:将mg产品溶于足量稀硫酸配成100mL(VO2)2SO4溶液。取20.00mL该溶液于锥形瓶中,用amol•L-1H2C2O4标准溶液进行滴定,经过三次滴定,达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体积为20.00mL。
①完成下列滴定过程的离子方程式:_____。
______VO+______H2C2O4+______=______VO2++______CO2↑+______
②该滴定实验不需要另外加入指示剂,达到滴定终点时的实验操作和现象是______。
③产品的纯度为______。(用质量分数表示,已知V2O5,M=182g/mol;H2C2O4,M=90g/mol)
(4)钒的晶胞结构为体心立方结构(如图所示)。
①若原子1,原子3,原子7的坐标分别为(0,0,0),(1,1,0),(1,1,1);则原子8,原子9的坐标分别为_____,_____。
②若晶胞边长为308pm,则钒的密度为_____g•cm-3。(列出计算式)
10.(2023·广东汕头·金山中学校考一模)锗(Ge)是门捷列夫在1871年所预言的元素“类铝”,其与硅同族,高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料,其化合物在治疗癌症方面也有着独特的功效。如图是以锗锌矿(主要成分为GeO2、ZnS,另外含有少量的Fe2O3等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程:
已知:GeCl4的熔点为-49.5℃,沸点为84℃,在水中或酸的稀溶液中易水解。
回答下列问题:
(1)滤渣l的主要成分为___________。
(2)步骤③沉锗过程中,当温度为90℃,pH为14时,加料量(CaCl2/Ge质量比)对沉锗的影响如表所示,选择最佳加料量为___________(填“10-15”“15-20”或“20-25”)。
编号
加料量(CaCl2/Ge)
母液体积(mL)
过滤后滤液含锗(mg/L)
过滤后滤液pH
锗沉淀率(%)
l
10
500
76
8
93.67
2
15
500
20
8
98.15
3
20
500
2
11
99.78
4
25
500
1.5
12
99.85
(3)步骤⑤获得的GeCl4为___________晶体,该步骤的分离方法所需的装置为___________。
根据选择,提出改进的方法:___________(若不需要改进,此空填“不需要”)。
(4)步骤⑥的化学方程式___________。
(5)Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能,请回答下列问题:量子化学计算显示含锗化合物H5O2Ge(BH4)3具有良好的光电化学性能。CaPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型,CaPbI3的晶体结构如图所示,若设定图中体心钙离子的分数坐标为,则分数坐标为的离子是___________ 。
11.(2023春·山西·高三校联考)钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。以含钒石煤(主要成分是、,含有、及、、等化合物杂质)制备单质钒的工艺流程图如下所示:
已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
②、、远大于。
③一般认为平衡常数反应较完全。
回答下列问题:
(1)为了提高“焙烧”效率,可采用的措施有___________、___________。
(2)“焙烧”时,、都转化为,写出转化为的化学反应方程式_____。
(3)“水浸”加入调节溶液的pH为8.5,可完全除去的金属离子有_____,及部分的______。“水浸”加入不能使完全转化,原因是______。
(4)“离子交换”可表示为(为强碱性阴离子交换树脂,为在水溶液中的实际存在形式),则“洗脱”过程“淋洗液”最好选用_____。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入钙冶炼V的方法相似的是____。
A.高炉炼铁 B.电解熔融NaCl制钠 C.利用铝热反应制锰 D.氧化汞分解制汞
12.(2023·黑龙江·高三模拟)精制磷酸可用于制备饲料中添加的磷酸盐,磷酸中的氟化物杂质严重影响其品质。利用某磷矿石[主要成分为Ca5(PO4)3F,含少量SiO2]生产精制磷酸的一种工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“操作X”的目的是增加“酸浸Ⅰ”的速率,该操作是_______。
(2)“酸浸Ⅰ”之后生成了可溶性的Ca(H2PO4)2,该反应的化学方程式为_______,所得不含磷产物在上述工艺中的重要作用为_______。
(3)“酸浸Ⅱ”发生反应的化学方程式为_______;若略去“酸浸Ⅰ”直接采用H2SO4进行“酸浸”,造成的不良后果是_______。
(4)“操作Y”的目的是除去残留的SO,从经济角度考虑可先加入CaCO3,若充分反应后效果仍不理想,可继续加入_______(填化学式)。
(5)精制磷酸时,若将稀磷酸在真空状态下循环加热,浓缩时残留的氟一部分随水蒸气以HF和SiF4的形式脱出,这种脱氟的方法有两种:方法一是在浓缩过程中不添加活性二氧化硅;方法二是在稀酸进入闪蒸室时,加入活性二氧化硅。脱氟效率较好的是_______(填“方法一”或“方法二”),实验条件下,最佳脱氟时间为_______。
(6)称取2.0000g磷酸产品,移入500mL锥形瓶中,用160mL的超纯水稀释,加入1mL百里香酚酞指示剂,用0.5000 mol∙L−1的NaOH标准溶液滴定至溶液刚呈浅蓝色(生成Na2HPO4)即为终点,重复测量三次,所用标准溶液的体积分别为69.37mL、65.65mL、69.39mL,则该磷酸的产品中H3PO4的质量分数是_______(保留2位有效数字)。
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