必刷题14 化学工艺流程综合题-备战2024年高考化学二轮必刷题(江苏专用)
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必刷题型14 化学工艺流程综合题
1.(2024·江苏泰州·一模)以方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)为原料制备电池材料和,过程可表示为
已知:①
②
(1)时,“协同浸取”生成和的离子方程式为 ;“协同浸取”时加入可避免生成沉积在矿石表面,其原因是 。
(2)“沉降分铅”的目的是将滤液中的沉降为沉淀。沉降反应的平衡常数 。
(3)络合萃取剂全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺通过氮原子与形成配位键的方式萃取铅。已知氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,若在氮原子和含氟基团间引入基团配位能力会增强,其原因分别是 。
(4)制备。(难溶于水的黑色晶体)可通过空气氧化制得,制备时溶液的温度和对的产率影响如图所示。请补充完整由净化后的含的滤液制备较纯净的的实验方案:取一定量的含的滤液于三颈烧瓶中, ,真空40干燥得产品。(必须使用的试剂:空气、蒸馏水、氨水、稀硝酸、溶液。)
2.(2024·广东江门·一模)铅渣由多种氧化物及它们相互结合而形成的化合物、固溶体、共晶混合物所组成。对铅渣进行综合利用,回收其中的有价金属(Cu、Fe、Pb、Zn、Sb)的部分工艺流程如下:
已知:①常温下,,。
②金属离子浓度等于时,可认为其恰好完全沉淀。
(1)位于第六周期,与碳元素同主族,其价层电子排布式为 。
(2)“还原焙烧”时,发生反应的化学方程式为 。
(3)挥发烟尘中的主要氧化物为。
①区分挥发烟尘中的氧化物是晶体还是非晶体的最可靠的科学方法为 。
②“转化”过程中,发生反应的化学方程式为 。
(4)“氧化酸浸”过程中,若将物质的量为的合金(其中与物质的量之比为氧化,至少需要的物质的量为 ml(用含a、b的式子表示)。
(5)“过滤洗涤”过程中,加入酒石酸(表示为)发生如下配位反应:
①上述两个配合物中,提供空轨道的元素为 (填元素符号)。
②“过滤洗涤”时,用酒石酸稀溶液洗涤滤渣而不用水。用酒石酸稀溶液洗涤可减少金属离子的损失,原因为 。
(6)“沉锑”过程中,锑恰好完全沉淀时,溶液中 。
(7)一种铅卤基钙钛矿的晶胞结构如图所示,其中八面体体心为Pb,顶点为Br,晶体中各八面体顶点相连。
①该晶体的化学式为 。
②若该晶体的晶胞以Cs为顶点,则Br在晶胞中的位置为 。
3.(2024·广西河池·一模)及其水合物在建筑、工业农业、医药中有着广泛应用。一种以铁菱镁矿(主要成分是,还含有、及少量)为原料制备的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“焙烧”时通常要将矿石粉碎,目的是 。写出该过程中发生氧化还原反应的化学方程式 。
(2)“滤渣1”的主要成分是 。
(3)从物质分离提纯的角度考虑,“沉铁”时“X”应选用下列物质中的___________(填字母)。
A.氨水B.NaOH溶液C.MgOD.
(4)25℃时,为保证“沉铁”充分,至少要将溶液的pH调节到 (已知:①25℃,,;②一般认为,离子浓度小于时该离子即沉降完全)。检验“沉铁”充分的实验方法是 。
(5)根据的溶解度随温度变化的情况(如图所示),由“滤液”获得的“一系列操作”是将温度控制在67.5℃以上,蒸发结晶、 、 、干燥。
(6)除外,人们发现也有着广泛应用。
①可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物,的空间结构是 。
②的晶胞是与构成的长方体,在晶胞中的位置如图所示。已知晶胞的体积为V,阿伏加德罗常数的值为,晶体的摩尔体积 (列出计算式)。
4.(2024·福建南平·一模)钴镍渣是湿法炼锌净化渣之一,其中含有较多的Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和少量C(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的硫酸盐及氢氧化物(“Ⅱ”指相应元素的化合价为+2价)。利用以下工艺流程回收金属并制备碱式碳酸锌:
已知:过二硫酸根()的结构式为,的还原产物为。
回答下列问题:
(1)“溶浸”中,可以加快化学反应速率的措施有 (任写一种)。
(2)向“浸取液”中加入Zn粉,发生反应的离子方程式为 。
(3)过二硫酸根具有极强的氧化性,原因是 。
(4)“氧化、沉钴”时,加入溶液并调节溶液pH至5.0~5.2,反应生成沉淀的离子方程式为 。
(5)研究加入溶液时温度和时间对金属脱除率的影响,所得曲线如下图所示:
由图可知,“氧化、沉钴”的适宜温度和时间是 。金属脱除是指溶液中的二价金属离子被氧化后形成氢氧化物沉淀除去,滤渣中还含有 (填化学式)。
(6)向溶液中加入适量的溶液,反应生成沉淀的化学方程式为 。
(7)锌的某些硫化物具有独特的光电效应,被研究应用于荧光材料、电磁学等领域。如图为锌的某种硫化物晶体的晶胞结构。
①基态的价层电子排布图为 。
②该硫化物晶体的密度ρ= (用含a、b、的代数式表示)。
5.(2023·江苏南京·一模)实验室以废旧锂电池正极材料(含及少量、等)为原料制备。
已知:,,;的电离常数为,的电离常数分别为,。
(1)“酸浸”时LiCO2与反应生成并放出,该反应的离子方程式为 。
(2)“萃取”时有机磷萃取剂(用表示)萃取金属离子的原理可表示为:(有机层)(有机层)(水层)。钴、锂在有机磷萃取萃取剂中的萃取率与的关系如图1所示。随的升高,在有机磷萃取剂中萃取率增大的原因是 。
(3)“反萃取”的目的是将有机层转移到水层。使尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有 (填两项)
(4)“沉钴”时可加入溶液或溶液反应制得。不能用溶液代替溶液的原因是 。
(5)“沉钴”时,也可先制得再制备。在空气中受热分解,测得剩余固体的质量与起始的质量的比值(剩余固体的质量分数)随温度变化曲线如图2所示。为获得较高产率的,请补充实验方案:取反萃取后得到的水相, 。(可选用的试剂:溶液、空气、溶液、溶液)
6.(2024·湖北·二模)硒和碲是重要的稀散元素,都可以作为半导体材料。一种从碲碱渣(碲和硒的含量较高,还含有少量Cu、Pb等元素)分离硒回收碲的工艺流程如下:
已知:①水浸液的主要成分为、及少量可溶性的铜、铅化合物等。
②为两性氧化物,微溶于水。
③亚硒酸为二元弱酸,
回答下列问题:
(1)硒与氧同族,基态Se原子价电子排布式为 。
(2)“除杂渣”的主要成分为 。
(3)“中和”时控制pH为4~5,生成沉淀,若硫酸过量,将导致Te的回收率下降的原因是 。
(4)“酸浸液”中硒主要以亚硒酸的形式存在。若控制“酸浸液”的pH为2,此时溶液中 。
(5)“沉硒”时生成了一种无污染的单质气体,写出“沉硒”时发生的主要反应的化学方程式 。
(6)碘量法测定“粗硒”中硒的含量,过程如下:
取0.1000g粗硒,加入足量硫酸和硝酸,充分反应生成,再加热至90℃使过量的硝酸挥发;继续向溶液中加入过量的KI溶液,生成Se和;然后滴入2滴淀粉溶液,用0.4000ml/L溶液滴定()。重复上述操作2次,消耗的溶液的平均体积为12.50mL。
①判断滴定至终点的方法是 。
②该粗硒的纯度为 。
7.(2023·江苏扬州·三模)以固体为原料制备纯,其部分实验过程如下:
已知:①;
②,有两性,;
③ 。
(1)“酸溶”后再“氧化”可提高氧化速率,理由是 。
(2)“氧化”时产生气体中还有一定量。转化为反应的离子方程式为 。
(3)若“氧化”不充分,“沉钯”时所得的产率降低,其原因是 ;氧化液中Pd的浓度一定,为提高的产率,“沉钯”时需控制的条件有:反应的温度、 。
(4)可用作乙烯氧化制乙醛的催化剂,其部分反应机理如下:。形成配位键时,配体中电子云密度较大的区域易进入中心原子(或离子)的空轨道。乙烯分子与Pd2+形成的配位键中,乙烯分子提供电子对的区域是 。
(5)已知:受热易水解,能与盐酸反应生成溶液;固体受热至175℃会分解为。请补充完整制备的实验方案:取沉钯后过滤所得, ,得到干燥的粉末。实验中须使用的试剂:热蒸馏水、浓盐酸、溶液、稀。
8.(2024·宁夏银川·一模)金属镓被称为“电子工业脊梁”,与铝同族,性质与铝相似。氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2,还有少量Fe2O3等杂质)制备镓和氮化镓的流程如图:
常温下,相关元素可溶性组分的物质的量浓度的对数与pH的关系如图所示,当溶液中可溶性组分浓度c≤10-5 ml·L-1时,可认为已除尽。
回答下列问题:
(1)“焙烧”过程中Al2O3变为NaAlO2,则Ga2O3与纯碱反应的化学方程式为 。
(2)“碱浸”后滤渣的主要成分为 (写化学式)。用惰性电极电解含[Ga(OH)4]-的溶液可得到金属Ga,阴极的电极反应式为 。
(3)常温下,反应[Ga(OH)4]-(aq)Ga(OH)3(s)+OH-(aq)的平衡常数K= 。
(4)用石墨为电极电解熔融Ga2O3得到Ga单质,电极材料需要定期补充的是 极(填“阴”或“阳”)。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
①该氧化物为 。
②已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(6)利用CVD(化学气相沉积)技术,将热分解得到的Ga2O3与NH3在高温下反应可制得GaN,同时生成另一种产物,该反应化学方程式为 。
9.(2023·江苏连云港·模拟预测)以含铅废料(Pb、PbO、、及炭黑等)制备高纯PbO。其流程如下:
(1)酸浸时,在催化下Pb和反应生成的离子方程式是 。
(2)催化过程可表示为:
ⅰ:
ⅱ:……
写出ⅱ的离子方程式: 。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:
,其溶解度曲线如图所示。
①转化过程中,选用10%NaOH溶液的原因是 。
②滤液2中含有的阴离子有、 。
(4)结合上述溶解度曲线,设计利用粗PbO制备高纯PbO的方案: 。(实验中可选用的试剂: ;10%NaOH溶液、35%NaOH溶液、蒸馏水)
(5)六方氧化铅晶体的结构如图所示。用碳原子代替氧原子和铅原子,即为六方金刚石。请在该图内用粗线框出六方金刚石的一个晶胞,要求框线必须包含图中已有的一段粗线,且框出的晶胞体积最小 。
10.(2024·四川成都·二模)一种回收锌电解阳极泥(主要成分为、和ZnO,还有少量锰铅氧化物和Ag)中金属元素锌、锰、铅和银的工艺如图所示。回答下列问题:
已知:①易溶于水,不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下,葡萄糖能发生如下反应:
(1)中Pb的化合价为+2价,Mn的化合价有+2价和+4价,则氧化物中+2价和+4价Mn的个数比为 。
(2)滤液1中的溶质为 ;“还原酸浸”过程中主要反应的化学方程式为 ;实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量,其原因是 。
(3)结合溶解度曲线图分析,由溶液制得晶体的“一系列操作”是 、 ,用 (填物质的名称)洗涤、干燥。
(4)“电解”时,加入与水反应生成二元弱酸,在阴极放电生成Se单质,有利于电还原沉积。则放电的电极反应式为 。
(5)整个流程中可循环利用的物质是 。
(6)通过计算说明可用溶液将“滤渣”中的转化为的原因 。[已知:25℃时,]
11.(2023·江苏淮安·模拟预测)工业上用磷铁渣(主要含FeP、,以及少量、等杂质)制备磷酸铁的工艺流程如下图。
已知:
①在密闭的反应釜中,稀硝酸首先分解生成和,进一步将磷铁渣中的FeP、氧化成和;继而生成和。
②难溶于水,可溶于无机强酸。
(1)加入硫酸的目的有 。
(2)“浸取”时与反应的化学方程式为 。
(3)“浸取”时设定反应时间为,不同硝酸浓度下磷铁渣的溶解率如图1所示,当硝酸浓度在时,磷铁渣溶解率呈现降低的趋势,其原因是 ,为了缓解这一问题,投料时加一定量的活性炭,活性炭的作用是 。
(4)“制备”过程中溶液的pH对磷酸铁产品中铁和磷的含量及比值的影响如图2所示[考虑到微量金属杂质,在时,为0.973最接近理论值]。在pH范围为1~1.5时,随着pH增大,明显增大,其原因是 。
(5)工业上也可以用可溶性三价铁盐在酸性溶液中与磷酸盐反应,通过氨水调节pH得到磷酸铁。将与等体积混合充分反应后,静置,上层的清液中为 。【已知:】
12.(2024·江苏南通·一模)可用于制取催化剂,可以由含钻废料(主要成分为,还含有少量、和)经过如下过程进行制取:
含钴废料浸取液
(1)含钴废料用硫酸和溶液浸出后,溶液中含有的阳离子是和。
①写出“浸取”时所发生反应的离子方程式: 。
②“浸取”时含钴废料、硫酸和溶液混合的方式为 。
(2)已知:
①氧化性;
②;可溶于水;与可生成配合物难以沉淀;
③实验条件下金属离子转化为氢氧化物时开始沉淀及沉淀完全的如下表所示:
补充完整由“浸取液”制取的实验方案:取一定量的浸取液, ,过滤,向滤液中滴加溶液,……,得到晶体,(实验中可选用的试剂是的氨水、的溶液、溶液、的溶液)。
(3)已知:。
①反应的平衡常数为 。
②制取时使用溶液而不是溶液的原因是 。
(4)为测定草酸钴样品的纯度,进行如下实验:
①取草酸钴样品,加入酸性溶液,加热充分反应至不再有气体产生(该条件下不被氧化,杂质不参与反应)。
②将溶液冷却,加水稀释定容至。
③取溶液,用溶液滴定过量的,恰好完全反应时消耗溶液。样品中的质量分数为 。
建议完成时间: 120 分钟
选择题:精选 0 题
实际完成时间: 分钟
非选择题:精选 12 题
开始沉淀
1.9
3.4
6.9
6.6
9.1
沉淀完全
3.2
4.7
8.9
9.2
11.1
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必刷题10 化学反应的方向与限度-备战2024年高考化学二轮必刷题(江苏专用): 这是一份必刷题10 化学反应的方向与限度-备战2024年高考化学二轮必刷题(江苏专用),文件包含必刷题型10化学反应的方向与限度-备战2024年高考化学二轮必刷题型江苏专用原卷版docx、必刷题型10化学反应的方向与限度-备战2024年高考化学二轮必刷题型江苏专用解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共30页, 欢迎下载使用。
必刷题09 有机化学基础(选择题)-备战2024年高考化学二轮必刷题(江苏专用): 这是一份必刷题09 有机化学基础(选择题)-备战2024年高考化学二轮必刷题(江苏专用),文件包含必刷题型09有机化学基础选择题-备战2024年高考化学二轮必刷题型江苏专用原卷版docx、必刷题型09有机化学基础选择题-备战2024年高考化学二轮必刷题型江苏专用解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共28页, 欢迎下载使用。