高考化学二轮复习专项分层特训练37 化工生产工艺流程的创新应用 含答案

这是一份高考化学二轮复习专项分层特训练37 化工生产工艺流程的创新应用 含答案，共8页。试卷主要包含了7 g·L－1，2～7等内容，欢迎下载使用。

已知：月桂酸（C11H23COOH）熔点为44 ℃；月桂酸和（C11H23COO）3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持＋3价不变；（C11H23COO）2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al（OH）3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是 。
（2）“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至 的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为______________________________________________。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。为尽可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c（C11H23COO－）低于 ml·L－1（保留两位有效数字）。
（4）①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②“操作X”的过程为：先 ，再固、液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有 （写化学式）。
（6）稀土元素钇（Y）可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。
①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 ml Pt3Y转移 ml电子。
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为 。
2.[2022·全国甲卷]硫酸锌（ZnSO4）是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用．硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物．其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
回答下列问题：
（1）菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 。
（2）为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有 、 。
（3）加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是 （填标号）。
A．NH3·H2O B．Ca（OH）2 C．NaOH
滤渣①的主要成分是 、 、 。
（4）向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）滤液②中加入锌粉的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是 、 。
3.[2022·重庆联合诊断检测]高性能磁带的磁粉主要成分是CxFe3－xO4，某探究小组设计了如图甲所示流程制取CxFe3－xO4。图中正极材料的主要成分是LiCO2，还含有少量Al和Fe{已知常温下，Ksp[C（OH）2]＝1.6×10－15}。
请根据流程回答下列问题：
（1）流程中放出的“气体”的化学式为 。
（2）提高酸浸浸取率的措施是 （写两条即可）。
（3）在“酸浸”过程中，加入Na2S2O3的作用是 。
（4）实验室要完成②的操作会用到下列仪器中的 （填字母）。
a．坩埚 b．烧杯
c．蒸发皿 d．泥三角
（5）写出①的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）常温时，“沉钴”过程中，当溶液的pH＝11时，c（C2＋）＝ ；基态C原子的价电子排布式为 。
（7）在空气中加热C（OH）2，固体残留率随温度的变化如图乙所示，则A点主要的固体产物为 （属于氧化物，填化学式）。
4.[2022·山东潍坊一模]铼（Re）是熔点和沸点较高的金属单质之一，用于制造高效能喷射引擎和火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰（主要成分有Re2O7、ReS2、ReO3、PbO、MO3、CuO、Fe3O4）中提取铼粉的流程如图甲所示。
已知：
Ⅰ.Re2O7易溶于水，高铼酸钾（KReO4）在水中的溶解度随温度变化较大；
Ⅱ.RCl阴离子交换树脂，对铼具有良好的选择性，在酸性体系中能够有效地吸附铼。
回答下列问题：
（1）“氧化浸出”过程，ReS2、 ReO3被氧化为ReO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，ReO3被氧化的离子方程式为 。浸出过程中，在浸出时间相同的条件下改变液、固比，实验结果如图乙所示，则实际生产中应选择的液、固比是 （填序号）。
a.2∶1 b．3∶1
c．4∶1 d．5∶1
（2）“水解中和”过程，加NH4HCO3调溶液pH至6左右，过滤后得到滤渣1中除钼的化合物还有 （写化学式）。
（3）“硫化沉淀”过程，先加入硫化铵，与溶液中的MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 反应生成MS eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，再加入H2SO4调pH使MS eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 转化为更难溶的MS3，则生成沉淀的离子方程式是 。
（4）“解吸”后的离子交换树脂用 （填化学式）溶液再生处理后可循环使用。
（5）“提纯”所用的方法是 （填操作名称），“氢还原”过程是在管式电炉中，800 ℃时通入氢气，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
练37 化工生产工艺流程的创新应用
1．答案：（1）Fe2＋
（2）4.7≤pH＜6.2 Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
（3）4.0×10－4
（4）①加热搅拌可加快反应速率 ②冷却结晶
（5）MgSO4 （6）①15 ②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析：由流程可知，该类矿（含铁、铝等元素）加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 等离子，经氧化调pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有RE3＋、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 等离子，加入月桂酸钠，使RE3＋形成（C11H23COO）3RE沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固、液分离得到RECl3溶液。
（1）由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2＋，故答案为：Fe2＋；
（2）由表中数据可知，Al3＋沉淀完全的pH为4.7，而RE3＋开始沉淀的pH为6.2～7.4，所以为保证Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液调pH至4.7≤pH