适用于老高考旧教材2025版高考化学二轮复习大题突破练一化学工艺流程题.docVIP

大题突破练(一)化学工艺流程题

1.(2024·内蒙古呼和浩特一模)我国锂云母矿石储量丰富,现有产自内蒙古的锂云母矿石{主要成分为SiO2·Al2O3·2[(Li,K)(F,OH)],内含少量镁、钙、铁的氧化物},工业上采纳硫酸法制备Li2CO3,详细流程如图甲所示:

图甲

查阅资料可知:

Ⅰ.“焙烧”温度对锂提取率的影响如图乙所示:

图乙

Ⅱ.“焙烧”过程中铁的氧化物未参加反应。

Ⅲ.3SiO2·Al2O3·2[(Li,K)(F,OH)]+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2(SO4)3+K2SO4+SiO2+SiF4↑+H2O。

Ⅳ.Li2SO4+Na2CO3Li2CO3↓+Na2SO4。

回答下列问题:

(1)“焙烧”温度理论上选择为宜,同时为提高“焙烧”效率,还可实行的措施有。?

(2)“焙烧”产生的气体可用NaOH溶液汲取,且元素化合价均不发生改变,该反应的化学方程式为。?

(3)在“中和”过程中,为使Fe3+和Al3+完全沉淀,pH至少调整为。?

图丙

部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=-lgKsp)如图丙所示:

(4)“中和”所得“滤渣1”中除氢氧化物沉淀外还含有。?

(5)“氧化”过程中发生氧化还原反应的离子方程式为。?

(6)“滤渣2”的主要成分是。?

(7)工业上还可以通过“苛化反应”,利用Li2CO3(s)+Ca2+(aq)CaCO3(s)+2Li+(aq)反应原理得到氢氧化锂溶液,进而生产出纯度更高的工业碳酸锂,请通过计算过程证明该方案的可行性:??。?

[已知Ksp(Li2CO3)=8.64×10-4,Ksp(CaCO3)=2.5×10-9]

2.(2024·四川泸州二诊)四氧化三锰是电子工业生产锰锌铁氧体软磁材料的重要原料。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量FeCO3、Al2O3、MgO和SiO2等杂质)为原料制备高品位四氧化三锰的一种工艺流程如下:

已知:①0.01mol·L-1金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据:

金属离子

Al3+

Fe3+

Fe2+

Mg2+

Mn2+

起先沉淀

4.1

2.2

7.5

9.6

8.8

完全沉淀

5.4

3.2

9.5

—

—

②Ksp(MgF2)=7.4×10-11,Ksp(MnF2)=5.6×10-3。

回答下列问题:

(1)提高“酸浸”效果的方法有、(任写两种)。?

(2)“氧化1”步骤中,氧化剂a可选用MnO2,发生反应的离子方程式为;为了检验氧化是否完全,可选用的试剂是(填化学式)。?

(3)“沉铁铝”步骤中,调整pH的范围为。?

(4)“沉镁”步骤中,沉淀转化反应的平衡常数K值等于。?

(5)“沉锰”步骤中,杂质含量干脆影响四氧化三锰的品位,试验测得温度对四氧化三锰中硫酸根含量的影响如图所示。实际生产中综合考虑选择50℃为宜,不选择更高温度的缘由是?。?

(6)“氧化2”步骤中发生反应的离子方程式为。?

3.(2024·宁夏银川一模)硫酸镍(NiSO4)是制备各种含镍材料的原料,在防腐、电镀、印染上有诸多应用。NiSO4·6H2O可用含镍废催化剂(主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质)制备。其制备流程如图:

已知:①lg3≈0.5。

②常温下,部分金属化合物的Ksp近似值如表1所示:

化学式

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Ni(OH)2

Ksp近似值

4.9×10-17

2.7×10-39

1.3×10-33

1.0×10-15

表1

回答下列问题:

(1)“预处理”用热的纯碱溶液去除废料表面的油污,其原理是(用离子方程式表示)。?

(2)“滤液1”中的主要溶质为NaOH和。?

(3)“滤渣2”的成分为。?

(4)“滤液2”中加入H2O2发生反应的离子方程式为。?

(5)常温下,“调pH”可选用的物质是(填字母)。?

a.氨水b.NaOH

c.NiO d.NaClO

为使Fe3+沉淀完全(离子浓度小于或等于1.0×10-5mol·L-1),应调整溶液的pH至少为(保留3位有效数字)。?

(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度的关系如表2所示:

温度

低于30.