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安徽省2023届高三模拟考试化学试题汇编

工业流程题

1.钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸（含钪、钛、铁、锰等离子）中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下：回答下列问题：

（1）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93％的硫酸、27.5％的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是。

（2）常温下，先加入氨水调节过滤，滤渣主要成分是；再向滤液加入氨水调节，滤液中的浓度为__________mol/L。

{已知:、，

}

用草酸“沉钪”。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式：。

[已知：，]

（4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为。

（5）镧与Sc同族且位于第六周期，镧的价电子排布式为。

（6）具有双钙钛矿型结构的晶体通过掺杂改性可用作固体电解质材料。双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示：

真实的晶体中存在5%的O原子缺陷，从而能让O2-在其中传导，已知La为+3价，则+3价钴与+4价钴的原子个数比为__________；设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为__________g·cm-3(列出计算式)。

2.纳米氧化锌是一种多功能性新型无机材料，化工上可以利用废弃的锌镍电池废料(主要含：Zn、Ni和少量的Fe、Al)制备纳米氧化锌，其生产流程如图所示：

已知：Ksp[Zn(OH)2]=1.6×10-16；Ksp[Ni(OH)2]=2.8×10-15；Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39；Ksp[Al(OH)3=4.6×10-33

回答下列问题：

（1）H2SO4属于高沸点的酸，不仅是因为H2SO4分子属于极性分子，另外一个主要原是___________。

（2）为检验“氧化”操作后的溶液中是否含有Fe2+，某同学取适量待检溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液该方法是否合理：___________(填“是”或“否”)，理由是___________(以离子方程式表示)。

（3）“沉铁铝”操作中加热不仅能够加快反应速率，另外一个主要目的是___________取“沉铁铝”操作所得的沉淀物置于1.0L水中室温下充分溶解，其中沉淀物中若含有5.6gFe(OH)3最终所得溶液中c(Fe3+)=___________mol/L。

（4）假定萃取达到平衡时，样品在水和萃取剂中的总浓度比为1：80，若在50mL的水溶液样品中用10mL萃取剂P2O4萃取，则萃取后溶液中残留的样品浓度为原溶液的___________倍。

（5）化工生产中，分离Zn2+离子用萃取法而不通过调节溶液pH形成沉淀的方法，原因是___________。

（6）“沉锌”过程中若NH4HCO3用量过大，易生成碱式碳酸锌［2Zn(OH)2·ZnCO3·2H2O］沉淀，该反应的离子方程式为___________。

3.金属钒在新能源动力电池中有重要作用。含钒尖晶石是钒渣中最主要的含钒物相，其主要成分有V2O3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2.采用以下工艺流程制备V2O5。

（1）“焙烧”过程中被氧化的元素为_______，写出V2O3与Na2CO3反应的化学方程式_______。

（2）“沉淀1”的成分是_______。

（3）“滤液1”中铝元素所发生的离子反应方程式_______。

（4）“沉淀2”加热分解后固体产物的用途_______。(任写一种)

（5）“沉钒”析出NH4VO3晶体时，需要加入过量(NH4)2CO3，结合平衡移动原理解释原因_______。

（6）该工艺流程中可回收再循环利用的物质有_______。

4.可利用炼锌矿渣(主要含Ga2O3·3Fe2O3，ZnO·Fe2O3)制备半导体材料GaN并分离Fe和Zn，其工艺流程如图所示：

已知：①镓又称为“类铝”，其性质与铝类似；

②一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH及萃取率如下表所示：

金属离子

Fe3+

Ga3+

Zn2+

Fe2+

开始沉淀

1.7

3．0

5.5

8.0

沉淀完全

3.2

4.9

8.0

9.6

萃取率(%)

99

97~98.5

0

0

回答下列问题：

（1）过滤后，滤液的主要成分是__________(填化学式)。

（2）固体M为___，其作用是__________________________。

（3）反萃取的离子方程式为_____________________。

（4）合成得到的产物是(CH3)3Ga，经化学气相沉积(类似于取代反应)，副产物为____________(填名称)。

（5）GaN晶体结构如图所示，其中Ga原子采取____________堆积，N原子填在Ga原子所形成的正四面体空隙中，则正四面体空隙的填隙率为_____。(填隙率=)

5.高