2025备考备战高考化学二轮复习 大题突破练　化学工艺流程题（含解析）.docx

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大题突破练(一)化学工艺流程题

1.(2024·河北卷)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。

已知:ⅰ.石煤是一种含V2O3的矿物,杂质为大量Al2O3和少量CaO等;苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。

ⅱ.高温下,苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐;室温下,偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。

回答下列问题:

(1)钒原子的价层电子排布式为;焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为,产生的气体①为(填化学式)。

(2)水浸工序得到滤渣①和滤液,滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙,滤液中杂质的主要成分为(填化学式)。

(3)在弱碱性环境下,偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙,发生反应的离子方程式为;CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为;浸取后低浓度的滤液①进入(填工序名称),可实现钒元素的充分利用。

(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为(填化学式)。

(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为(填字母)。

a.延长沉钒时间

b.将溶液调至碱性

c.搅拌

d.降低NH4Cl溶液的浓度

2.(2024·广西北海一模)硫酸铈铵[(NH4)2Ce(SO4)3]微溶于水,不溶于乙醇,溶于无机酸,可用作分析试剂、氧化剂。某工厂用碳酸铈[Ce2(CO3)3]矿石制备硫酸铈铵的工艺流程如图:

Ce2(CO3)3矿石Ce2(SO4)3Ce(OH)4悬浊液硫酸铈铵晶体

已知:①Ksp[Ce(OH)4]=2×10-48。

②硫酸铈铵的熔点为130℃,沸点为330℃。

回答下列问题:

(1)(NH4)2Ce(SO4)3中铈元素的化合价为。

(2)步骤一中,先将Ce2(CO3)3矿石粉碎,目的是。

(3)步骤二中,反应温度需要控制在0~30℃,原因是。

反应完全后,要将混合物升温至90℃,目的是。

(4)步骤二中,Ce2(SO4)3与H2O2、NH3·H2O反应生成Ce(OH)4的化学方程式为。

(5)步骤三反应完全后的溶液经、、过滤,得到晶体。最后用洗涤2~3次后,得到高纯硫酸铈铵晶体。

(6)若最初称取一定量的碳酸铈矿石,其中含Ce2(CO3)34.60kg,经该工艺流程最终获得5.62kg(NH4)2Ce(SO4)3晶体,则(NH4)2Ce(SO4)3的产率为(保留三位有效数字)。

3.(2024·湖北卷)铍用于航天器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径如图所示。

已知:Be2++4HABeA2(HA)2+2H+

回答下列问题。

(1)基态Be2+的轨道表示式为。

(2)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态,冷却过程的特点是。

(3)“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,观察到的现象是。

(4)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式:。“滤液2”可以进入步骤再利用。

(5)电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠的主要作用是。

(6)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物,4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶角,且每个Be的配位环境相同,Be与Be间通过CH3COO-相连,其化学式为。

4.(2024·吉林白山二模)钪(Sc)及其化合物在电子、超导合金和催化剂等领域有重要应用。一种利用钛白废酸液(含Sc3+、TiO2+、Fe3+的硫酸废液)和赤泥(含有Sc2O3、Al2O3、Fe2O3、SiO2)联合制备Sc2O3的工艺流程如图所示。回答下列问题:

已知:25℃时,Ksp[Sc(OH)3]=1×10-30。

(1)基态Fe3+的简化电子排布式为。

(2)为提高“浸取”速率,可采取的措施有(写出一条即可),“浸渣”的主要成分是(写化学式);水相中含有的金属离子主要是(写离子符号)。

(3)“除钛”时,加入H2O2的作用是。

(4)25℃时,若使“反萃取”后水溶液中的Sc3+沉淀完全(离子浓度≤10-5mol·L-1),应控制溶液的pH不低于(保留两位有效数字)。

(5)写出草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3·6H2O]“灼烧”时发生反应的化学方程式:

。

5.(2024·安徽黄山二模)氧缺位体(CuFe2O4-δ)是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备CuFe2O4-δ的流程如图所示:

已知:①酸浸后溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Al3+和Fe3+

②25℃时已知几种金属离子沉淀的pH如表所示:

氢氧化物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Cu(OH)2

Fe(OH)2

开始沉淀的p