高三化学备考一轮专题训练-工业流程题

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页高三化学备考一轮专题训练—工业流程题1．（2023·全国·高三专题练习）硫酸铁铵是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_______。(2)步骤②需要加热的目的是_______，温度保持，采用的合适加热方式是_______。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_______(填标号)。A．B．C．D．(3)步骤③中选用足量的，理由是_______。分批加入，同时为了_______，溶液要保持小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有_______，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。2．（2022·重庆·高三统考专题练习）草酸亚铁(FeC2O4)作为一种化工原料，可广泛用于新型电池材料、感光材料的生产。以炼钢厂的脱硫渣(主要成分是)为原料生产电池级草酸亚铁晶体的工艺流程如下：(1)金属M是_______，其参与主要反应的离子方程式为_______。(2)草酸亚铁在空气易被氧化，检验草酸亚铁是否被氧化变质的试剂为_______。(3)将制得的产品()在氩气气氛中进行加热分解，结果如下图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。①则发生反应的化学方程式为_______。②已知过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，写出的化学方程式：_______。(4)流程图中“滤液”经处理后得到一种化肥，其化学式为_______。“一系列操作”指_______。(5)草酸亚铁固体(FeC2O4)纯度的测定。①准确称取mg草酸亚铁固体样品，溶于溶液中，在60~80℃水浴加热，用100mL容量瓶配成100.00mL溶液。②取20.00mL①中所得的溶液，用标准溶液(浓度为)消耗。③向滴定后的溶液中加入适量锌粉，用试剂x检验至极微量，过滤，洗涤，洗涤液并入滤液中。④继续用标准溶液(浓度为)滴定至终点，消耗。在②的溶液中除发生反应外，还有另一氧化还原反应，写出其离子方程式：_______，固体样品的纯度为_______(用含c、、的式子表示)。3．（2023·全国·高三专题练习）2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由、铝箔、炭黑等组成，、、P具有极高的回收价值，具体流程如下：浸出液X的主要成分为等。过程③控制碳酸钠溶液浓度20%、温度、反应时间条件下，探究对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。(1)综合考虑铁和磷沉淀率，最佳为_______。(2)结合平衡移动原理，解释过程③中增大，铁和磷沉淀率增大的原因：_______。(3)当后，随增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因：_______。4．（2023·全国·高三专题练习）是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为，还含有等)为原料制备的工艺流程如下：资料：金属离子沉淀时的金属离子开始沉淀时的1.56.37.47.6完全沉淀时的2.88.39.410.2(1)沉淀池2中，不能用代替含硫沉淀剂，原因是_______。(2)如图为和的溶解度曲线。从“含的溶液”中提取“晶体”的操作为_______，洗涤，干燥。5．（2023·全国·高三专题练习）及其化合物在生产、生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含，还含有少量和等杂质)制取金属锌的工艺流程如下：(1)若净化后的溶液中浓度为，则净化后溶液中浓度为_______[已知：室温下，](2)是一种性能优良的软磁材料，工业上常利用隔绝空气加热分解制备，该晶体的热分解化学方程式为_______。(3)测热分解后产品中的质量分数方法如下：取产品用硫酸溶解后加入足量溶液充分反应，调溶液至弱酸性，再加入淀粉指示剂，用标准溶液滴定，用去此标准溶液时，刚好达到滴定终点，则此产品中的质量分数为_______(用a、c、V表示)。(已知：)6．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：(1)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有和等杂质，提纯工艺路线如下：已知：碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。回答下列问题：①滤渣的主要成分为_______。②“趁热过滤”的原因是_______。(2)以废旧锌锰电池中的黑锰粉[、少量及炭黑、氧化铁等]为原料制备，实现锰的再利用。其简略工艺流程如下：溶液a的主要成分为，另外还含有少量等。①根据下图所示的溶解度曲线，将溶液a_______(填操作)，可得粗品。②提纯粗品，有关性质数据如下：化合物熔点分解沸点—根据上表，设计方案提纯：_______。7．（2023·全国·高三专题练习）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了的深度利用和内循环。工艺流程如图：回答下列问题：(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是_______(填元素符号)。(2)工序①的名称为_______。(3)滤渣Ⅰ的主要成分是_______(填化学式)。(4)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_______(填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。(5)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的为_______(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全；；，)。8．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：(1)碘化亚铜()是阳极射线管覆盖物，不溶于水和乙醇。下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。①步骤a中被转化为，同时有大气污染物A生成，相关反应的化学方程式为_______。熔渣B主要成分为黑色磁性物质，其化学式为_______。②步骤b中的作用是_______；步骤c中加入过量涉及的主要反应的离子方程式为_______。③步骤d用乙醇洗涤的优点是_______；检验沉淀是否洗涤干净的方法是_______。(2)下图是和的溶解度曲线，则由溶液得到固体的操作是_______→_______→用乙醇洗涤→干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是_______。9．（2023·全国·高三专题练习）镀镍厂排放的硫酸镍废液(含等杂质)对环境会产生较大的污染，对其进行回收处理，提取硫酸镍晶体()的工艺流程如图甲所示。已知：时，有关金属离子开始沉淀与沉淀完全的范围(a)、硫化物的酸溶性(b)如表所示。金属离子ab不溶于硫酸等溶于酸—溶于酸溶于酸回答下列问题：(1)滤渣Ⅲ的主要成分是_______(用化学式表示)。(2)“硫化”过程中发生反应的离子方程式为_______。(3)“调”时，应调节溶液的范围为_______；实验室“萃取分液”时用到的玻璃仪器有_______。(4)“萃取分液”选用有机萃取剂HDEHP萃取金属离子(用表示，为)的原理为。室温下，几种金属离子的萃取率[萃取率]随溶液的变化关系如图乙所示。①“萃取分液”时进入有机相被除去，则应调节溶液的最佳范围是_______。②若每次萃取，的萃取率均为75%，则经5次萃取后，水相中残余的物质的量浓度为(忽略水相体积变化)，达到除杂要求。则“沉钙后，溶液中的物质的量浓度为_______(列出计算式即可)。10．（2023·全国·高三专题练习）碳酸锶()难溶于水，主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳酸锶(含少量等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如图所示。已知：I.为两性氢氧化物；II.常温下，各物质的溶度积常数如表所示。化合物近似值回答下列问题：(1)气体A的电子式为_______。(2)“沉钡、铅”时，溶液过低会导致的利用率降低，原因是_______(结合化学用语解释)；“还原”时发生反应的离子方程式为_______。(3)滤渣1的主要成分为_______(填化学式)。(4)用氨水和分步调节溶液，而不是直接调节溶液的的原因为_______。(5)“调”后需对溶液进行煮沸并趁热过滤出滤渣2，煮沸并趁热过滤的原因为_______。(6)已知：碳酸的电离常数、，则“碳化”时，反应的平衡常数____(结果保留3位有效数字)。(7)“系列操作”中，将结晶过滤后，不经洗涤，直接以热风烘干，便可得到高纯，故“系列操作”烘干过程中除蒸发水外，还能够除去中的微量可溶性杂质，微量杂质除外还可能为_______(填化学式)。11．（2022·福建·高三统考专题练习）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·6H2O)：常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01mol·L−1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.0×10−5mol·L−1)的pH8.74.73.29.0回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_______。(2)为回收金属，向“滤液①”通入足量CO2，写出反应生成沉淀的离子方程式_______。“滤液②”中含有的金属离子是_______。(3)若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即，“滤液③”中可能含有的杂质离子为_______。(4)如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是_______。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式_______。(6)NiSO4质量分数随温度变化情况如图所示，已知当pH控制在3.0时，结晶得到NiSO4·6H2O晶体外观最符合要求。请补充由滤液③得到NiSO4·6H2O晶体的实验方案：_______，得到NiSO4·6H2O晶体。(实验中须使用的试剂：1mol·L−1H2SO4，乙醇)12．（2023·安徽·高三统考专题练习）锶的化合物应用广泛，SrSO4可用于陶瓷工业，SrF2可作防蛀牙膏的添加剂。(1)以天青石精矿(主要含SrSO4)为原料制备高纯硫酸锶的部分工艺流程如下：①“转化”中用碳酸氢铵和过量氨水的混合溶液浸取天青石精矿，可制得SrCO3沉淀。写出该过程的离子方程式：_____②“转化”中维持反应温度70℃且控制氨水过量，氨水过量的主要原因是_____③该工艺流程中，可循环利用物质是_______(填化学式)。(2)工业上还可用碳还原法制备高纯硫酸锶。将天青石精矿和煤粉按照一定质量比在回转窑中煅烧，生成SrS，再处理得高纯SrSO4。①煅烧温度对SrSO4转化率的影响如图,最佳煅烧温度为_____②天青石精矿和煤粉质量比对SrSO4转化率的影响如图,天青石精矿和煤粉质量比增大至5.5：1后，SrSO4转化率下降的可能原因是_______。(3)SrF2一种晶体的晶胞结构如图所示。①由图可知，每个Sr2+周围紧邻且等距离的Sr2+个数为_______。②已知=3.2×10-8，若一次刷牙所用牙膏含的质量为2mg，口腔中溶液体积为5mL，刷牙时口腔溶液中氟离子浓度为_______mol·L-1。13．（2022春·山东济南·高三统考专题练习）钌粉主要用于生产钌靶材，而钌靶材是生产计算机硬盘不可替代的材料。以钌废料(废料中钌主要以单质的形式存在，还含有Al、Cr、Cr、CO、Ti、Fe等杂质)制备高纯钌粉的流程如下：已知：i.钌在碱性条件下被氯气氧化为，是有毒的挥发性物质，用盐酸吸收得到红色溶液，其中还含有少量；ii.易溶于水，微溶于酒精。回答下列问题：(1)钌废料在碱性条件下被氯气氧化的离子方程式为_______；钌废料氧化时，随着温度的升高，钌的回收率变化如图所示。综合考虑，确定氧化时的温度以_______℃为宜。(2)用盐酸吸收蒸馏产物时发生主要反应的化学方程式是_______。(3)沉淀用乙醇洗涤而不用水洗涤的优点是_______。(4)加入的主要作用是_______，同时又调节了溶液的，有利于沉淀反应的发生。流程中可以循环利用的物质_______。(5)煅烧的过程分为两步：第1步是氯钌酸铵分解生成钌单质和一种无毒的气体单质，同时有两种化合物生成；第2步是钌单质与氧气反应生成钌的氧化物()。第1步的化学方程式是_______。14．（2023·全国·高三专题练习）工业上利用软锰矿(主要成分为，还含有、、、、、等杂质)与纤维素制备，工艺流程如图1所示。(1)相对于“酸浸法”，利用纤维素“酸浸”，除了原料来源丰富、耗能低外，还具有的优点是_______(答出两点)。(2)“酸浸”时，由纤维素水解得到的葡萄糖与软锰矿反应。完成葡萄糖与软锰矿反应的离子方程式：_______。_____________________=_____________________。(3)相关离子形成氢氧化物沉淀的范围如表所示。金属离子开始沉淀时1.63.08.96.08.1完全沉淀时2.84.710.98.010.1滤渣2的主要成分是_______。(4)“净化”时，加入、是为了将、转化为和沉淀除去，还能除去_______(填元素符号)。(5)“沉锰”时，主要生成和沉淀，其中生成沉淀的离子方程式为_______。(6)“氧化”时，氧化时间对产品中的锰含量及溶液的影响如图2所示。最合理的氧化时间为_______；下列说法错误的是_______(填标号)。A．前15min，主要发生的反应是6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O，pH下降较慢B．15~150min，主要发生的反应是3Mn2(OH)2SO4+O2=2Mn3O4+6H++3SO，pH下降较快C．150min之后，pH趋于稳定，则Mn2(OH)2SO4已完全氧化D．250min后，继续通入空气，可能将产品氧化生成Mn2O3及MnO2，使产品中的锰含量下降15．（2023·全国·高三专题练习）氧化铺()是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(主要成分为，还含有等杂质)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图1所示。已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，如和发生反应；②硫脲()具有还原性，酸性条件下易被氧化为；③为白色粉末，难溶于水。回答下列问题：(1)滤渣A的主要成分是_______(填化学式)。(2)在另一种生产工艺中，向氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠，同时通入氧气焙烧，得到和两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式：_______。(3)焙烧后加入稀硫酸浸出，的浸出率和稀硫酸的浓度、温度的变化关系如图2所示，的浓度大于时，的浸出率降低的原因是_______。(4)加入硫脲的目的是将还原为，反应的离子方程式为_______。(5)下列关于步骤④的说法错误的是_______(填标号)。A．该步骤发生的反应是B．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率C．过滤后的滤液中仍含有较多，需要将滤液循环以提高产率(6)取产品溶解后配成溶液。取该溶液用硫酸亚铁铵溶液滴定，滴定时发生反应，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液，则该产品的纯度为_______。16．（2022·福建福州·福建省福州第八中学校考模拟预测）锌的化学性质与铝相似，工业上有较高的利用价值。某含锌废催化剂中锌以氧化物的形式存在，还含有硅、铜、铅等元素杂质，采用“氨浸除杂蒸发煅烧”新工艺生产高纯碱式碳酸锌，达到了废物综合利用的目的，工艺流程如下：(1)“浸取”前，需将含锌废催化剂粉碎并加水制成悬浊液(化浆)，目的是_______。(2)“浸取”后的溶液溶质仅含锌氨配合物，请写出“浸取”中含锌物质反应的化学方程式为_______。(3)“浸取”中锌的浸出率对本工艺至关重要，下图是锌浸出率随温度变化影响的曲线图。适宜选择的温度为_______左右，温度不宜过高的原因是_______。(4)实验室进行操作Ⅰ时需用到的硅酸盐仪器有_______。(5)“置换”是为了除去滤液中的、，也可加入溶液使其生成硫化物沉淀。已知常温下，，要使溶液中、的浓度均小于，则沉淀时需要控制的浓度至少为_______。(6)“蒸氨”中锌氨溶液最终以形式从溶液中析出，其化学反应方程式为：_______。(7)本工艺中可以循环利用的物质为_______。17．（2022秋·北京海淀·高三统考专题练习）硒(Se)是一种新型半导体材料；银是一种物理化学性质优良的贵重金属，需求逐年上升。实验室模拟工业对富硒废料(含、)进行综合处理的一种工艺流程如下：(1)焙烧时应把废料于_______中(填仪器名称)，为提高焙烧效率可采取的措施_______(写一条即可)。(2)应选用_______(填“浓”或“稀”)溶液，原因是_______。(3)操作1的名称是_______。(4)还原过程中产生了对环境友好的气体，其氧化剂为，写出该反应的离子方程式：_______。(5)如图装置可以制备一水合肼，其阳极的电极反应式为_______。(6)有机溶剂为煤油与硫醚的混合物。对操作1中有机溶剂组成、浸出液酸度对萃取率的影响做如下探究，结果如图1、图2所示，则得出的结论为_______。(浸出液)18．（2022·北京海淀·高三统考专题练习）电解锰渣的主要成分为MnS、MnO2、MnSO4，还含有少量SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3等氧化物。一种回收电解锰渣制备高纯度MnSO4晶体的部分工艺流程如下：常温下，几种金属离子开始及完全形成氢氧化物沉淀的pH如表：开始沉淀1.78.13.4完全沉淀3.210.14.7(1)滤渣②的成分是___________。(写化学式)(2)“酸浸氧化”时电解锰渣中的MnS转化为MnSO4，该反应的化学方程式为___________。(3)pH=5时，溶液中残余的Fe3+浓度为___________mol·L(列出计算式即可)。(4)萃取剂①对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示，萃取剂①使用的适宜pH范围是___________(填字母)。A．0.5～1.0 B．1.5～2.5 C．3.0～4.0 D．>4.0(5)硫酸锰可作电解法制备高纯度单质锰的原料，电解时加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出，SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质，该电极反应式为___________；电极上生成的Se对Mn2+有特殊的吸附能力，有利于Mn2+电还原沉积。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．(1)碱煮水洗(2)

加快反应

热水浴

C(3)

将全部氧化为；不引入杂质

防止水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)2．(1)

Fe(或铁)

(2)KSCN溶液(3)

(4)

洗涤、干燥(5)

3．(1)2.5(2)，，加入后，结合使减小，促进上述电离平衡正向移动，增大，与结合形成磷酸铁沉淀(3)时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成，使得部分释放，导致磷沉淀率下降4．(1)因为能与锰离子反应生成氢氧化锰沉淀而使锰元素损失(2)蒸发浓缩、趁热过滤5．(1)(2)(3)6．(1)

使析出的晶体为，防止因温度过低而析出晶体，令后续的加热脱水耗时长(2)

蒸发结晶、趁热过滤

加热粗品至左右，发生反应，收集产物并冷却，再发生反应，得到纯净的7．(1)(2)溶解浸出(3)、(4)②(5)8.378．(1)

作氧化剂，将和氧化为

洗去残余水分且可快速晾干

蘸取最后一次洗涤液进行焰色反应，如果火焰无黄色则已洗净(2)

蒸发结晶

趁热过滤

防止固体转化为，并防止因溶于水而损耗9．(1)(2)、(3)

分液漏斗、烧杯(4)

10．(1)(2)

溶液中存在，溶液过低，浓度过大，平衡正向移动，更多的转化为，导致的利用率降低