2024屆高考二輪復(fù)習(xí) 微主題9化學(xué)工藝流程 作業(yè)

微主題9化學(xué)工藝流程1(2023鹽城三模)Ce2(CO3)3可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨(dú)居石中，鈰(Ce)主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質(zhì)。以獨(dú)居石為原料制備Ce2(CO3)3·8H2O的工藝流程如下圖所示。下列說法不正確的是()A.可采用加熱、攪拌等措施提高“水浸”效率B.加入絮凝劑的目的是促使鋁離子沉淀C.“沉鈰”后剩余溶液中大量存在的陽離子只有NHeq\o\al(＋,4)D.“沉鈰”的離子方程式為2Ce3+＋6HCOeq\o\al(－,3)＋5H2O=Ce2(CO3)3·8H2O↓＋3CO2↑2(2023鹽城調(diào)研)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源，通過下圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。下列說法不正確的是()A.“鉛膏”中PbO2主要來源于該電池的正極材料B.“脫硫”的目的是將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3C.“酸浸”中的H2O2作氧化劑D.“沉鉛”后的濾液焰色試驗(yàn)呈黃色3(2023南通通州質(zhì)量監(jiān)測)用廢舊鋅錳電池處理后的廢料[含MnO2、MnOOH、Zn(OH)2、Fe等]制備Zn和MnO2的一種工藝流程如下：已知：Mn的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于Fe，Mn2+在pH大于5.5時(shí)易被氧化。下列說法不正確的是()A.“還原焙燒”時(shí)Mn元素被還原B.“酸浸”過程中適當(dāng)加熱，主要目的是增大浸取速率C.“凈化”時(shí)MnCO3的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去D.“電解”時(shí)陽極反應(yīng)式為Mn2+－2e－＋4OH－=MnO2＋2H2O4(2023揚(yáng)州一模)某經(jīng)預(yù)處理的含砷廢水中砷元素主要以Na3AsO3和Na3AsO4形式存在。以其為原料制備粗As2O3的部分流程如下：已知：①“沉砷”時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3Na3AsO4＋5Ca(OH)2=Ca5(AsO4)3(OH)＋9NaOH；②“酸化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Ca5(AsO4)3(OH)＋5H2SO4=3H3AsO4＋5CaSO4＋H2O。下列說法正確的是()A.“氧化”時(shí)每1molNa3AsO3被氧化，會(huì)消耗11.2LO2B.“沉砷”和“酸化”可提高溶液中砷元素濃度，實(shí)現(xiàn)砷元素的富集C.“酸化”時(shí)可用HNO3溶液代替H2SO4溶液D.“還原”過程溶液的pH不斷增大5(2023南京二模)高純ZnO可用作電子元件材料。以次氧化鋅酸浸液(主要含有Zn2+、SOeq\o\al(2-,4)，還含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Pb2+等)為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)流程如下：已知：常溫下，Ksp[Zn(OH)2]＝2.1×10-16，Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10-16，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10-38。(1)“除鐵”時(shí)，須將Fe2+氧化為Fe3+的原因是_________________________。(2)“除錳”反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。其他條件不變時(shí)，eq\f(n投入(KMnO4),n理論(KMnO4))與錳去除率、溶液中錳含量的關(guān)系如下圖所示。eq\f(n投入(KMnO4),n理論(KMnO4))>2.5時(shí)，溶液中錳去除率下降，其原因是______________________________________________________________________________________________。(3)為考查Zn粉用量對(duì)“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響，設(shè)計(jì)若干對(duì)照實(shí)驗(yàn)組，這些實(shí)驗(yàn)組控制不變的因素有：“除錳”濾液濃度與體積、反應(yīng)溫度、________________。(4)寫出以“ZnSO4溶液”為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)方案：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(可選用的試劑：Na2CO3溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液、蒸餾水、稀鹽酸、BaCl2溶液)6鋅是一種重要的金屬，在電鍍、電池等工業(yè)上應(yīng)用廣泛。以廢鋅催化劑(主要成分為ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO2)為原料制備鋅的工藝流程如圖所示。已知：①“浸取”后溶液中的陽離子主要是[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+；②25℃時(shí)Ksp(ZnS)＝1.6×10-24；③深度除雜標(biāo)準(zhǔn)：溶液中eq\f(c（雜質(zhì)離子）,c{[Zn(NH3)4]2+})≤2.0×10-6?；卮鹣铝袉栴}。(1)濾渣①的主要成分是________(填化學(xué)式)；“浸取”時(shí)，ZnO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)萃取時(shí)需要進(jìn)行多次萃取且合并萃取液，其目的是___________________________________________________。(3)“深度除銅”時(shí)涉及的部分反應(yīng)為[Cu(NH3)4]2+＋4H2O?Cu2+＋4NH3·H2OK1＝a[Cu(NH3)4]2+＋S2-＋4H2O?CuS↓＋4NH3·H2OK2＝b(NH4)2S的加入量[eq\f(m（實(shí)際用量）,m（理論用量）)×100%]對(duì)鋅的回收率及銅鋅比eq\f(c(Cu2+),c{[Zn(NH3)4]2+})的影響如圖所示。①當(dāng)(NH4)2S加入量超過100%時(shí)，鋅的回收率下降的可能原因是____________________________________________(用離子方程式表示)。②(NH4)2S較為合理的加入量約為120%，理由是_________________________________________________________________。③室溫下，向“浸取”液中加入一定量(NH4)2S固體，“深度除銅”后，測得溶液中c(Cu2+)＝1.0×10-8mol·L-1，此時(shí)溶液中c(S2-)為________mol·L－l(用含a、b的代數(shù)式表示，忽略S2-水解)。(4)用惰性電極“電解”時(shí)，陰極存在競爭反應(yīng)，該競爭反應(yīng)的電極反應(yīng)式為________________。

微主題9化學(xué)工藝流程1.CMgO用于調(diào)pH時(shí)，溶液中存在一定量Mg2+，“沉鈰”時(shí)沒有沉淀出來，故剩余溶液中存在大量的陽離子還有Mg2+，C錯(cuò)誤。2.C鉛蓄電池中Pb作負(fù)極，PbO2作正極，“鉛膏”中PbO2主要來源于該電池的正極材料，A正確；在“脫硫”工藝中，PbSO4與Na2CO3溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO3，轉(zhuǎn)化后生成的PbCO3可由“酸浸”進(jìn)入溶液中，B正確；“酸浸”中PbO2通過和H2O2、HAc反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2，此過程中，Pb元素的化合價(jià)降低，PbO2作氧化劑，H2O2作還原劑，C錯(cuò)誤；“沉鉛”時(shí)因加入NaOH，故濾液含有Na＋，濾液焰色試驗(yàn)呈黃色，D正確。3.D向廢料中加入過量的炭黑，還原焙燒，錳元素變成Mn2+，酸浸時(shí)得到Mn2+、Zn2+和Fe2+，過量的炭黑不溶于酸，過濾變成濾渣，溶液中需要除去Fe2+，應(yīng)將Fe2+氧化為Fe3+，以Fe(OH)3沉淀形式分離除去，但是需要注意Mn2+在酸性條件下比較穩(wěn)定，pH高于5.5時(shí)易被O2氧化，所以應(yīng)先通入O2，后加入MnCO3調(diào)節(jié)溶液的pH并控制Mn2+不被氧化，最后通過電解，Zn2+得到電子在陰極生成鋅，Mn2+在陽極失去電子生成MnO2,以此解題?！斑€原焙燒”中MnO2、MnOOH分別與炭黑反應(yīng)：2MnOOH＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2MnO＋CO↑＋H2O↑、MnO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))MnO＋CO↑，反應(yīng)中錳元素被還原為MnO，A正確；“酸浸”過程中適當(dāng)加熱，能增大浸取速率，B正確；根據(jù)以上分析，加入MnCO3調(diào)節(jié)溶液的pH，將雜質(zhì)Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去，C正確；在酸性溶液中電解，則陽極的電極反應(yīng)式為Mn2+－2e－＋2H2O=MnO2＋4H＋，D錯(cuò)誤。4.B氧化時(shí)消耗O2的體積沒有指明溫度壓強(qiáng)，無法計(jì)算，A錯(cuò)誤；先“沉砷”，再“酸化”，可實(shí)現(xiàn)砷元素的富集，B正確；由于HNO3具有氧化性，酸化時(shí)不能用HNO3代替H2SO4溶液，C錯(cuò)誤；還原過程中，發(fā)生反應(yīng)H3AsO4＋SO2＋H2O=H3AsO3＋2H＋＋SOeq\o\al(2-,4)，酸性增強(qiáng)，pH減小，D錯(cuò)誤。5.(1)Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時(shí)pH相近，不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+；Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時(shí)pH相差較大，易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+(2)3Mn2+＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋過量的KMnO4進(jìn)入溶液(3)反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率(4)在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水NH4HCO3混合溶液；當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水NH4HCO3溶液后不再產(chǎn)生沉淀時(shí)，過濾，所得濾渣用蒸餾水洗滌，直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和BaCl2溶液后不再產(chǎn)生渾濁；將所得沉淀烘干后灼燒至恒重解析：(1)由Ksp數(shù)據(jù)可知Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時(shí)pH相近，不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+；Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時(shí)pH相差較大，易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+。(2)“除錳”過程中，KMnO4與Mn2+反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO2。由圖可知，當(dāng)eq\f(n投入(KMnO4),n理論(KMnO4))>2.5時(shí)，溶液中錳含量增大，而錳去除率下降。(1)Fe2O3、MnO22NH3·H2O＋2NHeq\o\al(＋,4)＋ZnO=Zn[(NH3)4]2+＋3H2O(2)收集盡可能多的Zn2+，提高Zn2+的萃取率(3)①Zn[(NH3)4]2+＋S2-＋4H2O=ZnS↓＋4NH3·H2O②鋅的回收率高、銅鋅比較低，且高于120%時(shí)銅鋅比變化較?、踖q\f(a,b)×108(4)2H＋＋2e－=H2↑解析：廢鋅催化劑主要成分為ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO2，浸取時(shí)ZnO、CuO溶解并生成[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+，浸取過濾后濾渣①主要成分為Fe2O3、MnO2，深度除銅中[Cu(NH3)4]2+與S2-反應(yīng)生成CuS沉淀，過濾后濾液中加入有機(jī)萃取劑萃取[Zn(NH3)4]2+，分液后除去水層及雜質(zhì)，再用H2SO4反萃取，生成ZnSO4，分液后除去有機(jī)層及雜質(zhì)，最后得到含硫酸的硫酸鋅溶液，電解ZnSO4溶液獲得單質(zhì)Zn。(1)根據(jù)“已知①”，浸取時(shí)Fe2O3、MnO2沒有溶解，過濾后所得濾渣①的主要成分是Fe2O3、MnO2?！敖　睍r(shí)，ZnO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式見答案。(2)萃取時(shí)需要進(jìn)行多次萃取且合并萃取液，其目的是收集盡可能多的Zn2+，提高Zn2+的萃取率。(3)①根據(jù)“深度除銅”時(shí)涉及的部分反應(yīng)，當(dāng)(NH4)2S加入量超過100%時(shí)，有可能使c(S2-)增大，S2-與[Zn(NH3)4]2+反應(yīng)生成ZnS沉淀而使鋅的回收率下降，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式見答案。②根據(jù)圖中曲線關(guān)系，(NH4)2S較為合理的加入量約為120%，理由是此時(shí)鋅的回收率高、銅鋅比較低，且高于120%時(shí)銅鋅比變化較小。③根據(jù)“深度除銅”時(shí)涉及的部分反應(yīng)得K1＝eq\f(c(Cu2+)·c4(NH3·H2O),c{[Cu(N