大題02-化學(xué)工藝流程題(原卷版)

試卷第=page11頁，總=sectionpages33頁大題02化學(xué)工藝流程題（二）1．高純砷(As)常用于制造砷化鎵、砷化鍺等半導(dǎo)體材料。工業(yè)上用含砷廢料(主要成分為，含少量)為原料制取高純砷的工藝流程(硫化—還原法)如下圖所示：

已知：砷酸(H3AsO4)在酸性條件下有強氧化性，能被、氫碘酸等還原為亞砷酸(H3AsO3)，H3AsO3在加熱蒸發(fā)過程中會失水生成。時的值為。回答下列問題：（1）半導(dǎo)體材料中元素的化合價為_________________，“氧化(加壓)”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。（2）用溶液調(diào)溶液的時，的最小值為___________(當溶液中某離子濃度為時，可認為該離子沉淀完全)。（3）“還原”過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。（4）過程中，檢驗還原砷酸后所得溶液中是否仍存在砷酸。需進行的實驗操作是：取還原砷酸后的溶液于試管中，____________________________________________________(請補充完整)。（5）工業(yè)上用硫化-還原法制取砷的優(yōu)點是____________________。2．鋯(40Zr)是現(xiàn)代工業(yè)中重要的金屬原料，具有良好的可塑性，其抗蝕性能強于鈦。以鋯英石(主要成分是ZrSiO4，還含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)錯及其化合物的流程如圖所示：（1）分餾屬于_________(填“物理變化”或“化學(xué)變化”)。（2）鋯英石_____________(填“能”或“不能”)直接用稀鹽酸浸取后再分餾，理由是_______________________。（3）“高溫氣化”中ZrSiO4發(fā)生反應(yīng)得到ZrCl4的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。（4）流程中ZrCl4與水反應(yīng)后經(jīng)過濾、洗滌、干燥等操作可獲得ZrOCl2·8H2O，檢驗該物質(zhì)是否洗滌干凈的實驗操作為__________________________________________。（5）工業(yè)上使用惰性電極電解K2ZrF6與KCl組成的熔鹽來制取金屬錯。陽極上的電極反應(yīng)式為______________________，每轉(zhuǎn)移0.4mole-，理論上陰極增加的質(zhì)重為______________________。（6）極稀溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度很小，常用其負對數(shù)pc(pcB=-lgcB)表示。某溫度下Ksp[Zr(CO3)2]=4.0×10-12，則其飽和溶液中pc(Zr4+)+pc(CO)=____________。(已知lg2=0.3)3．鋰、鈹?shù)冉饘購V泛應(yīng)用于航空航天、核能和新能源汽車等高新產(chǎn)業(yè)。一種從螢石礦(主要含BeO、、及少量、、FeO、、)中提取鈹?shù)墓に嚾鐖D：已知：苯甲酸是一元弱酸，白色片狀晶體，常溫下微溶于水，溫度升高，溶解度增大?；卮鹣铝袉栴}：（1）鈹?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)與鋁相似，寫出BeO溶于NaOH溶液的化學(xué)方程式_________________。（2）“微波焙燒”使礦物內(nèi)部變得疏松多孔，目的是_____________________________________。（3）“浸出渣”的主要成分是_________________。（4）“除鐵”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：、_________________。（5）“除鋁”時，溶液的pH越小，鋁的去除率_______(填“越高”、“越低”或“不變”)。利用“除鋁”所得苯甲酸鋁沉淀再生苯甲酸的方案為：將苯甲酸鋁沉淀溶于熱的稀硫酸中，__________________________________________。（6）由油酸鈹制備BeO的方法是___________________________。4．鎳及硫酸鎳在新型材料、新型電池的生產(chǎn)中有著十分廣泛的應(yīng)用。工業(yè)上以硫化鎳礦(含少量雜質(zhì)硫化銅、硫化亞鐵)為原料制備純鎳或硫酸鎳的流程如下：已知：①氧化性：Cu2+＞H+(酸)＞Ni2+＞Fe2+＞H+(水)；②常溫下溶度積常數(shù)：、。（1）步驟①所得爐氣和爐渣均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，其中爐渣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的原因是________________________；爐氣使酸性高錳酸鉀溶液褪色的離子方程式為________________________。（2）步驟③經(jīng)相應(yīng)溶劑萃取后得到NiSO4溶液的操作；在實驗室中進行所需要使用的玻璃儀器有___________________________________________。（3）步驟⑥以NiS(含CuS)作陽極、NiSO4溶液作電解液電解可在_____________極(填“陽”或“陰”)獲得粗鎳，陽極的主要電極反應(yīng)式為____________________________________________。粗鎳的電解精煉需要將電解液的pH控制在2~5之間，下列有關(guān)說法錯誤的是_______________(填序號)。A．防止溶液的酸性過強造成放電，在陰極生成H2B．防止溶液的酸性過弱使Ni2+轉(zhuǎn)化成Ni(OH)2沉淀C．若溶液的pH＜2，可加入NiO或Ni(OH)2固體調(diào)節(jié)溶液的pHD．使粗鎳中所含的雜質(zhì)Cu在陽極放電而進入電解液中（4）化學(xué)上常認為殘留在溶液中的離子濃度小于時該離子沉淀完全。步驟③所得的NiSO4溶液中通常含有Cu2+，若該溶液中的，請通過計算說明可通過在溶液中加入NiS的方法除去溶液中Cu2+的原因：__________________________________。5．碳酸錳(MnCO3)是制造電信器材的軟磁鐵氧體，也用作脫硫的催化劑，瓷釉、涂料和清漆的顏料。工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分是MnO2，還含有Fe2O3、CaCO3、CuO等雜質(zhì))制取碳酸錳的流程如下圖所示：已知：還原焙燒的主反應(yīng)為2MnO2＋C2MnO＋CO2↑。可能用到的數(shù)據(jù)如下：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Mn(OH)2開始沉淀pH1.56.54.28.3沉淀完全pH3.79.77.49.8根據(jù)要求回答下列問題：（1）在實驗室進行步驟A操作時，需要用到的主要儀器名稱為___________。（2）步驟C中得到的濾渣成分有CaSO4、CaCO3、C和___________，步驟D中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為___________。（3）步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為___________，其目的是_______________________________。（4）步驟G發(fā)生的離子方程式為_______________________________，若Mn2+恰好沉淀完全時測得溶液中的濃度為2.2×10-6mol·L-1，則Ksp(MnCO3)=_____________________。（5）實驗室可以用Na2S2O8溶液來檢驗Mn2+是否完全發(fā)生反應(yīng)，原理為___________Mn2+＋___________S2O＋___________H2O→___________H＋＋___________SO＋___________MnO。試配平該離子方程式。___________6．工業(yè)上常以鋰輝礦(主要成分為LiAlSi2O6，還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰，其中一種工藝流程如下

已知：①部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH：氫氧化物開始沉淀pH完全沉淀pHFe(OH)32.73.7Al(OH)33.74.7Mg(OH)29.611.0②Li2CO3的溶解度隨溫度變化如圖所示，試回答下列問題：

（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取升高溫度、粉碎礦石、攪拌、過濾后再次浸取等措施還可通過___________來提高浸取率。（2）反應(yīng)I中應(yīng)調(diào)節(jié)pH范圍為___________，沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，還有___________。（3）加入H2O2的目的_______________________________，寫出對應(yīng)的離子方程式_____________________，若用HNO3替代H2O2的不足之處是_____________________（4）反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為_____________________。（5）洗滌Li2CO3沉淀要使用_____________________(選填“熱水”或“冷水”)，理由是___________。（6）磷酸亞鐵鋰電池是鋰電池的一種，在工作時，正極發(fā)生LiFePO4和FePO4的轉(zhuǎn)化，該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為_____________________。（7）工業(yè)上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高溫焙燒制備LiFePO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________7．氟化工產(chǎn)業(yè)被稱為“黃金產(chǎn)業(yè)”，我國是世界最大氟化工初級產(chǎn)品生產(chǎn)國和出口國。用工業(yè)副產(chǎn)品氟硅酸(H2SiF6)制備氟化銨(NH4F)聯(lián)產(chǎn)氟化鎂的流程如下：回答下列問題：（1）氟化銨陽離子的VSEPR模型名稱為：___________________________。（2）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式_____________________________________。（3）工業(yè)生產(chǎn)中“反應(yīng)①”的最佳溫度為80℃，除考慮溫度對速率的影響，請結(jié)合已有知識分析溫度不宜過高的原因：_______________________________________________。（4）從濾液獲得晶體的“一系列操作”是_________________、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。（5）氟化銨含量的測定；稱取mg樣品于塑料燒杯中加水溶解，加入足量甲醛溶液，搖勻靜置，滴加2~3滴酚酞指示劑，用0.5mol?L-1的氫氧化鈉標準液滴定至終點，消耗氫氧化鈉體積VmL，同時做空白對照實驗消耗氫氧化鈉體積為V0mL。(己知：4+6HCHO→(CH2)6N4H++3H++6H2O，1mol(CH2)6N4H+消耗1molNaOH)①滴定終點的現(xiàn)象為：_____________________________________。②滴定近滴定終點時，過長時間振搖，紅色消失，可能原因是___________________________。③計算樣品中氟化銨的含量為___________________________。8．As2O3在玻璃工業(yè)中常用作澄清劑和脫色劑，以增強玻璃制品的透光性，工業(yè)上用高濃度含砷廢水(砷元素以+3價形式存在)提取As2O3的工藝流程如下：（1）不同pH時，該含砷廢水中各種含砷微粒的物質(zhì)的量分數(shù)如下圖所示：①H3AsO3為_______元_______(填“強”或“弱”)酸。②“調(diào)pH”時，控制溶液的pH=6，“沉砷”時會生成As2S3沉淀。寫出“沉砷”時反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________。（2）已知As2S3與過量的S2-存在反應(yīng)：As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS(aq)，則“沉砷"中加入FeSO4的作用是_________________________________________________________。（3）“氧化”步驟除了可以加入氧化劑，還可通過電解反應(yīng)將有毒的AsO