高考数学复习专题15 工艺流程

2022-07-08 12:54:29 第一文档网 [ 字体：小中大 ] [

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专题15 工艺流程

一、真题回顾

1．(2020年山东新高考）以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:

已知浸出时产生的废渣中有SO2，Fe（OH)3和Al（OH）3.下列说法错误的是 A．浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3+H2O B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行 C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl

D．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同

2．（2020年新课标Ⅰ）钒具有广泛用途.黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3.

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金属离子开始沉淀pH 完全沉淀pH 回答下列问题：

（1）“酸浸氧化”需要加热，其原因是___________。

（2）“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO2，同时还有___________离子被氧化。写出VO+转化为VO2反应的离子方程式___________。





Fe3+ 1。9 3。2

Fe2+ 7。0 9.0

Al3+ 3.0 4.7

Mn2+ 8.1 10。1

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（3）“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、___________,以及部分的___________。

（4）“沉淀转溶”中，V2O5xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是___________。（5）“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是___________。 (6）“沉钒"中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是___________。

3．（2020年新课标Ⅲ)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7H2O)：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·

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金属离子

L−1)的pH 开始沉淀时(c=0。01 mol·

10−5 mol·L−1)的pH 沉淀完全时(c=1。0×回答下列问题：

（1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________.为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。 (2）“滤液②”中含有的金属离子是______________.

（3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化"，即

Ni2+ 7。2 8.7

Al3+ 3。7 4。7

Fe3+ 2.2 3.2

Fe2+ 7.5 9。0

“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。

（4）利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=______________（列出计算式）。如果“转化”后的溶液中Ni2+L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。浓度为1.0 mol·

(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______________。

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（6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是______________.

4．(2020年山东新高考)用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：

已知:MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表. 物质 Ksp

Fe(OH）2

Fe(OH)3

Al(OH）3

Mn（OH）2

11016.3 11038.6 11032.3 11012.7

回答下列问题

(1）软锰矿预先粉碎的目的是____________，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为________。（2）保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba（OH)2的量达到最大值后会减小,减小的原因是________.

（3）滤液I可循环使用，应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称）。

（4）净化时需先加入的试剂X为________(填化学式).再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为_______（当溶液中某离子浓度c1.0105molL1时，可认为该离子沉淀完全）。（5）碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________。

20．三氯化硼(BCl3)，主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高纯硼或有机硼的制取。某兴趣小组用氯气和硼为原料，采用下列装置（部分装置可重复使用）制备BCl3。

已知：①BCl3的沸点为12。5℃，熔点为—107.3℃；遇水剧烈反应生成硼酸和盐酸；②2B+6HCl 2BCl3+3H2；③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应。

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