專項(xiàng)訓(xùn)練工業(yè)流程題

1.工業(yè)上燃燒含硫礦物產(chǎn)生的SC>2可以按如下流程脫除或利用O

|Ca^%^soj

請(qǐng)回答：

⑴富氧煨燒燃煤產(chǎn)生的低濃度的so?可以在爐內(nèi)添加CaCC>3通過(guò)途徑I脫除，寫出反應(yīng)

方程式___________o

(2)煨燒含硫量高的礦物得到高濃度的S0?,通過(guò)途徑II最終轉(zhuǎn)化為化合物A。

①下列說(shuō)法正確的是=

A,燃煤中的有機(jī)硫主要呈正價(jià)B.化合物A具有酸性

C.化合物A是一種無(wú)機(jī)酸酯D.工業(yè)上途徑n產(chǎn)生的sc>3也可用濃H2s吸收

②一定壓強(qiáng)下，化合物A的沸點(diǎn)低于硫酸的原因是。

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化合物A中含有S元素；寫出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及的反應(yīng)方程式—o

2.鹽湖鹵水(主要含Na+、Mg?：Li+、C「、SO;和硼酸根等)是鋰鹽的重要來(lái)源。一種

以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備Li2c的工藝流程如下:

含硼固體固體濾渣I濾渣UNaClLi2CO3

已知：常溫下，2co3)=2.2xl(r3。相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示。

回答下列問(wèn)題:

⑴含硼固體中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+H2OUH++[B(OH)J(常溫下，

Ka=10-9，；B(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)可制備硼砂Na2BQ5(OH)4-8H2。。常溫下，在

O.lOmoLT硼砂溶液中，[BQCOH)4r水解生成等物質(zhì)的量濃度的B(OH)3和

[B(OH)J,該水解反應(yīng)的離子方程式為，該溶液pH=。

(2)濾渣I的主要成分是(填化學(xué)式)；精制I后溶液中Li+的濃度為2.0mol.「，則

常溫下精制II過(guò)程中CO：濃度應(yīng)控制在____molli以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制I,

除無(wú)法回收HC1外,還將增加的用量(填化學(xué)式)。

(3)精制H的目的是；進(jìn)行操作X時(shí)應(yīng)選擇的試劑是,若不進(jìn)行該操作而直

接濃縮，將導(dǎo)致。

3.超純Ga(CH3)3是制備第三代半導(dǎo)體的支撐源材料之一，近年來(lái)，我國(guó)科技工作者開(kāi)

發(fā)了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術(shù)，在研制超純Ga(CHs)3方面取得

了顯著成果，工業(yè)上以粗錢為原料，制備超純Ga(CH?)3的工藝流程如下：

粕Ga

|高純Mg

殘?jiān)?/p>

已知：①金屬Ga的化學(xué)性質(zhì)和A1相似，Ga的熔點(diǎn)為29.8℃；

②地2。(乙醛)和NRs(三正辛胺)在上述流程中可作為配體；

③相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)：

物質(zhì)Ga(CH3)3Et2OCH3INR3

沸點(diǎn)/℃55.734.642.4365.8

回答下列問(wèn)題：

(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是；

⑵“電解精煉”裝置如圖所示，電解池溫度控制在40-45。。的原因是,陰極的電

極反應(yīng)式為；

(3)“合成Ga(CH3)3(Et2。尸工序中的產(chǎn)物還包括Mg%和CHjMgl,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方

程式：;

(4)“殘?jiān)苯?jīng)純水處理，能產(chǎn)生可燃性氣體，該氣體主要成分是；

(5)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是；

A.流程中Et2O得到了循環(huán)利用

B.流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無(wú)水無(wú)氧的條件下進(jìn)行

C.“工序X”的作用是解配GaCHMNRs),并蒸出(^(?口力

D.用核磁共振氫譜不能區(qū)分Ga(CHs)3和CH3I

(6)直接分解03(83)33?。)不能制備超純Ga(CH3%,而本流程采用“配體交換”工藝制

備超純Ga(CH3%的理由是；

⑺比較分子中的C-Ga-C鍵角大小：Ga(CH3)3Ga(CH3)3(Et2O)(填或

“=”)，其原因是o

4.SiCl,是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。利用SiCl,對(duì)廢棄的鋰電池正極材料LiCoO2進(jìn)行氯化

處理以回收Li、C。等金屬，工藝路線如下：

回答下列問(wèn)題:

(1)C。位于元素周期表第周期，第族。

⑵燒渣是LiCl、C0CI2和SiO?的混合物，“500℃焙燒”后剩余的SiCL應(yīng)先除去，否則水

浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，用化學(xué)方程式表示其原因_______。

⑶鑒別洗凈的“濾餅3”和固體Na2c常用方法的名稱是。

⑷己知&p[Co(OH)2]=5.9xl()T5,若“沉鉆過(guò)濾，，的pH控制為10.0,則溶液中Co"濃度

為mol-P?！?50℃燃燒”時(shí)的化學(xué)方程式為。

(5)導(dǎo)致SiCL比CC1,易水解的因素有(填標(biāo)號(hào))。

a.Si-Cl鍵極性更大b.Si的原子半徑更大

c.Si-Cl鍵鍵能更大d.Si有更多的價(jià)層軌道

5.某工廠采用如下工藝處理鍥鉆礦硫酸浸取液含(Ni?+、Co2\Fe2\Fe3\Mg?+和

Mn2+)o實(shí)現(xiàn)銀、鉆、鎂元素的回收。

混合氣

石灰乳(SO2+空氣)NaOHNaOH

濾渣鉆鍥渣沉渣

已知:

物質(zhì)Fe(OH%CO(OH)2Ni(OH)2Mg(OH)2

Ksp10—37.410-14-710-14.710-10.8

回答下列問(wèn)題：

(1)用硫酸浸取銀鉆礦時(shí)，提高浸取速率的方法為(答出一條即可)。

(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的過(guò)一硫酸(H2sO5)，

ImolH2s中過(guò)氧鍵的數(shù)目為

(3)“氧化”中，用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4,Mr?+被H2sO5氧化為MnO?,該反應(yīng)的離子方程

式為(H2SOs的電離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為Mn。^、(填

化學(xué)式)。

(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變，Mn(II)氧化率與時(shí)間的關(guān)系如下。S。2體積分?jǐn)?shù)為

時(shí)，Mn(II)氧化速率最大；繼續(xù)增大SO,體積分?jǐn)?shù)時(shí)，Mn(II)氧化速率減小的

原因是.

%

<、

^

場(chǎng)

(

n

)

u

s

(5)“沉鉆鏟中得到的Co(II)在空氣中可被氧化成CoO(OH),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(6)“沉鎂”中為使Mg2+沉淀完全(25℃),需控制pH不低于.(精確至0.1)。

6.LiMmCU作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由菱鑄礦(MnCCh,含有少

量Si、Fe、Ni、Al等元素)制備LiMmO4的流程如下:

硫酸MnO2石灰乳BaS碳酸鋰CO?和

LiMn2O4

濾渣電解廢液

6

己知：KMFe(OH)3]=2.8xl(y39,K血Al(0H)3]=1.3x10-33,^[Ni(OH)2]=5.5xlOio

回答下列問(wèn)題:

(1)硫酸溶礦主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。為提高溶礦速率，可采取的措施

.(舉1例)。

不宜使用替代原因是

(2)加入少量MnO2的作用是oH2O2MnCh,

⑶溶礦反應(yīng)完成后，反應(yīng)器中溶液pH=4,此時(shí)c(Fe3+)=mol-L1；用石灰乳調(diào)節(jié)

至pHM,除去的金屬離子是.

⑷加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有

(5)在電解槽中，發(fā)生電解反應(yīng)的離子方程式為.o隨著電解反應(yīng)進(jìn)行，為保持電

解液成分穩(wěn)定，應(yīng)不斷o電解廢液可在反應(yīng)器中循環(huán)利用。

(6)燃燒窯中，生成LiMmCU反應(yīng)的化學(xué)方程式是

7.銘和鋼具有廣泛用途。銘機(jī)渣中銘和鋼以低價(jià)態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、

鋁、硅、磷等的化合物，從格釵渣中分離提取銘和釵的一種流程如下圖所示:

MgSCU溶液

Na2c。3

NaOHHO稀H2s。4(NH4)2SC>4溶液稀H2s。4Na2s2。5溶液

2

銘鋼Cr(OH)3

已知：最高價(jià)銘酸根在酸性介質(zhì)中以CnO：存在，在堿性介質(zhì)中以CrO『存在。

回答下列問(wèn)題：

(1)煨燒過(guò)程中，鋼和銘被氧化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，其中含銘化合物主要為

___________(填化學(xué)式)。

(2)水浸渣中主要有SiCh和0

(3)“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性，主要除去的雜質(zhì)是。

(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSQ和MgNH4P04的形式沉淀，該步需要控制

溶液的pHa9以達(dá)到最好的除雜效果，若pH<9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致；pH>9時(shí)，會(huì)

導(dǎo)致。

(5)“分離機(jī)”步驟中，將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<l時(shí)，溶解為

V0；或VO3+在堿性條件下，溶解為VO1或VO：,上述性質(zhì)說(shuō)明V2O5具有

___________(填標(biāo)號(hào))。

A.酸性B.堿性C.兩性

(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2s2。5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為o

8.BaTiC>3是一種壓電材料。以Bas。,為原料，采用下列路線可制備粉狀BaTiOs。

TiCl4

CO濾渣母液濾液

回答下列問(wèn)題：

(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是O

(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有BaCl?、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS?！敖　睍r(shí)主要反應(yīng)

的離子方程式為o

(3)“酸化”步驟應(yīng)選用的酸是(填標(biāo)號(hào))。

a.稀硫酸b.濃硫酸c.鹽酸d.磷酸

(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取，是否可行？,其原因是。

(5)“沉淀”步驟中生成BaTiO(CqJ的化學(xué)方程式為。

(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸領(lǐng)，產(chǎn)生的%。產(chǎn)8=。

9.金屬銀廣泛應(yīng)用于制造記憶合金、儲(chǔ)氫合金以及用作加氫反應(yīng)的催化劑，是重要的

戰(zhàn)略物資，但資源匱乏。從某廢銀渣(含NiFezCU、NiO、FeO、AI2O3)中回收銀并轉(zhuǎn)化為

NiSO4的流程如圖所示：

NaOH(NHJSO4固體950c熱水RHX溶液

濾液NH,濾渣水層

回答下列問(wèn)題：

(1)“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為O

(2)“焙燒”后金屬元素以硫酸鹽的形式存在，寫出NiO與(NH4)2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式

(3)使用95℃熱水“溶解”后過(guò)濾，所得濾渣的主要成分的化學(xué)式是

⑷①“萃取”時(shí)發(fā)生反應(yīng)M"+nRHUMR0+nH+(Mn+為金屬離子，RH為萃取劑)，萃取

率與V不(萃磊取?劑的)關(guān)系如下表所示’當(dāng)V4(萃s取劑券)35時(shí)，水層中主要的陽(yáng)離.子為

V(萃取劑)理而

V(溶液)卒取

0.10.150.20.250.30.350.4

率/%

Ni2+55%68%80%99%99.5%99.8%99.9%

Fe2+2%2%4%5%8%30%58%

②物質(zhì)X的化學(xué)式為

(5)碳酸鍥受熱可分解為NiO,NiO的晶體結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,

0,0),B為(1,1,0),則C離子坐標(biāo)參數(shù)為.

(6)一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為0?一作密置單層

排列，Ni2+填充其中(如圖乙)，已知0?一的半徑為apm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,

每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為_(kāi)_________g(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

圖乙

10.工業(yè)上以黃鐵礦(主要成分為FeS2,含有少量NiS、CuS、Si。?等雜質(zhì))為原料制備

K4[Fe(CN)6]-3H2O,工藝流程如圖所示:

已知：①濾液A中，陽(yáng)離子的濃度均為0.2mol/L

②室溫時(shí)，常見(jiàn)物質(zhì)的K.P見(jiàn)下表

Ni(OH)2CU(OH)2Fe(OH)3CaCO3CaSO4

%2x10"2x10-2。1x10-383x10-99x10^

(1)為了使焙燒充分進(jìn)行，可采取的措施為(答出一點(diǎn)即可)

⑵氣體A可能產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題是。

⑶室溫時(shí)，調(diào)節(jié)pH的范圍為o

(4)轉(zhuǎn)化2中主要反應(yīng)的離子方程式為。

(5)相同溫度下，溶解度K(Fe(CN)6]Na/FelCN%](填

(6)鍋爐的水垢中經(jīng)常含有濾渣B的主要成分，不利于除去水垢，經(jīng)常先將其用Na2c。3

溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)化再除去，轉(zhuǎn)化的離子方程式為,該反應(yīng)正向(填“能”或“不能”)

進(jìn)行完全，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明0

11.納米級(jí)硒化銅(Cu2_Se)是鈉離子電池的正極材料。某小組以黃銅礦(主要含CuFeS?,

含少量FeS?、SiO?雜質(zhì))為原料，在酸性條件下采用生物催化氧化法制備納米級(jí)硒化銅

的流程如圖所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。深藍(lán)色溶液中溶質(zhì)的主要成分是

___________(填化學(xué)式)。

(2)“浸取”步驟中，其他條件相同時(shí)，測(cè)得金屬浸出率與溫度的關(guān)系如圖所示。

用

嬴R5

汨8O

窈75酸性溶液/細(xì)菌

7O

65

60

20253035404550556065

溫度汽

40℃時(shí)金屬浸出率達(dá)到“峰值”的原因可能是.

(3)“浸取”步驟中，每浸取ImolCuFeS?理論上消耗氧氣的物質(zhì)的量為moL

(4)用CuO或CU(OH)2替代氨水可以達(dá)到相同的目的，其可能原因是。

12.以廢鋅電池預(yù)處理物(主要成分為ZnO,另含少量FeQ,、CuO,SiO2,MnO等)為

原料可生產(chǎn)草酸鋅晶體(Z11C2O4NHg)、生產(chǎn)流程如下圖所示。

36

已知：常溫下，溶度積常數(shù)號(hào)(ZnSh2.5x10-22；^p(CuS)=6.4xlO-o

回答問(wèn)題：

(1)“酸浸”后所得“濾渣A”的主要成分為o

(2)“除銃”時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為o

⑶“除鐵”時(shí)，加入ZnO的目的是0

(4)“除銅”后要求溶液中462+)41.0x10-5moll-,若溶液中a2+濃度為0.1mol-L1^

列式計(jì)算說(shuō)明溶液能否達(dá)到“除銅”要求。

(5)“沉淀”后，需經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥系列操作分離出草酸鋅晶體，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的

操作為=

(6)在通風(fēng)櫥中，將草酸鋅晶體置于陶瓷儀器(填儀器名稱)中加熱分解可制得

ZnOo

13.在鍍銀生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生的硫酸保廢料(含CM+、Fe3\Ca2\Mg2\Z/+等雜質(zhì)

離子)是一種寶貴的可再生資源，某實(shí)驗(yàn)小組用粗硫酸保廢料制備硫酸銀(NiSO#6H2O),

其流程如圖所示：

水、硫酸H#Cl2Ni(OHhNiF,萃取劑

溶液A

有機(jī)相

試劑A

(1)“濾渣1”的主要成分是(寫化學(xué)式)，SO；中S原子采用雜

化。

(2)基態(tài)Ni2+的價(jià)電子排布式為。

(3)寫出“硫化”過(guò)程中Fe3+與H2s反應(yīng)的離子方程式：0

11

⑷“氟化”的目的是除去Ca2+、Mg2+,已知25℃時(shí)，KSp(CaF2)=3.95x10-；Ksp

9

(MgF2)=6.40xl0-?當(dāng)Mg2+剛好完全沉淀(濃度小于等于10-5molL-')時(shí)，Ca?+的濃度為

(保留兩位有效數(shù)字)moLL」。氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶體屬于

(填“離子”或“共價(jià)”)晶體，每個(gè)Ca2+周圍距離最近且等距的F有

___________個(gè)。

14.用廢鎰渣(主要成分為Mn。。、MgO和Fe2C>3)和硫鐵礦(主要成分FeS?)制取

MnSO/HzO的工藝流程如下:

硫酸硫酸硫鐵礦MnO2CaCO3

(l)Fez+較易被氧化成Fe3+,請(qǐng)從原子結(jié)構(gòu)的角度分析其可能的原因：。

(2)“酸溶”后需“過(guò)濾”的目的是：①防止將Mg2+等雜質(zhì)離子帶入還原反應(yīng)液中，簡(jiǎn)化除

雜操作：②?

374

(3)已知：室溫下Ksp[Fe(OH)』=4.9xlOT7,Ksp[Fe(OH)3]-lxlO-,

13

/Tsp[Mn(OH)2]=2xlO-,“氧化”后溶液中c(Mn2+)=0.2mol-Iji。

①欲使溶液中c(Fe3+)<10-5mol.LT,“除鐵”過(guò)程需控制溶液pH的范圍是。

②寫出“除鐵”過(guò)程中生成Fe(OH)3反應(yīng)的化學(xué)方程式：o

(4)氧化后溶液的Fe3+還可用P204(一種有機(jī)萃取劑，密度比水小)萃取除去，實(shí)驗(yàn)裝置如

圖所示，從圖示裝