2023版高考化學(xué)微專題小練習(xí)專練22化學(xué)工藝流程

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！專練22化學(xué)工藝流程1．[2022·全國(guó)乙卷]廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。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。一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表：難溶電解質(zhì)PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×10－87.4×10－141.1×10－102.6×10－9一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表：金屬氫氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3Pb（OH）2開始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列問題：（1）在“脫硫”中PbSO4轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇Na2CO3的原因。（2）在“脫硫”中，加入Na2CO3不能使鉛膏中BaSO4完全轉(zhuǎn)化，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）在“酸浸”中，除加入醋酸（HAc），還要加入H2O2。（ⅰ）能被H2O2氧化的離子是；（ⅱ）H2O2促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為Pb（Ac）2，其化學(xué)方程式為________________________________________________________________________；（ⅲ）H2O2也能使PbO2轉(zhuǎn)化為Pb（Ac）2，H2O2的作用是________________________________________________________________________。（4）“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是。（5）“沉鉛”的濾液中，金屬離子有。2.[2021·廣東卷]對(duì)廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁（Al）、鉬（Mo）、鎳（Ni）等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：已知：25℃時(shí)，H2CO3的Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp（BaMoO4）＝3.5×10－8；Ksp（BaCO3）＝2.6×10－9；該工藝中，pH>6.0時(shí)，溶液中Mo元素以MoOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))的形態(tài)存在。（1）“焙燒”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合價(jià)為。（2）“沉鋁”中，生成的沉淀X為。（3）“沉鉬”中，pH為7.0。①生成BaMoO4的離子方程式為。②若條件控制不當(dāng)，BaCO3也會(huì)沉淀。為避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，溶液中ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))))∶ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(MoOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))))＝（列出算式）時(shí)，應(yīng)停止加入BaCl2溶液。（4）①濾液Ⅲ中，主要存在的鈉鹽有NaCl和Y，Y為。②往濾液Ⅲ中添加適量NaCl固體后，通入足量（填化學(xué)式）氣體，再通入足量CO2，可析出Y。（5）高純AlAs（砷化鋁）可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如圖所示，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止H2O2刻蝕液與下層GaAs（砷化鎵）反應(yīng)。①該氧化物為。②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2與上層GaAs的反應(yīng)中，As元素的化合價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為。3.[2021·北京卷]鐵黃是一種重要的化工產(chǎn)品。由生產(chǎn)鈦白粉廢渣制備鐵黃的過程如下。eq\x(\o(\s\up11(鈦白粉),\s\do4(廢渣)))eq\o(→,\s\up11(蒸餾水、鐵粉),\s\do4(純化))eq\x(\o(\s\up11(精制),\s\do4(FeSO4溶液)))eq\o(→,\s\up11(一定量氨水、空氣),\s\do4(制備晶種))eq\x(\o(\s\up11(鐵黃晶種),\s\do4(FeOOH)))……eq\o(→,\s\up11(),\s\do4(制備鐵黃))eq\x(\o(\s\up11(鐵黃產(chǎn)品),\s\do4(FeOOH)))資料：ⅰ.鈦白粉廢渣成分：主要為FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物ⅱ.TiOSO4＋（x＋1）H2O?TiO2·xH2O↓＋H2SO4ⅲ.0.1mol·L－1Fe2＋生成Fe（OH）2，開始沉淀時(shí)pH＝6.3，完全沉淀時(shí)pH＝8.30.1mol·L－1Fe3＋生成FeOOH，開始沉淀時(shí)pH＝1.5，完全沉淀時(shí)pH＝2.8（1）純化①加入過量鐵粉的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②充分反應(yīng)后，分離混合物的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）制備晶種為制備高品質(zhì)鐵黃產(chǎn)品，需先制備少量鐵黃晶種。過程及現(xiàn)象是：向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色。滴加氨水至pH為6.0時(shí)開始通空氣并記錄pH變化（如圖）。①產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②產(chǎn)生白色沉淀后的pH低于資料ⅲ中的6.3。原因是：沉淀生成后c（Fe2＋）0.1mol·L－1（填“>”“＝”或“<”）。③0～t1時(shí)段，pH幾乎不變；t1～t2時(shí)段，pH明顯降低。結(jié)合方程式解釋原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④pH≈4時(shí)制得鐵黃晶種。若繼續(xù)通入空氣，t3后pH幾乎不變，此時(shí)溶液中c（Fe2＋）仍降低，但c（Fe3＋）增加，且c（Fe2＋）降低量大于c（Fe3＋）增加量。結(jié)合總方程式說明原因：________________________________________________________________________。（3）產(chǎn)品純度測(cè)定鐵黃純度可以通過產(chǎn)品的耗酸量確定。eq\x(wg鐵黃)eq\o(→,\s\up11(H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液),\s\do4(加熱溶解))eq\x(溶液b)eq\o(→,\s\up7(Na2C2O4溶液))eq\x(溶液c)eq\o(→,\s\up11(NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液),\s\do4(酚酞))滴定資料：Fe3＋＋3C2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))=Fe（C2O4）eq\o\al(\s\up11(3－),\s\do4(3))，F(xiàn)e（C2O4）eq\o\al(\s\up11(3－),\s\do4(3))不與稀堿液反應(yīng)Na2C2O4過量，會(huì)使測(cè)定結(jié)果（填“偏大”“偏小”或“不受影響”）。4.[2021·山東卷]工業(yè)上以鉻鐵礦（FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì)）為主要原料制備紅礬鈉（Na2Cr2O7·2H2O）的工藝流程如下?；卮鹣铝袉栴}：（1）焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4，并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽。焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10－5mol·L－1時(shí)，可認(rèn)為已除盡。中和時(shí)pH的理論范圍為；酸化的目的是；Fe元素在（填操作單元的名稱）過程中除去。（3）蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致；冷卻結(jié)晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有。（4）利用膜電解技術(shù)（裝置如圖所示），以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應(yīng)方程式為：4Na2CrO4＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑則Na2Cr2O7在__________（填“陰”或“陽(yáng)”）極室制得，電解時(shí)通過膜的離子主要為__________。專練22化學(xué)工藝流程1．(1)PbSO4(s)＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))(aq)=PbCO3(s)＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)?Pb2＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)，已知Ksp(PbCO3)?Ksp(PbSO4)，加入Na2CO3，可將PbSO4轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO3，有利于后續(xù)溶于酸(2)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)BaSO4(s)＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))(aq)?BaCO3(s)＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)的平衡常數(shù)K≈0.04，K值較小，說明正向反應(yīng)程度有限(3)(ⅰ)Fe2＋(ⅱ)Pb＋H2O2＋2HAc=Pb(Ac)2＋2H2O(ⅲ)H2O2作還原劑，還原PbO2(4)Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4(5)Ba2＋、Na＋解析：(1)結(jié)合難溶電解質(zhì)的Ksp，可知利用Na2CO3“脫硫”發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)：PbSO4(s)＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))(aq)=PbCO3(s)＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)；存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)?Pb2＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)，已知Ksp(PbCO3)?Ksp(PbSO4)，加入Na2CO3，可將PbSO4轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO3，有利于后續(xù)溶于酸。(2)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)BaSO4(s)＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))(aq)?BaCO3(s)＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Ksp（BaSO4）,Ksp（BaCO3）)＝eq\f(1.1×10－10,2.6×10－9)≈0.04，K值較小，說明正向反應(yīng)程度有限，BaSO4不能完全轉(zhuǎn)化為BaCO3。(3)(ⅰ)根據(jù)鉛膏的組成成分中含鐵元素可知，H2O2能夠氧化的離子為Fe2＋；(ⅱ)H2O2將Pb氧化為Pb2＋，繼而Pb2＋與醋酸反應(yīng)生成Pb(Ac)2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Pb＋H2O2＋2HAc=Pb(Ac)2＋2H2O；(ⅲ)PbO2轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2的過程中Pb元素化合價(jià)降低，則H2O2作還原劑，起到還原PbO2的作用。(4)“脫硫”時(shí)，BaSO4部分轉(zhuǎn)化為BaCO3，Ba元素以BaSO4、BaCO3的形式進(jìn)入“酸浸”工序，此外還有Al、Fe等金屬元素，結(jié)合題給金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH和鉛膏的成分，可知濾渣中含有Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4。(5)“沉鉛”后的濾液中有“酸浸”時(shí)BaCO3溶于酸產(chǎn)生的Ba2＋，還有因加入NaOH溶液而引入的Na＋。2．(1)＋6(2)Al(OH)3(3)①M(fèi)oOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋Ba2＋=BaMoO4↓②eq\f(2.6×10－9,3.5×10－8)×eq\f(1.0×10－7,4.7×10－11)(4)①NaHCO3②NH3(5)①Al2O3②4∶1解析：(1)根據(jù)化合物Na2MoO4中Na為＋1價(jià)，O為－2價(jià)，由化合物中化合價(jià)代數(shù)和為0，可計(jì)算出Na2MoO4中Mo元素的化合價(jià)為＋6。(2)“750℃焙燒”時(shí)，廢催化劑中的氧化鋁發(fā)生反應(yīng)：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，“濾液Ⅰ”中主要存在NaAlO2和Na2MoO4，通入過量CO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3，生成的沉淀X為Al(OH)3。(3)由(2)的分析可知“濾液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MoO4。①“濾液Ⅱ”中加入BaCl2溶液生成BaMoO4的離子方程式為MoOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋Ba2＋=BaMoO4↓。②開始生成BaCO3時(shí)，溶液中eq\f(c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）,c（MoOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）)＝eq\f(Ksp（BaCO3）,Ksp（BaMoO4）)＝eq\f(2.6×10－9,3.5×10－8)，又因?yàn)镵a2＝eq\f(c（H＋）·c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）,c（HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝4.7×10－11，由于“沉鉬”中，pH為7.0，則eq\f(c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）,c（HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Ka2,c（H＋）)＝eq\f(4.7×10－11,1.0×10－7)，因此可得eq\f(c（HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）,c（MoOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）)＝eq\f(2.6×10－9,3.5×10－8)×eq\f(1.0×10－7,4.7×10－11)。(4)①由于“濾液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MoO4，加入適量BaCl2溶液“沉鉬”后，“濾液Ⅲ”中主要存在的鈉鹽有NaCl和NaHCO3，則Y為NaHCO3。②由“濾液Ⅲ”制備NaHCO3，原理類似侯氏制堿法，加入NaCl固體后，通入足量堿性氣體NH3，再通入足量CO2，發(fā)生反應(yīng)：NH3＋H2O＋CO2=NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl，析出溶解度較小的NaHCO3固體。(5)①由題給芯片制造的刻蝕過程示意圖可知，加入H2O2刻蝕液，GaAs逐漸溶解，當(dāng)H2O2刻蝕液接觸AlAs時(shí)，反應(yīng)生成一種致密的氧化膜，由此可知，Ga、As均可溶于H2O2刻蝕液中，形成的致密氧化膜是AlAs中的鋁被氧化為致密的Al2O3膜。②GaAs與H2O2反應(yīng)時(shí)，As由－3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，O由－1價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律可知，氧化劑(H2O2)與還原劑(GaAs)的物質(zhì)的量之比為4∶1。3．(1)①與硫酸反應(yīng)，使得TiOSO4＋2H2O?TiO2·H2O↓＋H2SO4平衡正向移動(dòng)，沉鈦；過量的作用是防止二價(jià)鐵被氧化②過濾(2)①Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))②>③pH6.0左右，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，因此pH幾乎不變，之后發(fā)生反應(yīng)4Fe2＋＋O2＋6H2O=4FeOOH↓＋8H＋，溶液中H＋濃度增大，pH減?、苋芤褐型瑫r(shí)存在兩個(gè)氧化反應(yīng)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O和4Fe2＋＋O2＋6H2O=4FeOOH↓＋8H＋，因此c(Fe2＋)的減小大于c(Fe3＋)的增加，或用疊加反應(yīng)解釋：12Fe2＋＋3O2＋2H2O=4FeOOH↓＋8Fe3＋(3)不受影響解析：(2)②0.1mol·L－1Fe2＋沉淀為Fe(OH)2，起始的pH為6.3，Ksp[Fe(OH)2]為定值，溶液pH越小，c(H＋)越大，c(OH－)越小，沉淀生成時(shí)溶液中c(Fe2＋)越大。(3)NaOH標(biāo)準(zhǔn)液用來測(cè)定剩余H2SO4標(biāo)準(zhǔn)液的量，若Na2C2O4過量，剩余H2SO4可與Na2/r/