2024年高考化学二轮复习 工艺流程综合题（原卷版+含解析）.pdf

1专题 工艺流程综合题专题 工艺流程综合题1(20242024届 天津河西 统考二模)铋(Bi)及其化合物在电子材料等领域有着广泛作用以某铋矿(主要成分为BixOy、MnSO4，主要杂质Fe2O3和SiO2)制取BixOy并回收锰的工艺流程如下：按要求回答下列问题1)元素Bi较同主族N的周期数大4，写出基态Bi原子的价层电子排布式2)回收Mn时，Mn2+被还原为Mn的过程中，电子填入原子轨道的名称是3)滤渣1的主要成分的晶体类型为4)“还原”步骤中Bi粉的作用为5)已知BiCl3在2.0pH5.5)萃取率/%09909798.593(萃取率指进入有机层中金属离子的百分数；NH+4难被萃取；离子浓度c10-5molL-1时即认为沉淀完全)回答下列问题：(1)“酸浸”过程中Ga2Fe2O43发生反应的化学方程式为2)滤液中Cu2+的浓度为：；从工业经济性考虑，电解滤液得到的产物，可用于回收金属，还可用于；滤液中的主要溶质之一可采用加热浓缩、降温结晶的方法提取，不同降温方法对析出固体的颗粒大小影响如图所示，若工业生产对产品粒径均一度有要求，则应选用(填“快速”“缓慢”或“变速”)降温的方法，原因是。

3)物质A的化学式为反萃取过程中物质B会溶于水相分离，生成物质B的离子方程式为；若通过电解物质B的溶液可以得到单质Ga，则阴极电极反应式为6(20242024届 安徽黄山 统考二模)氧缺位体 CuFe2O4-是热化学循环分解水制氢的催化剂一种以黄铜矿(主要成分是CuFeS2，含Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备CuFe2O4-流程如图所示：已知：酸浸后溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Al3+和Fe3+25C时已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：金属氢氧化物Fe OH3Al OH3Cu OH2Fe OH2开始沉淀的pH1.93.46.47.05完全沉淀的pH3.24.77.69.0请回答下列问题：(1)CuFeS2“焙烧”时生成三种氧化物，其中金属氧化物的化学式为2)焙烧产物中的SO2在有氧条件下利用石灰石浆液吸收可制得一种副产品填化学式)(3)流程中，若无“还原”工序，造成的后果是4)已知Cu NH32Cl2有两种同分异构体，则“沉铁”过程中生成的 Cu NH342+的空间结构是5)“灼烧”工序的化学方程式是，“煅烧”时通入N2的作用是6)“煅烧”CuFe2O4得到氧缺位体 CuFe2O4-时，不同温度范围内，发生变价的金属元素不同，某温度下制得的氧缺位体质量为原质量的99%，则=。

7)氧缺位体催化分解水制氢可分为两步：第一步：(完成方程式)；第二步：2CuFe2O4=2CuFe2O4-+O27(20242024届 广东深圳 统考二模)一种从工业锌置换渣(主要含ZnSO4、ZnFe2O4、PbSO4、GeO2、SiO2等)中回收锗、铅的工艺流程如图：已知：GeO2能溶于强酸的浓溶液或强碱溶液；PbCl2可溶于热盐酸中：PbCl2+2Cl-PbCl2-4；常温下，KspPbSO4=1.610-8，KspPbCl2=1.210-51)“还原浸出”时，SO2的存在可促进ZnFe2O4浸出SO2的空间结构为该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2)“90C酸浸”所用盐酸的浓度不宜过大或过小，浓度不宜过大的主要原因是3)“碱溶”时，GeO2发生反应的离子方程式为4)“降温析铅”过程中，体系温度冷却至常温，且c Cl-=2.0molL-1为防止PbCl2中混有PbSO4杂质，应控制溶液中c SO2-4molL-1(保留两位有效数字)5)“转化”的意义在于可重复利用(填物质名称)6)通过掺杂硅可将锗单质转化为不同掺杂比例的硅锗合金，锗及硅锗合金的立方晶胞如图所示锗晶体中一个Ge周围与其最近的Ge的个数为。

若硅锗合金i的晶胞边长为apm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则硅锗合金i晶体的密度为g6cm-3(列计算式)硅锗合金ii沿晶胞对角面取得的截图为(填标号)8(20242024届 广东梅州 统考二模)金属铼广泛用于航空航天等领域以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵晶体的流程如下图所示回答下列问题：(1)金属铼具有良好的导电、导热性和延展性，可用于解释这一现象的理论是2)“焙烧”常采用高压空气、逆流操作(空气从培烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，其目的是焙烧”过程中ReS2转化为Ca ReO42，反应方程式4ReS2+10CaO+19O2高温 2Ca ReO42+3)“萃取”机理为：R3N+H+ReO-4=R3NHReO4，则“反萃取”对应的离子方程式为；常温下，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的pH=9.0，则溶液中c NH+4c NH3H2O(填“”“VO2+VO+2Fe2+Al3+；VO+2和VO-3可以相互转化回答下列问题：(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na2SO4与钒页岩形成混合物，这样做的目的是2)“滤渣1”除掉的主要杂质元素是(填元素符号)3)H2C2O4作用是将VO+2转化为VO2+，转化的目的是，发生的离子反应方程式为。

4)“沉钒”时，生成NH4VO3沉淀，“步骤X”应该加入(填“氧化剂”或“还原剂”)，写出“沉钒”时的离子反应方程式以“沉钒率”(NH4VO3沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示，温度高于80时沉钒率下降的原因是5)V2O5可以溶解在NaOH溶液中，得到VO3-4，VO3-4在不同的pH下可以得到不同聚合度的多钒酸盐，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，其中一种酸式钒酸根离子可以表示为 H2VxO284-，其中x=V的另一种氧化物VO2的立方晶胞如图所示，则在晶胞中，黑球代表的是原子13(20242024届 河北邢台 统考二模)稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛从钒钛磁铁矿中提取钒、钛的工艺流程图如下：11已知：钛渣中主要包括TiO2、Al2O3、SiO2和Fe3O4等高温氯化”后的产物中含少量的FeCl3、SiCl4、AlCl3、VOCl3杂质，相关物质的沸点如下表：化合物TiCl4FeCl3SiCl4AlCl3VOCl3沸点/13631056.5180127回答下列问题：(1)钛在周期表中的位置为，上述获得钛单质的“还原”工序中需要通入氩气的目的是。

2)滤液X中含有的主要金属离子有3)“高温氯化”工序生成TiCl4和一种可燃性气体Y，该反应的化学方程式为；TiCl4的粗产品可以通过分馏提纯，但收集的TiCl4中总是混有VOCl3的原因是4)钒的浸出率随焙烧温度和浸取时间的变化如图所示，则“焙烧”时最适合的反应条件为5)“浸出”目的是将难溶物Ca3(VO4)2转化成VO-3进入水相，以便后续沉钒，则“浸出”时反应的离子方程式为6)采用USTB工艺电解制备高纯钛，过程以TiCTiO固体为阳极、碳棒为阴极，NaCl-KCl熔融盐为电解质阳极产生CO与Ti2+，阴极只发生Ti2+的还原反应请写出电池阳极反应的电极反应式：14(20242024届 陕西渭南 统考二模)被誉为“工业维他命”的铂族金属钌(Ru)广泛用于航天航空、石油化学、信息传感工业、制药等高科技领域以下工艺实现了电子废弃物中铂族金属钌(Ru)的回收利用已知电子废弃物主要成分为Ru、Co、Cr、Si等物质，请回答以下问题：12已知：(1)lg4=0.6常见物质的Ksp如下表所示：化合物Cr(OH)3Co(OH)2Ksp6.410-311.810-15(1)为加快“酸浸”时的浸取速率，下列措施中无法达到目的是(填字母)。

a将样品粉碎b延长浸取时间c充分搅拌d适当增加盐酸浓度e适当升高温度(2)滤渣2为3)“氧化溶浸”环节生成配离子 RuCl62-反应的离子方程式为4)“还原1”环节所需氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1，则CH3CH2OH的氧化产物为5)滤液1中含Cr3+和Co2+的浓度分别为520mgL-1、106.2mgL-1，“调pH”时调pH的范围为已知：当c Mn+10-5molL-1时，可认为Mn+已经沉淀完全)(6)沉钴向除杂后的CoSO4溶液中加入H2C2O4溶液或 NH42C2O4溶液作沉淀剂，可得到CoC2O42H2O，不能用同浓度的Na2C2O4溶液代替 NH42C2O4溶液的原因是7)制备Co3O4将所得的18.3g草酸钴晶体 CoC2O42H2OM=183gmol-1高温灼烧，其热重分析曲线如图：写出B点对应的物质的化学式：，CD段发生反应的化学方程式为：15(20242024届 广东广州 统考二模)铬酸钠(Na2CrO4)是一种重要的化工原料一种由铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3，还含有硅、镁、铝的化合物等杂质)为原料制备Na2CrO4的工艺流程如下：已知：25时，KspBaCrO4=1.210-10，KspBaSO4=1.010-10，KspBa OH2=2.410-4，KspCr OH3=6.310-31。

回答下列问题：13(1)基态Cr3+的价层电子排布式为2)“碱浸氧化”时，FeOCr2O3转化为Fe2O3和Na2CrO4，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3)“除铝”时，Al OH4-转化为NaAISi2O6沉淀，该反应的离子方程式为4)“沉铬”中，常温下，往“除铝”所得滤液中加入过量Ba OH2固体，充分搅拌，当溶液中CrO2-4沉淀完全(c=1.010-5molL-1)时，滤液1中c OH-为molL-1，滤液1经浓缩后可循环至工序重复使用已知：5=2.24)(5)“酸溶还原”所得溶液中的溶质除HCl外，还含有(填化学式)6)“碱溶氧化”中，生成Na2CrO4，反应的化学方程式为7)Na2CrO4的一种晶胞如图1，沿z轴方向的投影如图2，其中氧原子不在图中标注，Cr位于晶胞面上及晶胞内每个晶胞中含有Na+的个数为晶胞中位于晶胞顶角及体心的Na+的距离为nm(用含a、b、c的式子表示)16(20242024届 湖南 统考二模)钛被称为“二十一世纪的金属”，绿矾是重要的化工原料，用钛铁矿主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3)，含少量Fe2O3、MgO、SiO2等杂质作原料生产金属钛和绿矾(FeSO47H2O)等产品的一种工艺流程如下：已知：Ti有两种价态，在水溶液中主要以TiO2+(无色)、Ti3+(紫色)形式存在。

请回答下列问题：(1)硫酸与FeTiO3反应生成TiOSO4的化学方程式是向滤液1中加入适量铁粉，至刚好出现紫色为止，此时溶液仍呈强酸性已知：氧化性：Fe3+TiO2+H+，则加入适量铁粉的原因是2)系列操作具体为，经系列操作后，再对所得到的绿矾晶体用75%的乙醇溶液洗涤，用乙醇溶液洗涤绿矾的优点为3)滤液2中加入适量的试剂A，A可选用(填标号)a稀硫酸b碳酸镁c二氧化碳d鼓入空气(4)用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛写出阴极区反应的电极总反应式：14(5)假如FeTiO3中的铁元素占矿物中铁元素总量的80%；某次生产中，向滤液1中加入纯铁粉14kg，得到绿矾晶体(M=278g/mol)的质量为278kg，整个过程中铁元素的总利用率为80%，Ti元素的转化率为90%，其他损失忽略不计按上述流程，可得到TiO2kg6)最近发现一种由Ti原子和C原子构成的气态团簇分子如图所示，其化学式为17(20242024届 广东 统考二模)锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域一种用锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4，另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)提取Ge和ZnSO4H2O的工艺流程如下：已知：锗在硫酸中的存在形式：pH2.0时主要为Ge4+，pH=27时主要为Ge OH4。