突破02 控制溶液的pH值-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

3.0 envi 2025-02-05 15 4 786.93KB 11 页 3知币

侵权投诉

无机综合及工艺流程(二)

1、以炼锌厂的烟道灰(主要成分为 ZnO，另含少量 Fe2O3、CuO、SiO2、MnO 等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的 pH 如下表：

氢氧化物 Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2

开始沉淀的 pH 1.5 6.5 4.2 5.4

沉淀完全的 pH 3.3 9.7 6.7 8.2

请问答下列问题：

(1)滤渣 A的主要成分为________________________

(2)除锰过程中产生 MnO(OH)2沉淀的离子方程式为：____________________________________________

(3) ① 除铁(部分 Cu2＋可能被除去)时加入 ZnO 控制反应液 pH 的范围为_____________

② 上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是：_____________________

(4)若沉淀过程采用 Na2C2O4代替草酸铵晶体生产草酸锌，合理的加料方式是：_________________________

(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如右图所示： 300 ℃～460 ℃范围内，发生

反应的化学方程式为_____________________________________

2、CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。以含钴废渣（主要成分 CoO、Co2O3，还含有 Al2O3、ZnO 等杂质）为原料制备 CoCO3的

一种工艺流程如下：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH (开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol/L 计算)

(1)“酸浸”时通入 SO2的目的是_______________________

(2)“除铝”时调节溶液 pH 范围为_____________，该过程中主要反应的离子方程式为_________________________________

(3)“萃取”过程可表示为 ZnSO4(水层)+2HX(有机层) ZnX2(有机层)+H2SO4(水层)，由有机层获取 ZnSO4溶液的操作是_________

___________________________________

(4)“沉钴”时 Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是______________________

(5)CoCO3隔绝空气灼烧可以生成 Co2O3，该反应的化学方程式为_________________________________

3、随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”.为了回收利用含钒催化剂（V2O5

、VOSO4及不溶性杂质),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺.该工艺的主要流程如图所示：

已知：部分含钒物质在水中的溶解性

物质 V2O5VOSO4NH4VO3(VO2)2SO4

溶解性难溶可溶难溶易溶

请回答下列问题：

(1)由V2O5冶炼金属钒采用铝热剂法,反应的化学方程式为

(2) V2O5通常用作为反应 2SO2+O2⇌2SO3的理想催化剂,其催化的机理可能是加热时可逆地失去氧的原因,其过程可用两个化学方程

式表示：；4V+5O22V2O5

(3)反应(1)的目的是

(4)将滤液 1与滤液 2混合后用氯酸钾氧化,氯元素被还原为最低价,其反应的离子方程式为:

(5)反应(3)的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关系步骤，沉钒必须控制合适的温度和 pH，观察 1图,沉钒的最适宜条件是

A.pH 2~2,5,95℃ B.pH 4~4.5 85℃, C.pH 4.5~5, 85℃ D.pH 3~3.5 75℃

(6)反应(4)在NH4VO3的焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如 2图所示,则其分解过程中

A.先分解失去 H2O,再分解失去 NH3 B.先分解失去 NH3,再分解失去 H2O

C.同时分解失去 H2O和NH3 D.同时分解失去 H2和N2和H2O

(7)锂钒氧化物 Li-V2O5非水电池的能量密度远远超过其他材料电池,其总反应式为 xLi+V2O5==LixV2O5,则该电池工作时的正极反应

式为

4、金属钴是一种非常稀缺的战略资源。工业上通过电解法从废旧硬质合金刀具[含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁]中回收

钴。工艺流程简图如下：

已知：

金属离子开始沉淀 pH 沉淀完全 pH

Co2＋5.6 9.5

Fe2＋7.6 9.7

Fe3＋2.7 3.7

请回答下列问题：

(1)电解时，废旧刀具接电源________(填电极名称)

(2)净化过程加双氧水的目的是_______________________________________

(3)通氨气的目的是调节溶液的 pH，除去铁元素。由表中的数据可知，理论上可选择的pH 最大范围是________________

(4)加入 NH4HCO3溶液发生反应的离子方程式是________________________________________________

(5)实验室洗涤过滤得到 CoCO3沉淀的操作是________________________________________________

(6)CoCO3焙烧的化学方程式为____________________________________________

5、 I、下图是全钒液流电池的示意图

该电池充放电的总反应式为：

请回答下列问题：

(1)充电时的阴极反应式为______________，阳极附近颜色变化是______

(2)放电过程中，正极附近溶液的 pH ________(选填“升高”“降低”或“不变”)

II、回收利用废钒催化剂（主要成分为 V2O5、VOSO4和二氧化硅）的工艺流程如下图所示。

(3)滤渣可用于______________________(填一种用途)

(4)25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液 pH 之间的关系如下表所示：

pH 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1

钒沉淀率(％) 88.1 91.8 96.5 98 99.8 97.8 96.4 93.0 89.3

根据上表数据判断，加入氨水调节酸碱性，溶液的最佳pH 为_____________

(5)为了提高钒的浸出率，用酸浸使废钒催化剂中的 V2O5转变成可溶于水的 VOSO4，酸浸过程中，氧化产物和还原产物的物质的

量之比为________

(6)氧化过程中，VO2+变为 VO2+，则该反应的离子方程式为____________________

6、镧系金属元素铈(Ce)常见有＋3、＋4两种价态，铈的合金耐高温，可以用来制造喷气推进器零件。请回答下列问题：

(1)雾霾中含有的污染物NO 可以被含 Ce4＋的溶液吸收，生成 NO、NO，若生成的 NO、NO 物质的量之比为1 1∶，试写出该反应

的离子方程式：___________________________________________________

(2)用电解的方法可将上述吸收液中的 NO 转化为稳定的无毒气体，同时再生成 Ce4＋，其原理如图所示。

①无毒气体从电解槽的________(填字母)口逸出

②每生成标准状况下22.4 L 无毒气体，同时可再生成 Ce4＋________mol

(3)铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在，其主要化学成分为 CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下：

① 焙烧过程中发生的主要反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。

②假设参与酸浸反应的 CeO2和CeF4的物质的量之比为3 1∶，试写出相应的化学方程式：________________________

③向Ce(BF4)3中加入 KCl 溶液的目的是________________________________________

④常温下，当溶液中的某离子浓度≤1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全。据此，在生成 Ce(OH)3的反应中，加入

NaOH 溶液至pH 至少达到________时，即可视为Ce3＋已完全沉淀。(Ksp[Ce(OH)3]＝1.0×10－20)

⑤加热 CeCl3·6H2O和NH4Cl 的固体混合物可得固体无水CeCl3，其中 NH4Cl 的作用是___________________________________

7、镓是制作高性能半导体的重要原料。在工业上经常从锌矿冶炼的废渣中回收镓。已知锌矿渣中含有 Zn、Fe、Pb、Ga 以及二氧

化硅等，目前综合利用锌矿渣的流程如下：

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

突破02 控制溶液的pH值-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列.doc

共11页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

突破02 控制溶液的pH值-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: