專題12 工藝流程綜合題-三年（2022-2024）高考化學(xué)真題分類匯編（全國通用）（學(xué)生卷）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

考法01 物質(zhì)分離提純類工藝流程題
1. (2024·廣東卷)鎵()在半導(dǎo)體、記憶合金等高精尖材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。一種從電解鋁的副產(chǎn)品炭渣(含和少量的等元素)中提取鎵及循環(huán)利用鋁的工藝如下。
工藝中，是一種新型陰離子交換膜，允許帶負(fù)電荷的配離子從高濃度區(qū)擴(kuò)散至低濃度區(qū)。用提取金屬離子的原理如圖。已知：
①。
②(冰晶石)的為。
③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可與2個(gè)配位，其他金屬離子與的配位可忽略。
（1）“電解”中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
（2）“浸取”中，由形成的離子方程式為_______。
（3）“還原”的目的：避免_______元素以_______(填化學(xué)式)微粒的形式通過，從而有利于的分離。
（4）“提取”中，原料液的濃度越_______，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度過高，會(huì)降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化學(xué)式)，以進(jìn)一步提高的提取率。
（5）“調(diào)”中，至少應(yīng)大于_______，使溶液中，有利于配離子及晶體的生成。若“結(jié)晶”后溶液中，則濃度為_______。
（6）一種含、、元素的記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)可描述為與交替填充在構(gòu)成的立方體體心，形成如圖所示的結(jié)構(gòu)單元。該合金的晶胞中，粒子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比_______，其立方晶胞的體積為_______。
2. (2024·湖南卷)銅陽極泥(含有Au、、、等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收貴金屬的化工流程如下：
已知：①當(dāng)某離子的濃度低于時(shí)，可忽略該離子的存在；
② ；
③易從溶液中結(jié)晶析出；
④不同溫度下的溶解度如下：
回答下列問題：
（1）Cu屬于_______區(qū)元素，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_______；
（2）“濾液1”中含有和，“氧化酸浸”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_______；
（3）“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的：
①在“氧化酸浸”工序中，加入適量的原因是_______。
②在“除金”工序溶液中，濃度不能超過_______。
（4）在“銀轉(zhuǎn)化”體系中，和濃度之和為，兩種離子分布分?jǐn)?shù)隨濃度的變化關(guān)系如圖所示，若濃度為，則的濃度為_______。
（5）濾液4中溶質(zhì)主要成分為_______(填化學(xué)式)；在連續(xù)生產(chǎn)的模式下，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”工序需在℃左右進(jìn)行，若反應(yīng)溫度過高，將難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，原因是_______。
3. (2024·河北卷)是制造釩鐵合金、金屬釩的原料，也是重要的催化劑。以苛化泥為焙燒添加劑從石煤中提取的工藝，具有釩回收率高、副產(chǎn)物可回收和不產(chǎn)生氣體污染物等優(yōu)點(diǎn)。工藝流程如下。
已知：i石煤是一種含的礦物，雜質(zhì)為大量和少量等；苛化泥的主要成分為等。
ⅱ高溫下，苛化泥的主要成分可與反應(yīng)生成偏鋁酸鹽；室溫下，偏釩酸鈣和偏鋁酸鈣均難溶于水?；卮鹣铝袉栴}：
（1）釩原子的價(jià)層電子排布式為_______；焙燒生成的偏釩酸鹽中釩的化合價(jià)為_______，產(chǎn)生的氣體①為_______(填化學(xué)式)。
（2）水浸工序得到濾渣①和濾液，濾渣①中含釩成分為偏釩酸鈣，濾液中雜質(zhì)的主要成分為_______(填化學(xué)式)。
（3）在弱堿性環(huán)境下，偏釩酸鈣經(jīng)鹽浸生成碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______；加壓導(dǎo)入鹽浸工序可提高浸出率的原因?yàn)開______；浸取后低濃度的濾液①進(jìn)入_______(填工序名稱)，可實(shí)現(xiàn)釩元素的充分利用。
（4）洗脫工序中洗脫液的主要成分為_______(填化學(xué)式)。
（5）下列不利于沉釩過程的兩種操作為_______(填序號(hào))。
a．延長(zhǎng)沉釩時(shí)間 b．將溶液調(diào)至堿性 c．?dāng)嚢? d．降低溶液的濃度
4. (2024·新課標(biāo)卷)鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應(yīng)用。一種從濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣(主要含C、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：
已知溶液中相關(guān)離子開始沉淀和沉淀完全()時(shí)的pH：
回答下列問題：
（1）“酸浸”前廢渣需粉碎處理，目的是_______；“濾渣1”中金屬元素主要為_______。
（2）“過濾1”后的溶液中加入的作用是_______。取少量反應(yīng)后的溶液，加入化學(xué)試劑_______檢驗(yàn)_______，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，需補(bǔ)加。
（3）“氧化沉鈷”中氧化還原反應(yīng)的離子方程式為_______、_______。
（4）“除鈷液”中主要的鹽有_______(寫化學(xué)式)，殘留的濃度為_______。
5. (2024·全國甲卷)鈷在新能源、新材料領(lǐng)域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的+2價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鈷的一種流程如下。
注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于10-5ml·L-1，其他金屬離子不沉淀，即認(rèn)為完全分離。
已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CS)=4.0×10-21。
②以氫氧化物形式沉淀時(shí)，lg[c(M)/(ml·L-1)]和溶液pH的關(guān)系如圖所示。
回答下列問題：
（1）“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是_____。
（2）“酸浸”步驟中，CO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。
（3）假設(shè)“沉銅”后得到的濾液中c(Zn2+)和c(C2+)均為0.10ml·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此時(shí)溶液中c(C2+)=_____ml·L-1，據(jù)此判斷能否實(shí)現(xiàn)Zn2+和C2+的完全分離_____(填“能”或“不能”)。
（4）“沉錳”步驟中，生成1.0mlMnO2，產(chǎn)生H+的物質(zhì)的量為_____。
（5）“沉淀”步驟中，用NaOH調(diào)pH=4，分離出的濾渣是_____。
（6）“沉鈷”步驟中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入適量的NaClO氧化C2+，其反應(yīng)的離子方程式為_____。
（7）根據(jù)題中給出的信息，從“沉鈷”后的濾液中回收氫氧化鋅的方法是_____。
6. (2024·黑吉遼卷)中國是世界上最早利用細(xì)菌冶金的國家。已知金屬硫化物在“細(xì)菌氧化”時(shí)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，某工廠用細(xì)菌冶金技術(shù)處理載金硫化礦粉(其中細(xì)小的顆粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶煉金，工藝流程如下：
回答下列問題：
（1）北宋時(shí)期我國就有多處礦場(chǎng)利用細(xì)菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質(zhì)為_______(填化學(xué)式)。
（2）“細(xì)菌氧化”中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。
（3）“沉鐵砷”時(shí)需加堿調(diào)節(jié)，生成_______(填化學(xué)式)膠體起絮凝作用，促進(jìn)了含微粒的沉降。
（4）“培燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培燒氧化”，“細(xì)菌氧化”的優(yōu)勢(shì)為_______(填標(biāo)號(hào))。
A. 無需控溫B. 可減少有害氣體產(chǎn)生
C. 設(shè)備無需耐高溫D. 不產(chǎn)生廢液廢渣
（5）“真金不拍火煉”，表明難被氧化，“浸金”中的作用為_______。
（6）“沉金”中的作用為_______。
（7）濾液②經(jīng)酸化，轉(zhuǎn)化為和的化學(xué)方程式為_______。用堿中和可生成_______(填溶質(zhì)化學(xué)式)溶液，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。
7. (2024·安徽卷)精煉銅產(chǎn)生的銅陽極泥富含等多種元素。研究人員設(shè)計(jì)了一種從銅陽極泥中分離提收金和銀的流程，如下圖所示。
回答下列問題：
（1）Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。
（2）“浸出液1”中含有的金屬離子主要是_______。
（3）“浸取2”步驟中，單質(zhì)金轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式為_______。
（4）“浸取3”步驟中，“浸渣2”中的_______(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為。
（5）“電沉積”步驟中陰極的電極反應(yīng)式為_______?！半姵练e”步驟完成后，陰極區(qū)溶液中可循環(huán)利用的物質(zhì)為_______(填化學(xué)式)。
（6）“還原”步驟中，被氧化的與產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_______。
（7）可被氧化為。從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析的結(jié)構(gòu)為(a)而不是(b)的原因：_______。
8．（2023·新課標(biāo)卷）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價(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，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：

已知：最高價(jià)鉻酸根在酸性介質(zhì)中以Cr2O存在，在堿性介質(zhì)中以CrO存在。
回答下列問題：
(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為___________(填化學(xué)式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和___________。
(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MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈9以達(dá)到最好的除雜效果，若pH9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致___________。
(5)“分離釩”步驟中，將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH”“”“”或“

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