专题15 工艺流程 一、真题回顾 1.(2020年山东新高考)以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下: 已知浸出时产生的废渣中有SO2,Fe(OH)3和Al(OH)3.下列说法错误的是 A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3+H2O B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行 C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同 2.(2020年新课标Ⅰ)钒具有广泛用途.黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3. 该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金属离子 开始沉淀pH 完全沉淀pH 回答下列问题: (1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是___________。 (2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO2,同时还有___________离子被氧化。写出VO+转化为VO2反应的离子方程式___________。 Fe3+ 1。9 3。2 Fe2+ 7。0 9.0 Al3+ 3.0 4.7 Mn2+ 8.1 10。1 1 / 28 (3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、___________,以及部分的___________。 (4)“沉淀转溶”中,V2O5xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是___________。 (5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是___________。 (6)“沉钒"中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是___________。 3.(2020年新课标Ⅲ)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他7H2O): 不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4· 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金属离子 L−1)的pH 开始沉淀时(c=0。01 mol·10−5 mol·L−1)的pH 沉淀完全时(c=1。0×回答下列问题: (1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________.为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。 (2)“滤液②”中含有的金属离子是______________. (3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化",即 Ni2+ 7。2 8.7 Al3+ 3。7 4。7 Fe3+ 2.2 3.2 Fe2+ 7.5 9。0 “滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。 (4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=______________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+L−1,则“调pH”应控制的pH范围是______________。 浓度为1.0 mol·(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式______________。 2 / 28 (6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是______________. 4.(2020年山东新高考)用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下: 已知:MnO2是一种两性氧化物;25℃时相关物质的Ksp见下表. 物质 Ksp Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 11016.3 11038.6 11032.3 11012.7 回答下列问题 (1)软锰矿预先粉碎的目的是____________,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为________。 (2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小,减小的原因是________. (3)滤液I可循环使用,应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。 (4)净化时需先加入的试剂X为________(填化学式).再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值为_______(当溶液中某离子浓度c1.0105molL1时,可认为该离子沉淀完全)。 (5)碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________。 20.三氯化硼(BCl3),主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂,还用于高纯硼或有机硼的制取。某兴趣小组用氯气和硼为原料,采用下列装置(部分装置可重复使用)制备BCl3。 已知:①BCl3的沸点为12。5℃,熔点为—107.3℃;遇水剧烈反应生成硼酸和盐酸;②2B+6HCl 2BCl3+3H2;③硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。 3 / 28 本文来源:https://www.wddqw.com/doc/5696ecfeea7101f69e3143323968011ca200f79c.html