主题排查5　化学工艺流程（讲义+课件 2份打包）2025年高考化学二轮复习

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1. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2＋、C2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)，实现镍、钴、镁元素的回收。(1)在一定温度下，用硫酸浸取已粉碎的镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_____________________________________答出一条即可)。(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，写出H2SO5的结构式：_________________________。(3)“氧化”中，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为__________________________________________(该条件下，C2＋不被氧化；H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)。
适当增大硫酸浓度(或其他合理答案)
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如图所示。SO2体积分数为9%时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是______________________________________________________ ___________。
SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率
(5)将“钴镍渣”酸溶后，进行如下流程：
①写出“钴镍分离”时发生反应的离子方程式：_________________________ _______________________________。
ClO－＋2C2＋＋5H2O=== 2C(OH)3↓＋Cl－＋4H＋
99%(计算过程见解析)
2. 以含钼(M)废催化剂(含MS2，以及Al2O3、Fe2O3、CuO等)为原料制备MO3，其过程表示如下：
(1)焙烧。将废催化剂和足量NaOH固体置于焙烧炉中，通入足量空气加热至 750 ℃充分反应。焙烧过程中MS2转化为Na2MO4的化学方程式为______________ _________________________________________________。
将固体粉碎、适当搅拌、适当升高温度等
(3)除杂。向浸取后的滤液中通入过量CO2，过滤。通入过量CO2的目的是______________________________________________。
将[Al(OH)4]－全部转化为Al(OH)3沉淀除去
7MO3＋6NH3↑＋7H2O
(5)应用。将MO3制成V2O5-WO3-MO3/TiO2催化剂，用于氨催化还原氮氧化物，一定压强下，将氨氮比为1.0的混合气体按一定流速通入装有上述催化剂的反应装置，测得NOx的转化率随温度的变化关系如图所示。在温度160～240 ℃之间，NOx转化率不高的原因是___________________________________________________ _____________________________________。
温度160～240 ℃之间，催化剂的活性低，同时温度较低反应速率较慢，所以NOx的转化率不高
(1)基态砷原子的电子排布式为______________________________________。
[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)砷的还原。常温下，As(Ⅴ)溶液中各种微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示。向酸性废水中通入SO2，能把As(Ⅴ)转化为As(Ⅲ)。
①H3AsO4的二级电离平衡常数Ka2＝________________。②pH为1时“还原”的主要反应的离子方程式为__________________________________________。
(3)中和除杂。当溶液中离子浓度小于1×10－5 ml/L，可认为已经完全除去。已知：Zn(OH)2在pH＝10.5时开始转化为[Zn(OH)4]2－，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2× 10－17，Ksp[Cd(OH)2]＝2.5×10－14，lg 2＝0.3。①“一级中和”控制pH为2左右，滤渣X的主要成分有___________。②“二级中和”沉淀重金属离子应控制pH范围为_________________。
(4)应用碘量法可测定亚砷酸铜中的铜含量。称取2.000 g试样溶于稀硫酸搅拌后过滤，洗涤滤渣，将洗涤后的滤液与原滤液合并，配成250 mL溶液，取25.00 mL所配溶液于碘量瓶中加入过量的碘化钾溶液，用0.030 00 ml/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗25.00 mL。①计算样品中铜元素的质量分数(写出计算过程)。答案：24.00%(计算过程见解析)
样品中可能含有Cu(OH)2、CuO
4. 硼化钛(TiB2)常用于制备导电陶瓷材料。Ⅰ. 高钛渣(主要含TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图：
已知：①B2O3高温易挥发；②TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2＋。(1)“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H＋、Fe3＋、______________________。(2)“水解”需在沸水中进行，离子方程式为__________________________ _________________________。
Al3＋、Ca2＋、Mg2＋
TiO2·xH2O↓＋2H＋
Ⅱ. 气相沉积法获得硼化钛：以TiCl4和BCl3为原料，在过量的H2参与下，沉积温度为800～1 000 ℃，可制得具有空间网状结构的磨料级硼化钛。(4)制得硼化钛的化学方程式为________________________________________，硼化钛能作为磨料的原因是____________________________。(5)生产硼化钛，当BCl3和TiCl4投料比[m(BCl3)∶m(TiCl4)]超过1.25时硼化钛的纯度下降，原因是___________________________________。Ⅲ. 硼砂(Na2B4O7·10H2O)与NaOH的混合溶液中加入H2O2可以制备X(Na2B2O8H4)。已知X的阴离子[B2O8H4]2－只有一种化学环境的B原子，结构中有1个六元环且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构。(6)X阴离子的结构式为_________________________。
硼化钛是共价晶体，硬度大
BCl3过量，被过量的氢气还原为单质硼
【解析】 (1)“酸浸”加入稀盐酸与Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3反应生成AlCl3、CaCl2、MgCl2、FeCl3，“酸浸”后的滤液中的阳离子有H＋、Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋。(3)“热还原”中B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是B2O3高温下蒸气压大、易挥发。(4)硼化钛由Ti和B原子相连构成空间网状结构，说明硼化钛是共价晶体，硬度大。(5)当BCl3和TiCl4投料比[m(BCl3)：m(TiCl4)]超过1.25时硼化钛的纯度下降，原因是BCl3过量，被过量的氢气还原为单质硼。(6)X的阴离子[B2O8H4]2－只有一种化学环境的B原子说明结构对称，结构中有1个六元环且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构，则B原子与4个O原子相连，X阴离子的结构式见答案。