【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题48 工艺流程

是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领域。以天青石(主要成分为)为原料制备的一种工艺方法如下：

天青石主要元素质量分数如下：

元素
质量分数()	36.4	2.0	4.0	0.5	5.0

。

回答下列问题：

锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用，锡精矿中主要有、S、、、等杂质元素。下图为锡的冶炼工艺流程。

已知：性质稳定，难溶于酸。

回答下列问题：

钢渣是钢铁行业的固体废弃物，含有和等物质。一种以钢渣粉为原料固定并制备的工艺流程如图所示。

已知钢渣中元素质量分数为在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如下表所示：

金属离子
开始沉淀的	1.9	7.2	3.5	12.4
沉淀完全的	2.9	8.2	5.1	13.8

回答下列问题：

钼()及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以和形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到的一种工艺流程如下：

回答下列问题：

层状结构薄膜能用于制作电极材料。薄膜由辉钼矿(主要含及少量FeO、)制得后再与S经气相反应并沉积得到，其流程如下。

回答下列问题：

以软锰矿与黄铁矿为主要原料制备高品质的工艺流程：

已知：①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为、 ， 还均含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物；

②该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH：

金属离子
开始沉淀的pH	6.9	1.9	6.6	9.1	3.4
沉淀完全（）的pH	8.3	3.2	10.1	10.9	4.7

回答下列问题：

某钴土矿主要含有镍、钴、铁、铝、钙、硅等元素的氧化物，一种综合回收利用钴土矿的部分流程如下：

已知：①25℃时，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下：

金属离子
开始沉淀的	6.3	1.8	3.4	6.9	7.1
沉淀完全的	8.3	3.2	4.7	8.9	9.1

②氧化前后，溶液中、元素的化合价均为+2价。

高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图。回答下列问题：

相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

氧化铈（CeO₂）是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿（含CeFCO₃、BaO、SiO₂等）为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：

已知：①稀土离子易与SO₄^2-形成复盐沉淀，Ce³⁺和SO₄^2-发生反应：；

②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为（SCN₂H₃）₂；

③Ce³⁺在空气中易被氧化为Ce⁴⁺ ， 两者均能形成氢氧化物沉淀；

④Ce₂（CO₃)₃为白色粉末，难溶于水。

回答下列问题：

一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶（SrCl₂·6H₂O）”的工艺流程如下：

以某工业废锰渣(含MnO₂及少量KOH、MgO、Fe₂O₃)为原料制备MnSO₄晶体，其工艺流程如下：

该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀(c≤10^-5mol/L)的pH如表所示：

金属离子	Fe3+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
开始沉淀pH	2.10	7.45	9.27	9.60
完全沉淀pH	3.20	8.95	10.87	11.13

钕铁硼废料是一种具有较高经济价值的废弃物，主要成分为稀土元素钕（Nd）、Fe、B.一种采用分步沉淀从钕铁硼油泥中回收和的工艺流程如图：

已知：①200℃下氧化焙烧，钕铁硼废料中钕和铁主要以和的形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应.

②易与形成多种配合物离子，易与形成沉淀.

回答下列问题：

绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na⁺内循环。工艺流程如图：

回答下列问题：

金属铼广泛用于航空航天等领域．工业上用富铼渣（铼元素主要以形式存在，砷主要以形式存在）制取铼粉．工艺流程如下：

已知：常温下；为第四周期第ⅤA族元素；高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水．

回答下列问题：

碱式氧化镍(NiOOH)为镍氢电池的正极材料。用含镍废渣（主要成分为NiO、Fe3O4。还含有少量的CuO、Cr₂O₃、SiO₂等杂质）为主要原料制取NiOOH的工艺流程如图1所示。

 

已知：①部分金属硫化物的K_sp (25℃)为K_sp(FeS)=6.3×10^-18、K_sp(CuS)=6.3×10^-36。

②当溶液pH>12时，Cr(OH)₃会转化为CrO₂^-。

回答下列问题：

赤泥含有Sc₂O₃(氧化钪)、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等，以赤泥为原料提取钪(Sc)、氧化钪(Sc₂O₃)的流程如下：

已知：①P₂O₄为磷酸酯萃取剂；②Sc³⁺易水解；③K_sp[Sc(OH)₃]=8.00×10^-31。

请回答下列问题：

硫化镉（CdS）是一种新型半导体材料，一种以镉铜渣（主要成分是Cd、Cu，还含少量Fe等）为原料合成CdS的路线（部分条件和产物省略）如下：

 

回答下列问题：

稀土元素是国家战略资源，目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某课题组以废显示屏玻璃碴（含较多的、、、及少量其他可溶于酸的物质）为原料，设计如图流程回收稀土元素铈，实现资源再利用。

 

已知：不溶于稀硫酸，也不溶于溶液。

回答下列问题：

焦亚硫酸钠（）是工业上常用的抗氧化剂。一种湿法制备的生产工艺如下：

回答下列问题：

铟是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从高铟烟灰渣(主要含、、、)中提取铟的工艺流程如下：

已知：为强电解质；P₂O₄为磷酸二异辛酯。

回答下列问题：

电池级碳酸锂是制造LiCoO₂等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、SO等)为原料制取电池级Li₂CO₃的工艺流程如图：

已知：①HR为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe³⁺ ， 萃取时发生反应可表示为：Fe³⁺+3HRFeR₃+3H⁺；

②常温时，1mol·L^-1LiOH溶液的pH=14。

回答下列问题：

某锂离子二次电池的正极材料主要为 ， 还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通过如下流程利用废旧锂离子电池制备草酸钴晶体：

已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全的pH见下表：

离子
pH	9.3	3.2	9.0	4.7	10.1	8.9

回答下列问题：

烟道灰中含有等，分离回收其中的金属资源可有效缓解矿藏资源不足的问题。分离回收时的流程如下：

已知：

①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示．

金属离子
开始沉淀的	7.0	1.9	8.1
完全沉淀的	9.0	3.2	10.1

②的化学性质与相似。常温下，水溶液中不同形式含锌微粒物质的量浓度的对数与的关系如图所示。

回答下列问题：

是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。用粉与矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备的工艺如下图所示：

相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：                                        

金属离子
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。工业制备钴常用硫钴矿石(主要成分常含钙、镁、铜、铁等化合物)，流程如下：

已知：①常温相关氢氧化物的值如下：

                                                                                                                                        

物质

②酸性条件下极难被氧化。

锰酸锂(LiMn₂O₄)可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为MnO₂ ， 含少量Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质)吸收含硫烟气(主要成分SO₂)制备锰酸锂，生产流程：

已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。

②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表：

                                                                                                                                                           

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀	2.7	7.6	3.4	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	4.7	9.8

钕铁硼()磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。已知某钕铁硼废料中主要成分为等金属单质，还含有不溶于水和盐酸的硼、硅酸盐及硫化物。以下为一种利用钕铁硼废料制取和的工艺流程：

①钕的活动性较强，能与酸发生置换反应，其稳定的化合价为价；

②某些金属氢氧化物沉淀完全时的如下表所示：

沉淀
沉淀完全的	5.2	3.2	9.4	9.5	10.1	8.5

回答下列问题：

为回收利用废钒催化剂(含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣)，科研人员研制了一种回收V₂O₅的新工艺，主要流程如下图。

已知：i.部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示：

物质	VOSO4	V2O5	NH4VO3	(VO2)2SO4
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

ii.VO+ 2 OH^- VO+H₂O

回答下列问题：

五氧化二钒(V₂O₅)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V₂O₃、FeO、CuO、MnO、SiO₂、Al₂O₃、有机物)为原料制备V₂O₅的一种流程如图：

已知：25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：

难溶电解质	Cu(OH)2	Mn(OH)2	Al(OH)3
Ksp	2.2×10−20	4×10−14	1.9×10−33

一水合硫酸锰主要用于饲料添加剂和植物合成叶绿素的催化剂。一种以软锰矿(主要成分是 ， 还有 ， 等杂质)和废铁屑(主要成分是 ， 还含有少量)为原料制备的工艺流程如下：

已知：时相关物质的如下表：

物质

回答下列问题：