2025届高三化学二轮复习 --- -工业流程题.docx

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2025届高三化学复习工业流程题

1．（2024高三上·山西运城·期末）磁性Fe3O4纳米颗粒由于同时具备磁性颗粒和纳米颗粒的双重优势，已经广泛应用于生物医学领域，废水处理领域，还是一种重要的无机颜料。一种利用废旧镀锌铁皮(主要含Fe，还含有少量Zn和Fe2O3)制备磁性Fe3O4纳米颗粒(微粒直径在1～100nm之间)的工艺流程如图所示：

已知：

(1)“碱洗”时，加入NaOH溶液的作用：①可以洗去废旧镀锌铁皮上的油污；②。

(2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是(用化学方程式表示)。

(3)“氧化”时，加入适量的NaClO溶液，发生反应的离子方程式为；“氧化”后的溶液中主要含有的金属阳离子Na+、、。

(4)“加热沉铁”时，向溶液中不断通入N2，并将溶液加热至60℃，在恒温下快速搅拌，30min后，向溶液中滴加5mol/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，继续滴加NaOH溶液至pH=11，再加入适量柠檬酸三钠(利用柠檬酸根离子与Fe3+反应，抑制晶粒的继续生长，使制得的Fe3O4晶粒更小)，并升温至80℃，恒温搅拌1h，最后冷却至室温，通过“分离”操作，可制得磁性Fe3O4纳米颗粒。

①通入N2的原因。

②向溶液中滴加5mol/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，写出该过程中总反应的离子方程式。

(5)“分离”时，在磁铁的帮助下，倒掉上层清液，用蒸馏水洗涤固体2次，固体洗涤干净的标志是。

(6)将制备的磁性pH=7纳米颗粒分散到水中，所得分散系为。

2．（2024高三上·福建福州·期末）钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含、、、、等)回收的工艺流程如图。

已知：难溶于盐酸；。

回答下列问题：

(1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为；滤渣I的主要成分是(填化学式)。

(2)“氧化”时加入足量的目的是；氧化后溶液中浓度为，常温下“调”时，若控制，则的去除率为。(忽略调前后溶液的体积变化)。

(3)已知时，，，。“沉钪”时，发生反应：，该反应的平衡常数(用含、、的代数式表示)。

3．（24-25高三上·四川自贡·开学考试）一种高硫锰矿的主要成分为MnCO3和MnS，主要杂质为FeS、SiO2、CaCO3、Al2O3、MgO等，研究人员设计了如图流程，制备Mn3O4。

已知：①焙烧烟气中有SO2等酸性气体。

②金属离子浓度≤10-5时，认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。

金属离子

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mg2+

开始沉定的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

8.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

10.9

③Ksp(MgF2)=6.4×10-9、Ksp(CaF2)=4.0×10-11。

(1)MnCO3中Mn的价电子排布式为，“焙烧”的主要目的是。

(2)“酸浸”过程中，(填“能”或“不能”)用盐酸替换硫酸。

(3)“氧化1”时，试剂a为MnO2，并控制溶液的pH=3，此时发生反应的离子方程式为。

(4)若省略“氧化”步骤直接进行“中和除杂”，则造成的影响是。

(5)“净化除杂”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5，则滤液中c(Ca2+)为。

(6)“氧化2”过程中，在MnSO4溶液中滴入一定浓度的氨水，加压通入空气反应7小时制备Mn3O4，此时发生反应的离子方程式为。

4．（24-25高三上·广东深圳·阶段练习）铟(In)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)为原料进行铟的富集与回收的工艺流程如图所示：

已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的pH：(生成氢氧化物沉淀)

Zn2+

Fe2+

Fe3+

In3+

Pb2+

开始沉淀

5.4

7.1

1.7

3.5

7.2

完全沉淀

6.4

8.9

2.8

4.8

8.7

②“萃取”原理可表示为