2024北京高三一模化学汇编：工业流程题.docx

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2024北京高三一模化学汇编

工业流程题

一、工业流程题

1．（2024北京顺义高三一模）I．V2O5是一种重要的工业催化剂。

(1)V2O5催化剂参与SO2催化氧化反应的机理如图。

V5+催化过程可以表示为：

①……

②O2+4V4+=4V5++2O2-

①的离子方程式是。

Ⅱ．某V2O5失活催化剂(主要含V2O5、V2O4、SiO2、SO3以及少量的Fe等)是重要的含钒二次资源。从失活催化剂提取钒的一种工艺流程如下。

资料：

ⅰ．HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子的萃取能力由强到弱的顺序为：Fe3+VO2+VOFe2+；

ⅱ．溶液pH4.0时，+5价钒的存在形式为VO，6.0≤pH≤8.0时，正五价钒元素的存在形式为VO，且二者可相互转化：VO+H2OVO+2H+。

(2)浸出液中含有VO、VO2+、Fe3+、Fe2+等阳离子，浸出VO的离子方程式是。

(3)流程中“……”包含的操作顺序为。

(4)“萃取”“反萃取”过程机理为：VO2+(水层)+2HA(有机层)VOA2(有机层)+2H+(水层)。反萃取剂选择H2SO4，原因是。

(5)“沉钒”过程中需先加入KClO3，然后通入氨气调节pH为6～8，再加(NH4)2SO4。

①加入KClO3，反应的离子方程式是。

②结合平衡移动原理解释通入氨气的作用。

(6)产品中V2O5纯度的测定方法如下。

已知：此过程中，MnO可氧化Fe2+，且不与VO2+反应。产品中的杂质不参与反应。

步骤iii中标准KMnO4溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V，计算产品中V2O5的纯度还需要的实验数据有。

2．（2024北京人大附中高三一模）合成氨工业产生的钻钼废催化剂(主要成分MoS2、CoO、Fe2O3等)是一种相当宝贵的二次资源。用碱浸法处理钻钼废催化剂的工艺流程如图：

资料：

i.氧化钼(MoO3)：熔点795℃。易升华(即使在低于熔点情况下，也有显著的升华现象)。

ii.钼酸(H2MoO4)：难溶于水和酸的黄色晶体，可通过酸化钼酸盐溶液而制得。

(1)焙烧：

①将废催化剂在空气中焙烧可生成氧化钼，写出反应的化学方程式。

②解释钼浸取率随焙烧温度变化的原因是。

(2)碱浸：

碱浸时杂质钴元素以Co(OH)2的形式浸出，加入双氧水可将其氧化为Co(OH)3沉淀。写出反应的化学方程式。

(3)酸沉：

传统工艺中酸沉多在不锈钢离心机中进行。文献记载，选用浓硝酸比用硫酸和盐酸效果更佳，可避免Mo(VI)还原成低价态，利用了浓硝酸的性。

(4)从母液中获得无水Na2SO4的操作是。

3．（2024北京门头沟高三一模）一种高硫锰矿的主要成分，含有等杂质，其中含量较大。以该高硫锰矿为原料制备硫酸锰，流程示意图如图所示。

已知：①金属硫化物的溶度积常数如下表。

金属硫化物

②金属离子的与溶液的关系如图所示。

(1)在预处理阶段，将高硫锰矿粉碎的目的是。

(2)若未经脱硫直接酸浸，会产生的污染物是。

(3)酸浸时主要含锰组分发生反应的离子方程式为；加入的作用是(用离子方程式表示)。

(4)调溶液到5左右，滤渣2的主要成分是。

(5)由图像可知，从“操作”所得溶液中得到晶体需进行的操作是、洗涤、干燥。

(6)锰含量测定：

ⅰ．称取晶体，加水溶解，将滤液定容于容量瓶中。

ⅱ．取溶液于锥形瓶中，加少量催化剂和过量溶液，加热、充分反应，产生和，煮沸溶液使过量的分解。

ⅲ．加入指示剂，用溶液滴定。滴定至终点时消耗溶液的体积为重新变成。废渣中锰元素的质量分数为。

4．（2024北京161中高三一模）一种利用富锂卤水(含Li+、Na+、Mg2+、Cl-、硼酸根等)中制备碳酸锂的工艺如下：

已知：室温下相关物质的Ksp如下表。

化合物

MgCO3

Mg(OH)2

CaC2O4

CaCO3

Ca(OH)2

Li2CO3

Ksp

6.8×10-6

5.6×10-12

2.3×10-9

2.8×10-9

5.5×10-6

2.5×10-2

(1)i中，操作的名称是。

(2)ii可除去80%的Mg2+，该过程中生成Mg2(OH)2CO3反应的离子方程式为。

(3)iii中，得到的沉淀3的成分有。

(4)有人提出：可省略向溶液3中加入草酸钠这一步，该建议