学案分层作业44　化工流程题的解题模板

学案分层作业(四十四)化工流程题的解题模板(考查范围：对应学案49分值：50分)1．(14分)(2025·唐山一模)有机净化钴渣的主要成分为螯合物[(CH3)2NCSS]2M(M代表Zn、Co、Fe)、SiO2等，一种从其中回收钴的工艺流程如下：已知：①25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10-38，Ksp[Co(OH)2]＝1.6×10-15。②“萃取”可将金属离子进行富集与分离，原理为Mn＋＋nHRMRn＋nH＋。回答下列问题：(1)Co的基态原子价电子排布式为________。(2分)(2)酸洗的反应机理为[(CH3)2NCSS]2M＋2H＋=2(CH3)2NCSSH＋M2+。酸洗时，溶液pH对钴锌分离系数β(系数越大，分离越彻底)、钴损失率、锌浸出率的影响如图所示。结合图像分析，酸洗时所用溶液的pH一般控制在________左右；在酸性溶液中，该有机鳌合剂与金属螯合的能力：Co2+________Zn2+(填“＞”或“＜”)。(4分)(3)“热解”工序中，钴元素转化为Co3S4、CoS，从环保角度考虑，不在空气中直接热解的主要原因为___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2分)(4)“氧压酸浸”工序中，Co3S4中的硫转化为＋6价，反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________，浸渣的主要成分为________。(3分)(5)调pH的目的为除去溶液中的Fe3+。25℃时，若浸取液中c(Co2+)＝0.16mol·L-1，则调pH的范围应为________。(2分)(6)“反萃取”工序中，试剂X为________。(1分)2．(9分)(2025·娄底模拟，节选)硒化镉(CdSe)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电领域。某实验小组以含镉废渣(主要成分为Zn和Cd，以及少量的Cu、Fe、Co等)为原料制备CdSe的流程如图。几种金属离子沉淀的pH如下表所示。金属离子Fe3+Fe2+Cd2+开始沉淀的pH1.97.07.2完全沉淀的pH3.29.09.5回答下列问题：(1)在Cu、Zn两种元素中，第二电离能与第一电离能之差较大的是________(填元素符号)。(1分)(2)“酸浸”中提高反应速率的措施有_________________________________________________________________________________________________________(填两种)。(2分)(3)写出产生滤渣3的总反应离子方程式：______________________________________________________________________________________________________。“操作”的名称是________。(3分)(4)“电解”中，阴极的电极反应式为____________，废液可循环用于________工序。(3分)3．(12分)(2025·丹东一模)四氧化三锰(Mn3O4)可用于软磁材料、半导体电子材料等的制造。一种以锰矿粉[主要成分为Mn2O3、MnOOH，含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2、CuO等杂质]为原料制备四氧化三锰的工艺流程如下图所示：已知：Ⅰ．常温下，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-20，Ksp(CuS)＝6.3×10-36，100.6≈4。Ⅱ．常温下，溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全(c＝1×10-5mol·L-1)的pH如下表：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+开始沉淀的pH8.17.01.93.4沉淀完全的pH10.19.03.24.7回答下列问题：(1)Mn在元素周期表中的位置为________。(1分)(2)“浸出”中，Mn2O3参与反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，滤渣1的主要成分为________。(3分)(3)“调pH”中，加入适量试剂a调节pH的目的是使Fe3+、Al3+完全沉淀，则试剂a最适宜选用________(填字母)；此时溶液中c(Cu2+)最大为________mol·L-1。(4分)A．NaOH B．Mn(OH)2C．Na2CO3 D．MnO2(4)“沉锰”后的滤液中溶质的主要成分是________。(2分)(5)“氧化”中，MnCO3在空气中加热到770℃时反应生成Mn3O4和一种对空气无污染的气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________。(2分)4．(15分)(2025·陕晋青宁卷，节选)一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为Mn2+、Mg2+、NH4+已知：①常温下Ksp(MgCO3)＝10-5.17，Ksp[Mg(OH)2]＝10-11.25，Ksp[Mn(OH)2]＝10-12.72；②S2O8回答下列问题：(1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有________、________。(写出两种)(2分)(2)“沉锰Ⅰ”中，写出形成的Mn(OH)2被氧化成Mn3O4的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。当Mg2+(c＝10-0.68mol·L-1)将要开始沉淀时，溶液中剩余Mn2+浓度为______mol·L-1。(5分)(3)“沉锰Ⅱ”中，过量的(NH4)2S2O8经加热水解去除，最终产物是NH4HSO4和________(填化学式)。(2分)(4)“沉镁Ⅰ”中，当pH为8.0～10.2时，生成碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]，煅烧得到疏松的轻质MgO。pH过大时，不能得到轻质MgO的原因是_____________________________________