2026高三二轮专题复习化学习题_专题六　主观题突破2　化工生产中物质转化条件的控制（含解析）

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(1)反应釜中，溶液的pH、温度(T)与生成沉淀的关系如图，图中区域分别表示铁的化合物稳定存在的区域。则制备FeOOH适宜的pH和温度分别为 (填字母)。
a.2，80 ℃b.4，90 ℃
c.5，160 ℃d.6，25 ℃
(2)制备磁性纳米铁棒时，加入NaBH4前先通入N2的作用是 。
(3)常温下，若在含Cd2+、Te4+滤液中加入NaOH溶液调节pH为7，溶液中c(Cd2+)的最大值为
(已知：Ksp[Cd(OH)2]=5.3×10-15)。
(4)从含TeO32−滤液得到“吸附Te”，利用了磁性纳米铁棒的性质有 、 。
2.(6分)(2024·长沙雅礼中学高三模拟)废催化剂(含TiO2、V2O5、WO3等成分)提取钛、钒工艺流程如图所示。
已知：①钛酸钠(Na2TiO3)难溶于水；
②溶液的酸性较强时，+5价钒主要以VO2+的形式存在。
(1)“沉钒”过程中，一般要加入过量NH4Cl，其原因是 。
(2)沉钒过程中，沉钒率随溶液pH的变化如图所示。沉钒率随溶液pH的增加先升高后降低的原因可能是 。
3.(8分)(2024·辽宁六校协作体高三模拟)LiMn2O4是一种锂离子电池的正极材料。用高锰酸钾废渣(主要成分为MnO2、Fe2O3、Al2O3、SiO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)制备LiMn2O4的工艺流程如下：
已知：酸浸液主要含有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子。
(1)保持温度、浸取时间不变，能提高锰元素浸出率的措施有 。
(2)除杂。加入H2O2的作用为 。
(3)热解。在真空中加热分解MnSO4·H2O，测得固体的质量随温度变化如图所示。真空热解MnSO4·H2O制备Mn3O4，需控制的温度为大于 ℃，原因为 (写出计算推理过程)。
4.(8分)(2024·辽宁省名校联盟高三联考)草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用含钴废料(主要成分为C，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CC2O4·2H2O)的流程如下：
已知：①草酸钴晶体难溶于水。
②RH为有机物(难电离)，Mn+代表金属离子，Mn++nRHMRn+nH+。
③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
④滤液中C元素以C2+形式存在。
(1)为提高浸出速率，除将含钴废料粉碎外，还可采取的措施有 (写出两条)。
(2)加入氧化钴调节溶液的pH，调节的pH范围是 。
(3)可否考虑先将C2+转化为CCO3，再利用反应CCO3(s)+C2O42−(aq)CC2O4(s)+CO32−(aq)将CCO3转化为CC2O4： (填“能”或“不能”)，说明理由： 。
[Ksp(CCO3)=1.5×10-13，Ksp(CC2O4)=6.0×10-8]
5.(9分)(2024·山东潍坊联考)钯催化剂(主要成分为Pd、α⁃Al2O3，还含少量铁、铜等)是石油化工中催化加氢和催化氧化等反应的重要催化剂。一种从废钯催化剂中回收海绵钯的工艺流程如下：
已知：①钯催化剂在使用过程中Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活；H2PdCl4是一种二元强酸；②常温下，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38，Ksp[Cu(OH)2]=1×10-20。
(1)“还原Ⅰ”过程中加入甲酸的主要目的是还原 (填化学式)。
(2)“酸浸”过程中温度、固液比对浸取率的影响如图，则“酸浸”的最佳条件为 。
(3)“离子交换”过程可简单表示为PdCl42−+2RClR2PdCl4+2Cl-，流出液通入NH3调节pH后过滤，滤液经一系列操作可以得到CuCl2·2H2O。假设流出液中各金属离子的浓度均为0.01 ml·L-1，常温下需调节pH的范围是 。
6.(9分)以接触法制硫酸的废催化剂(主要成分是V2O5，含少量Al2O3、Fe2O3、MO3、NiO等)为原料回收金属化合物的工艺流程如图：
(1)如图所示曲线Ⅰ、曲线Ⅱ分别表示“沉钒”中沉钒率与加铵系数(K)(指氯化铵与钒元素质量之比)、温度的关系。
最佳“沉钒”条件是 。温度超过80 ℃时沉钒率下降的主要原因是 。
(2)“水浸”中浸渣可制备高纯度铁红。操作过程包括酸溶、沉铁等。“沉铁”有两种方法：
方法1：调节溶液pH。
已知：沉铁的滤液中c(Ni2+)=0.02 ml·L-1。当c(Fe3+)=1.0×10-5 ml·L-1时被视为完全沉淀。用Na2CO3溶液调节pH分离Ni2+、Fe3+，pH范围为 (已知：KspFe(OH)3≈1.0×10-38，KspNi(OH)2≈2.0×10-15)。
方法2：结合法。
已知：Ni(OH)2+4NH3·H2O===Ni(NH3)42++2OH-+4H2O。从含Fe3+、Ni2+的溶液中提取Fe(OH)3的方法是 、过滤、洗涤、干燥。
答案精析
1.(1)b (2)排出设备中的空气，防止磁性纳米铁棒和NaBH4被氧化 (3)0.53 ml·L-1 (4)吸附性 还原性
解析 (2)磁性纳米铁棒和NaBH4都容易被氧化，所以在加入NaBH4之前需通入N2排出反应容器中的空气。(3)常温下，溶液的pH=7，则c(OH-)=1.0×10-7ml·L-1，根据Ksp[Cd(OH)2]=5.3×10-15，则c(Cd2+)=Ksp[Cd(OH)2]c2(OH−)=5.3×10−15(1.0×10−7)2 ml·L-1=0.53 ml·L-1。(4)TeO32−中Te的化合价降低，被磁性纳米铁棒还原，磁性纳米铁棒还能吸附Te，故在得到Te的过程中，磁性纳米铁棒呈现了还原性和吸附性。
2.(1)增大NH4+浓度，使NH4VO3(s)NH4+(aq)+VO3−(aq)平衡逆向移动，利于NH4VO3尽可能析出完全
(2)pH过低，VO3−转化为VO2+的程度较大；pH过高，NH4+转化为NH3·H2O的程度较大；两因素均使沉钒率降低
3.(1)适当增加硫酸浓度，将固体原料粉碎，加快搅拌速率(任答一条即可，其他合理答案也可) (2)氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+
(3)1 000 3MnSO4·H2O~Mn3O4， 3M(MnSO4·H2O)−M(Mn3O4)3M(MnSO4·H2O)×100%=3×169 g·ml−1−229 g·ml−13×169 g·ml−1×100%≈54.83%，所以需控制温度大于1 000 ℃
4.(1)适当提高酸浸温度、适当增加硫酸浓度等(答案合理即可) (2)5.2≤pH