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利用工業(yè)釩渣（FeO?V₂O₃，含Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）和β-鋰輝礦（LiAlSi₂O₆，含少量MgO、CaCO₃等雜質(zhì)）制備鋰電極材料的填充物磷酸釩鋰[Li₃V₂（PO₄）₃]的流程如圖：

已知：
①有機萃取劑（HR）易萃取VO²⁺：VOSO₄+2HR（有機層）?VOR₂（有機層）+H₂SO₄；
②V₂O₅微溶于水，具有強氧化性，屬于兩性氧化物；草酸具有強還原性，加熱易分解；
③向Na₃VO₄溶液（加熱生成
VO
-
3
）中加酸，不同pH對應的主要存在形式如下表：

pH ≥13 10.6～12 約8.4 3～8 約2 ＜1

存在形式
VO
3
-
4
V₂
O
4
-
7
V₃
O
3
-
9
V₁₀
O
6
-
28
V₂O₅
VO
+
2

④當某離子濃度≤10^-5mol?L^-1時，可認為該離子沉淀完全。
回答下列問題：
（1）“焙燒”時釩渣中V、Al、Si元素轉(zhuǎn)化為NaVO₃、NaAlO₂、Na₂SiO₃等可溶性鈉鹽，F(xiàn)eO?V₂O₃發(fā)生反應的化學方程式為
4[FeO?V₂O₃]+5O₂+4Na₂CO₃

高溫

2Fe₂O₃+8NaVO₃+4CO₂
4[FeO?V₂O₃]+5O₂+4Na₂CO₃

高溫

2Fe₂O₃+8NaVO₃+4CO₂
；“還原”過程中通入足量SO₂，則還原產(chǎn)物為
VO²⁺、Fe²⁺
VO²⁺、Fe²⁺
（填離子符號）。
（2）“沉釩”時，加入KClO₃不能過量的原因是
KClO₃氧化VO²⁺離子時，生成Cl^-，過量KClO₃與Cl^-生成氯氣污染環(huán)境
KClO₃氧化VO²⁺離子時，生成Cl^-，過量KClO₃與Cl^-生成氯氣污染環(huán)境
，加硫酸需控制pH約為
2
2
。
（3）用草酸溶解“濾渣Ⅱ”時，需要水浴加熱控制70℃左右，濾渣Ⅱ溶解的化學方程式為
V₂O₅+5H₂C₂O₄=V₂（C₂O₄）₃+4CO₂+5H₂O
V₂O₅+5H₂C₂O₄=V₂（C₂O₄）₃+4CO₂+5H₂O
，溫度超過70℃時，濾渣Ⅱ溶解速率反而減慢的可能原因是
超過70℃，草酸加熱分解
超過70℃，草酸加熱分解
。
（4）“濾渣Ⅲ”主要成分是
H₂SiO₃、CaSO₄
H₂SiO₃、CaSO₄
。若凈化時溶液中c（Ca²⁺）和c（Li⁺）分別為0.01mol?L^-1、1.0mol?L^-1，則加入Na₂CO₃時，理論上c（
CO
2
-
3
）應控制的范圍為
2.5×10^-4mol/L≤c（
CO
2
-
3
）＜1.6×10^-3mol/L
2.5×10^-4mol/L≤c（
CO
2
-
3
）＜1.6×10^-3mol/L
，使Ca²⁺和Li⁺分離[已知K_sp（CaCO₃）=2.5×10^-9，K_sp（Li₂CO₃）=1.6×10^-3]。

【答案】4[FeO?V₂O₃]+5O₂+4Na₂CO₃

高溫

2Fe₂O₃+8NaVO₃+4CO₂；VO²⁺、Fe²⁺；KClO₃氧化VO²⁺離子時，生成Cl^-，過量KClO₃與Cl^-生成氯氣污染環(huán)境；2；V₂O₅+5H₂C₂O₄=V₂（C₂O₄）₃+4CO₂+5H₂O；超過70℃，草酸加熱分解；H₂SiO₃、CaSO₄；2.5×10^-4mol/L≤c（

）＜1.6×10^-3mol/L

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/24 14:0:35組卷：33引用：1難度：0.6

相似題

1．鉛、銅是芯片焊接和封裝工藝過程中常用的金屬材料，采用“火法工藝”和“濕法工藝”均可將鉛冰銅冶煉成鉛和銅。
已知：i.鉛冰銅成分：Cu₂S、PbS及少量FeS、ZnS；富冰銅主要成分：Cu₂S、FeS。
ii.Cu₂S、PbS難溶于酸，F(xiàn)eS、ZnS可溶于酸。
iii.0.1mol?L^-1Fe²⁺沉淀為Fe（OH）₂，起始的pH為6.3，完全沉淀的pH為8.3；0.1mol?L^-1Fe³⁺沉淀為FeOOH，起始的pH為1.5，完全沉淀的pH為2.8。
Ⅰ．火法工藝：

（1）“第一次熔煉”過程中，控制空氣用量可使鐵以FeS的形式留在富冰銅中。
①“熔煉”時鐵可以將PbS中的鉛置換出來，化學方程式是

。
②富冰銅中的Cu₂S轉(zhuǎn)化生成1mol銅時，理論上至少需要反應

molO₂。
③控制空氣用量進行二次熔煉而不能使用足量空氣一次性熔煉的原因是

。
Ⅱ．濕法工藝：

（2）“酸浸”過程是用過量稀硫酸浸取鉛冰銅。
①氧氣可將Cu₂S氧化成硫和Cu²⁺，酸浸液中的陽離子還有

。
②廢電解液不能循環(huán)使用次數(shù)過多，原因是

。
（3）用廢電解液制備ZnSO₄和鐵黃。
①經(jīng)氧氣處理后的廢電解液中。c（Fe³⁺）實際濃度大于0.1mol?L^-1，則用ZnO調(diào)節(jié)溶液pH

1.5（填“＞”、“＜”或“=”）時開始有FeOOH沉淀析出。
②廢電解液中Fe²⁺轉(zhuǎn)化為鐵黃的離子方程式是

。
（4）“濕法工藝”與“火法工藝”處理鉛冰銅相比，濕法工藝的優(yōu)點是

。
發(fā)布：2024/10/23 10:0:2組卷：9引用：1難度：0.3
解析

2．Mn₃O₄可用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體，用作電子計算機中存儲信息的磁芯，磁盤等。工業(yè)上以軟錳礦（主要成分是MnO₂，還含有少量的Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃）為原料生產(chǎn)Mn₃O₄的工藝流程如圖：

相關金屬離子濃度為0.1mol?L^-1形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子 Fe³⁺ Fe²⁺ Al³⁺ Mn²⁺

開始沉淀的pH 1.5 6.3 3.4 8.1

沉淀完全的pH 2.8 8.3 4.7 10.1

回答下列問題：
（1）“酸浸、還原”時，為了加快化學反應速率，可以采取的措施有

（寫出一種即可）。鐵屑與MnO₂發(fā)生反應的離子方程式為

。
（2）“調(diào)節(jié)pH”時，加入H₂O₂溶液的目的是

，“調(diào)節(jié)pH”的范圍為

。
（3）“沉錳”時，其他條件一定，沉錳過程中錳離子的沉淀率與溶液溫度的關系如圖所示。50℃后，溶液溫度越高，錳離子的沉淀率越低，原因是

。

（4）25℃時，當溶液中c（Fe³⁺）=0.1mol?L^-1且溶液的pH=1.5時，F(xiàn)e³⁺開始產(chǎn)生沉淀。則25℃時K_sp[Fe（OH）₃]=

。

發(fā)布：2024/10/25 0:0:1組卷：16引用：1難度：0.5

解析

3．碲（Te）屬于氧族元素，廣泛應用于冶金、能源、化工等行業(yè)。碲化亞銅渣中主要含有Cu和Te元素，并以Cu₂Te、Cu及Te的形式存在，此外還含少量Au、Ag等元素。以碲化亞銅渣為原料制備TeO₂及膽礬的流程如圖：

已知：①TeO₂是兩性氧化物，難溶于水；
②“酸浸”過程中Te元素先生成H₂TeO₃，隨著溶液pH的提高，生成TeO₂進入酸浸渣中。
回答下列問題：
（1）H₂TeO₃的化學名稱為

。
（2）“酸浸”時，適宜的控溫方式為

，寫出該步驟Cu發(fā)生反應的離子方程式：

；碲化亞銅發(fā)生反應中，參加反應的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

。
（3）實驗室中，“操作X”用到的玻璃儀器有玻璃棒、

。
（4）寫出“堿浸”時，TeO₂與NaOH反應的化學方程式：

。
（5）“沉碲”時，控制溶液的pH為4.5～5.0，生成TeO₂沉淀。酸性不能過強的原因是

；防止局部酸度過大的操作方法是

。
發(fā)布：2024/10/23 1:0:2組卷：35引用：5難度：0.5
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pH	≥13	10.6～12	約8.4	3～8	約2	＜1
存在形式	VO 3 - 4	V₂ O 4 - 7	V₃ O 3 - 9	V₁₀ O 6 - 28	V₂O₅	VO + 2

金屬離子	Fe³⁺	Fe²⁺	Al³⁺	Mn²⁺
開始沉淀的pH	1.5	6.3	3.4	8.1
沉淀完全的pH	2.8	8.3	4.7	10.1