【练习】专题29 无机化工流程综合分析(教师版)-2023年高考化学毕业班二轮热点题型归纳与变式演练(新高考专用)

章节:高考化学二轮复习 日期: 类别: 教材:

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【典例分析】

【典例1】(2022·广东省等级考)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:

 

已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃;月桂酸和C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8,Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。

离子 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+

开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4

沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /

(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是_______。

(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至_______________的范围内,该过程中Al3+发生反应的离子方程式为___________________________。

(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7g·L-1。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于_______mol·L-1(保留两位有效数字)。

(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是___________________。②“操作X”的过程为:先_______,再固液分离。

(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。

(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。

     ①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1mol Pt3Y转移_______mol电子。

     ②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为_______________________________。 

【提分秘籍】

一、化工流程中常用术语

术语 释义

研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分

灼饶

(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿

浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等

酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程

蒸发结晶 蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出

蒸发浓缩 蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度

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