2024版大二輪化學(xué)（新高考）：專題二選擇題專攻5無機化工微流程分析

選擇題專攻5.無機化工微流程分析核心精講01四線分析法(1)試劑線：分清各步加入試劑的作用，一般是為了除去雜質(zhì)或進行目標元素及其化合物間的轉(zhuǎn)化等。(2)操作線：分離雜質(zhì)和產(chǎn)品需要進行的分離、提純操作等。(3)雜質(zhì)線：分清各步去除雜質(zhì)的種類，雜質(zhì)的去除順序、方法及條件等。(4)產(chǎn)品線：工藝流程主線，關(guān)注目標元素及其化合物在各步發(fā)生的反應(yīng)或進行分離、提純的操作方法，實質(zhì)是目標元素及其化合物的轉(zhuǎn)化。典例剖析(2023·河北邢臺檢測)某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含有FeS2、SiO2雜質(zhì))與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯(lián)合焙燒法制備BiOCl，工藝流程如圖所示。焙燒時過量的MnO2分解為Mn2O3，金屬活動性：Fe＞(H)＞Bi＞Cu。下列說法錯誤的是A.通過“聯(lián)合焙燒”Bi2S3和FeS2

分別轉(zhuǎn)化為Bi2O3、Fe2O3B.“水浸”所得濾液的主要溶質(zhì)是MnSO4C.“酸浸”所得濾渣的主要成分是SiO2，氣體A為Cl2D.向“酸浸”所得濾液中加入金屬Bi的目的是消耗H＋，促進Bi3＋水解思路分析?？荚项A(yù)處理階段各操作的目的規(guī)律總結(jié)研磨、粉碎等增大反應(yīng)物的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高原料轉(zhuǎn)化率、利用率、浸取率灼燒(煅燒、焙燒)除去有機物；使無機物分解為金屬氧化物等，便于后續(xù)浸取、溶解浸取水浸：分離水溶性和非水溶性的物質(zhì)酸浸：溶解金屬、金屬氧化物、調(diào)節(jié)pH促進某離子的水解而轉(zhuǎn)化為沉淀堿浸：除去油污、溶解酸性氧化物、溶解鋁及其化合物、調(diào)節(jié)pH等真題演練021.(2023·湖南，9)處理某銅冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下：已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：12345②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。物質(zhì)Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3開始沉淀pH1.94.26.23.5完全沉淀pH3.26.78.24.6下列說法錯誤的是A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3B.Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2－＋H2O

HS－＋OH－C.“沉淀池Ⅱ”中，當Cu2＋和Zn2＋完全沉淀時，溶液中

＝4.0×10－12D.“出水”經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水12345√當pH＝1.9時氫氧化鐵開始沉淀，當pH＝3.5時氫氧化鋁開始沉淀，當pH＝4時，則會生成氫氧化鋁和氫氧化鐵，即“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A正確；硫化鈉溶液中的硫離子可以水解，產(chǎn)生氫氧根離子，使溶液顯堿性，其第一步水解的方程式為S2－＋H2O

HS－＋OH－，B正確；1234512345“出水”中除含有陰離子外，還含有大量的Na＋、Ca2＋等，故只經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后，不可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水，D錯誤。2.(2023·遼寧，10)某工廠采用如下工藝制備Cr(OH)3，已知焙燒后Cr元素以＋6價形式存在，下列說法錯誤的是A.“焙燒”中產(chǎn)生CO2B.濾渣的主要成分為Fe(OH)2C.濾液①中Cr元素的主要存在形式為D.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用12345√3.(2022·山東，12)高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。12345

Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列說法錯誤的是A.固體X主要成分是Fe(OH)3和S；金屬M為ZnB.浸取時，增大O2壓強可促進金屬離子浸出C.中和調(diào)pH的范圍為3.2～4.2D.還原時，增大溶液酸度有利于Cu的生成12345√CuS精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))在高壓O2作用下，用硫酸溶液浸取，與CuS反應(yīng)生成CuSO4、S、H2O，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，然后加入NH3調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以離子形式存在于溶液中，過濾得到的濾渣中含有S、Fe(OH)3；濾液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向濾液中通入高壓H2，根據(jù)元素活動性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被還原為Cu單質(zhì)，通過過濾分離出來；而Zn2＋仍然以離子形式存在于溶液中，再經(jīng)一系列處理可得到Zn單質(zhì)。經(jīng)過上述分析可知，固體X的主要成分是S、Fe(OH)3，金屬M為Zn，A正確；12345CuS難溶于硫酸溶液，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)

Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的濃度，可以消耗S2－，使之轉(zhuǎn)化為S，從而使沉淀溶解平衡正向移動，從而可促進金屬離子的浸出，B正確；根據(jù)流程圖可知，用NH3調(diào)節(jié)溶液pH時，要使Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以離子形式存在于溶液中，結(jié)合離子沉淀的pH范圍，可知中和時應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為3.2～4.2，C正確；12345用H2還原Cu2＋變?yōu)镃u單質(zhì)時，H2失去電子被氧化為H＋，若還原時增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去電子還原Cu單質(zhì)，因此不利于Cu的生成，D錯誤。123454.(2022·河北，8)LiBr溶液可作為替代氟利昂的綠色制冷劑。合成LiBr工藝流程如右：下列說法錯誤的是A.還原工序逸出的Br2

用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回還原工序B.除雜工序中產(chǎn)生的濾渣可用煤油進行組分分離C.中和工序中的化學(xué)反應(yīng)為Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2OD.參與反應(yīng)的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)為1∶1∶112345√12345由流程可知，氫溴酸中含有少量的溴，加入硫化鋇將溴還原生成溴化鋇和硫，再加入硫酸除雜，得到的濾渣為硫酸鋇和硫；加入碳酸鋰進行中和，得到的溴化鋰溶液經(jīng)濃縮等操作后得到產(chǎn)品溴化鋰。還原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化鈉和次溴酸鈉等物質(zhì)，若直接返回還原工序，則產(chǎn)品中會有一定量的溴化鈉，導(dǎo)致產(chǎn)品的純度降低，A錯誤；12345除雜工序中產(chǎn)生的濾渣為硫酸鋇和硫，硫可溶于煤油，而硫酸鋇不溶于煤油，因此可用煤油進行組分分離，B正確；中和工序中，碳酸鋰和氫溴酸發(fā)生反應(yīng)生成溴化鋰、二氧化碳和水，C正確；根據(jù)得失電子守恒可知，溴和硫化鋇反應(yīng)時物質(zhì)的量之比為1∶1；根據(jù)硫酸鋇的化學(xué)組成及鋇元素守恒可知，n(BaS)∶n(H2SO4)為1∶1，因此，參與反應(yīng)的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)為1∶1∶1，D正確。5.(2022·湖南，7)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如下：下列說法錯誤的是A.不宜用陶瓷作吸收塔

內(nèi)襯材料B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率C.合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AlF6和CO2D.濾液可回收進入吸收塔循環(huán)利用12345√煙氣(含HF)通入吸收塔，加入過量的碳酸鈉，發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3，向合成槽中通入NaAlO2，發(fā)生反應(yīng)：6NaF＋NaAlO2＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O，過濾得到Na3AlF6和含有Na2CO3的濾液。陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能與HF發(fā)生反應(yīng)，因此不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料，故A正確；采用溶液噴淋法可增大反應(yīng)物的接觸面積，提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率，故B正確；12345由上述分析知，合成槽內(nèi)產(chǎn)物主要有Na3AlF6、Na2CO3、H2O，故C錯誤；濾液的主要成分為Na2CO3，可進入吸收塔循環(huán)利用，故D正確。12345考向預(yù)測031.用綠礬(FeSO4·7H2O)制備電池電極材料LiFePO4的流程如下：下列說法正確的是A.反應(yīng)2中氧化劑與還原劑的

物質(zhì)的量之比為1∶2B.洗滌沉淀時可用玻璃棒攪拌C.可用酸性KMnO4溶液檢驗反應(yīng)1中Fe2＋是否完全反應(yīng)D.溶解過程中H3PO4可抑制Fe2＋的水解123456√反應(yīng)2中H2C2O4將FePO4還原為LiFePO4，F(xiàn)e元素由＋3價下降到＋2價，C元素由＋3價上升到＋4價，F(xiàn)ePO4為氧化劑，H2C2O4為還原劑，根據(jù)得失電子守恒可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1，A錯誤；洗滌沉淀時用玻璃棒攪拌容易把濾紙搗破，B錯誤；123456反應(yīng)1中NaClO將Fe2＋氧化為Fe3＋，NaClO轉(zhuǎn)化為NaCl，Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，不能用酸性KMnO4溶液檢驗反應(yīng)1中Fe2＋是否完全反應(yīng)，C錯誤；Fe2＋在水溶液中會發(fā)生水解，溶解過程中H3PO4可以電離出氫離子，抑制Fe2＋的水解，D正確。1234562.鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等)可用于濕法制鋅，其流程如圖所示。下列說法錯誤的是A.“酸浸”中ZnFe2O4發(fā)生的

反應(yīng)為ZnFe2O4＋8H＋===

Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2OB.可用ZnS除去溶液中的Cu2＋

的依據(jù)是Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)C.為提高生產(chǎn)效率，“酸浸”“凈化Ⅰ”“凈化Ⅱ”的反應(yīng)溫度越高越好D.“電解”的產(chǎn)物之一可用于替換“凈化Ⅰ”中的H2O2123456√鋅焙砂中含有ZnO、ZnFe2O4、FeO、CuO，加入硫酸酸浸，ZnO、FeO、CuO轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的硫酸鹽，ZnFe2O4與硫酸反應(yīng)生成Zn2＋、Fe3＋，加入過氧化氫，將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入ZnO調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋以Fe(OH)3的形式沉淀出來，過濾，向濾液中加入過量ZnS，將Cu2＋以CuS的形式沉淀出來，據(jù)此分析。ZnFe2O4與H2SO4反應(yīng)的離子方程式為ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O，故A正確；123456凈化Ⅱ的目的是將Cu2＋以CuS的形式沉淀出來，發(fā)生反應(yīng)：ZnS(s)＋Cu2＋(aq)

CuS(s)＋Zn2＋(aq)，推出Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，故B正確；過氧化氫受熱易分解，溫度過高，過氧化氫分解，造成原料浪費，因此不是反應(yīng)溫度越高越好，故C錯誤；123456凈化Ⅱ得到的溶質(zhì)主要為ZnSO4，電解硫酸鋅溶液，陰極電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－===Zn，陽極電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，氧氣具有強氧化性，能將Fe2＋氧化成Fe3＋，因此氧氣可以替換過氧化氫，故D正確。1234563.[2023·湖北省七市(州)高三聯(lián)考]錸(Re)被稱為“類錳元素”，與錳的價層電子排布相同，可以與氧氣反應(yīng)。一種對廢氧化鋁載體鉑錸催化劑中金屬元素綜合回收利用的工藝如圖：下列說法正確的是A.“第1次浸出”中可以用氫氧化鈉溶

液代替氨水，浸出渣1成分不變B.錸元素的最高價氧化物Re2O7為堿性

氧化物C.制備錸粉過程中，氫氣只體現(xiàn)還原作用D.“第3次浸出”中若用HCl-NaClO3作浸出液，反應(yīng)的離子方程式可能為

3Pt＋16Cl－＋

＋12H＋===3[PtCl6]2－＋6H2O√123456廢氧化鋁載體鉑錸催化劑經(jīng)過焙燒細磨后，加入氨水溶解Re得到NH4ReO4，浸出渣1為Pt和氧化鋁；NH4ReO4晶體經(jīng)過800℃下通入氫氣制備錸粉；浸出渣1加硫酸溶解氧化鋁，浸出渣2為Pt，用于制備海綿Pt；硫酸鋁用于制備凈水劑，據(jù)此分析解題。Al2O3能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不能使用氫氧化鈉溶液代替氨水，故A錯誤；錸被稱為“類錳元素”，與錳的價層電子排布相同，Mn2O7為酸性氧化物，所以Re2O7也為酸性氧化物，故B錯誤；123456在800℃下通入氫氣，還原NH4ReO4制備錸粉，氫氣不僅作還原劑，還作保護氣，防止錸粉被氧化，還可以通過氣流帶走生成的水蒸氣和氨氣，故C錯誤；123456用HCl-NaClO3作浸出液溶解Pt，可形成配合物，反應(yīng)的離子方程式可能為3Pt＋16Cl－＋

＋12H＋===3[PtCl6]2－＋6H2O，故D正確。4.以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：下列說法錯誤的是A.浸渣中的物質(zhì)是Fe3O4、

SiO2和CaSO4B.“凈化除雜”需先加H2O2溶液再調(diào)節(jié)溶液的pHC.操作a為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶D.“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是七水硫酸鎂123456√以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)，根據(jù)流程可知，加硫酸溶解，只有SiO2不溶，CaO轉(zhuǎn)化為微溶于水的CaSO4，“凈化除雜”需先加入氧化劑，將Fe2＋氧化為Fe3＋，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋、Al3＋均轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為氫氧化鋁、氫氧化鐵，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾分離出H3BO3。由分析可知，“浸渣”為SiO2、CaSO4，A錯誤；123456“凈化除雜”先加H2O2溶液將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，再調(diào)節(jié)溶液的pH，生成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，B正確；由分析可知，操作a為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，C正確；最后濃縮結(jié)晶時硫酸鎂易結(jié)合水以晶體析出，則粗硼酸中的主要雜質(zhì)是七水硫酸鎂，D正確。1234565.我國首創(chuàng)高鈦渣沸騰氯化法獲取TiCl4，以高鈦渣(主要成分為TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物雜質(zhì))為原料采用該方法獲取TiCl4并制備金屬鈦的流程如下。下列說法錯誤的是123456A.“除釩”反應(yīng)為3VOCl3＋Al3VOCl2＋AlCl3B.“除硅、鋁”過程中，可通過蒸餾的方法分離TiCl4中含Si、Al的雜質(zhì)C.“除釩”和“除硅、鋁”的順序不可以交換D.“反應(yīng)器”中應(yīng)增大濕度以提高反應(yīng)速率已知“降溫收塵”后，粗TiCl4中含有的幾種物質(zhì)的沸點如表：123456√物質(zhì)TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸點/iO2、V2O5、SiO2、Al2O3可與C、Cl2反應(yīng)生成TiCl4、VOCl3、SiCl4、AlCl3、CO、CO2等，尾氣處理掉CO、CO2