2023屆高三化學二輪復習 06 小題保分訓練(6) 化工流程微設(shè)計

小題保分訓練(6)化工流程微設(shè)計1．利用廢鋁箔(主要成分為Al，含少量Mg、Fe等)制明礬[KAl(SO4)2·12H2O]的一種工藝流程如圖，下列說法不正確的是()A．①中生成了H2：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑B．操作a是過濾，以除去難溶于NaOH溶液的雜質(zhì)C．②③中加入稀硫酸的作用均是除去雜質(zhì)D．由④可知，室溫下明礬的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度2．實驗室以磷石膏[主要成分為CaSO4，含少量SiO2、Ca3(PO4)2等雜質(zhì)]為原料制備輕質(zhì)CaCO3，流程如下圖。下列說法錯誤的是()A．“轉(zhuǎn)化”中，包含反應(yīng)CaSO4＋COeq\o\al(2－,3)=SOeq\o\al(2－,4)＋CaCO3B．“濾液”的pH約為6.5，陰離子主要是SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)C．“高溫煅燒”需要的儀器有酒精噴燈、坩堝、坩堝鉗、泥三角、三腳架等D．“浸取”時，適當升高溫度有利于Ca2＋的浸出3．高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種環(huán)保、高效、多功能飲用水處理劑，制備流程如圖所示，下列敘述不正確的是()A．每生成1molNa2FeO4反應(yīng)II中轉(zhuǎn)移電子4molB．反應(yīng)Ⅰ不能在常溫下進行C．反應(yīng)Ⅰ中尾氣可用FeCl2溶液吸收再利用D．最后一步能制取K2FeO4的原因可能是相同溫度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的4．焦亞硫酸鈉(Na2S2O3)為具有強還原性的白色細小結(jié)晶狀固體，常用作食品抗氧化劑。工業(yè)上Na2S2O5通常由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶、脫水制得，基本流程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．工業(yè)制備Na2S2O5的原理為非氧化還原反應(yīng)B．流程中溶液1溶質(zhì)的成分為NaHSO3C．加入Na2CO3固體、并再次通入SO2的目的是得到NaHSO3過飽和溶液D．抗氧化時，1molNa2S2O5可以消除1molO25．過氧化鈣是一種用途廣泛的優(yōu)良供氧劑，可用于魚類養(yǎng)殖、農(nóng)作物栽培等方面。實驗室模仿工業(yè)上生產(chǎn)過氧化鈣的實驗流程如下。已知：“沉淀”時需控制溫度為0℃左右。下列說法錯誤的是()A．“溶解”CaCl2固體時，可通過攪拌加速溶解B．“沉淀”時最有效的控溫方式為冰水浴C．“過濾”時玻璃棒應(yīng)緊靠濾紙一層處D．“乙醇洗”的目的是使產(chǎn)品快速干燥6．錸(Re)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。從含ReOeq\o\al(－,4)的廢液中提取錸的流程如圖所示，下列說法錯誤的是()A．萃取、反萃取的目的都是富集錸元素B．操作A和B使用的主要儀器是分液漏斗C．可回收利用NH4ReO4制備Re2O7的副產(chǎn)物D．在H2還原Re2O7的過程中共消耗7molH2，則可制得2molRe7．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效的漂白劑和氧化劑，可用于各種纖維和某些食品的漂白。馬蒂遜(Mathieson)法制備亞氯酸鈉的流程如下，下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)①階段，參加反應(yīng)的NaClO3和SO2的物質(zhì)的量之比為2∶1B．若反應(yīng)①通過原電池來實現(xiàn)，則ClO2是正極產(chǎn)物C．反應(yīng)②中的H2O2可用NaClO4代替D．反應(yīng)②條件下，ClO2的氧化性大于H2O28．CuCl為白色固體，難溶于水和乙醇，潮濕時易被氧化，常用于媒染劑。以廢銅渣(主要成分為Cu，含少量Ni、Al2O3等)為原料制備CuCl的工藝流程如下，下列說法正確的是()A．“堿溶”時發(fā)生了Al和NaOH的反應(yīng)B．“洗滌”時使用乙醇防止CuCl被氧化C．“還原”反應(yīng)所得的溶液中大量存在Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,3)、Cl－D．工藝流程中不包含化合反應(yīng)和分解反應(yīng)9．由輝鉍礦(主要成分Bi2S3，含SiO2等雜質(zhì))制備Bi2O3的工藝如下圖所示，下列對工藝流程的分析正確的是()已知：Bi2S3不溶于水和硫酸，調(diào)pH后得到堿式硝酸鉍(BiONO3)沉淀A．濾渣1只有SiO2B．濾液1加入試劑X后能循環(huán)利用，則試劑X是HClC．氣體1為H2D．轉(zhuǎn)化時生成堿式碳酸鉍[(BiO)2CO3]的離子方程式為2Bi3＋＋COeq\o\al(2－,3)＋4OH－=(BiO)2CO3↓＋2H2O10．某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O的工藝流程如下，下列說法正確的是()A．焙燒后的廢氣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B．通氯氣的主要目的是提高CuCl2·2H2O的產(chǎn)率C．調(diào)節(jié)pH選用的試劑可以是NaOH溶液D．CuCl2·2H2O直接加熱可制得CuCl2固體11．某電鍍污泥含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3)以及少量金等，某小組設(shè)計如下資源綜合利用的方案，下列說法錯誤的是()已知：碲和硫位于同主族，煅燒時Cu2Te發(fā)生的反應(yīng)為Cu2Te＋2O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CuO＋TeO2，濾渣中TeO2溶于稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)為TeO2＋H2SO4=TeOSO4＋H2OA．“高溫煅燒”電鍍污泥時銅、碲和鉻元素都被氧化B．“酸化”時可向溶液中加入硫酸C．“固體1”的主要成分為CuD．“濾液3”可以循環(huán)利用12．某礦石的成分為：CoS、CuFeS2、CaS、SiO2，某化學興趣小組查閱資料設(shè)計的回收其中鈷和銅的工藝流程如圖，下列說法正確的是()已知Co的金屬性大于Cu、小于FeA．“生物浸出”在較高溫度下進行可以提高浸出率B．萃取振蕩時，分液漏斗下口應(yīng)傾斜向上C．分液時，應(yīng)將上層液體由分液漏斗下口放至另一燒杯中D．用KSCN溶液和新制氯水可以檢驗“水相”中的Fe2＋13．化工行業(yè)常用硒(Se)作催化劑，該催化劑具有反應(yīng)條件溫和、成本低、環(huán)境污染小、用后處理簡便等優(yōu)點。以銅陽極泥(主要成分為Cu2Se、Ag2Se，還含有少量Ag、Au、Pt等)為原料制備純硒的工藝流程如圖。下列說法錯誤的是()已知：①“凈化除雜”時采用真空蒸餾的方法提純硒(沸點為685℃)②焙燒后，Cu、Ag均以硫酸鹽形式存在，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5③“浸出液”中溶質(zhì)的飽和濃度不小于0.01mol·L－1A．“加硫酸并焙燒”時使用的硫酸應(yīng)為濃硫酸B．“水吸收”過程得到的溶液呈酸性C．在實驗室蒸餾時，需要用到直形冷凝管D．“浸出液”中的溶質(zhì)成分不可能含有Ag2SO414．鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機合成中的一種重要還原劑。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁氫化鈉的一種工藝流程如圖，下列說法中錯誤的是()A．為了提高“堿溶”效率，在“堿溶”前對鋁土礦進行粉碎B．“反應(yīng)Ⅰ”的部分化學原理與泡沫滅火器的原理相同C．“濾渣Ⅰ”的主要成分為氧化鐵D．“反應(yīng)Ⅲ”的化學方程式為4NaH＋AlCl3=NaAlH4＋3NaCl15．某企業(yè)以輝銅礦為原料生產(chǎn)堿式碳酸銅，工藝流程如下所示，根據(jù)以上工藝流程，下列說法不正確的是()已知：[Cu(NH3)4]2＋(aq)Cu2＋(aq)＋4NH3(aq)A．為實現(xiàn)溶液C到溶液D的轉(zhuǎn)化，加入過量NH3·H2O后過濾即可B．溶液E和碳酸鈉混合方式不同對產(chǎn)品的成分沒有影響C．在制備產(chǎn)品時，溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游離的Cu2＋濃度太低D．蒸氨過程發(fā)生總反應(yīng)的化學方程式為[Cu(NH3)4]Cl2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuO＋2HCl↑＋4NH3↑16．為研究廢舊電池的再利用，實驗室利用舊電池的銅帽(主要成分為Zn和Cu)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．“溶解”操作中溶液溫度不宜過高B．銅帽溶解后，將溶液加熱至沸騰以除去溶液中過量的氧氣或H2O2C．與鋅粉反應(yīng)的離子可能為Cu2＋、H＋D．“過濾”操作后，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后，高溫灼燒即可得純凈的ZnO17．空氣吹出法工藝(如圖所示)是目前“海水提溴”的最主要方法之一。下列說法錯誤的是()A．步驟④、⑤是為了富集溴B．步驟③說明溴具有揮發(fā)性C．步驟④過程中，溶液的pH不斷增大D．步驟⑧中的混合物可用分液漏斗分離【小題保分訓練(6)化工流程微設(shè)計】答案1．C。解析：Al具有兩性，能與強堿反應(yīng)，化學方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，故A正確；Mg、Fe不與NaOH反應(yīng)，則操作a是過濾，以除去難溶于NaOH溶液的雜質(zhì)，故B正確；②加入稀硫酸的作用是調(diào)節(jié)pH使Al3＋轉(zhuǎn)為Al(OH)3沉淀，③是為了溶解Al(OH)3沉淀同時引入硫酸根，兩者作用不同，故C錯誤；④是根據(jù)溶解度差異來制取明礬，即室溫下明礬的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度，故D正確。2．B。解析：A.“轉(zhuǎn)化”時，通入二氧化碳，生成碳酸根離子，將硫酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，A項正確；B.pH約為6.5，呈酸性，碳酸根不可能大量存在，B項錯誤；C.“高溫煅燒”需要的儀器有酒精噴燈、坩堝、坩堝鉗、泥三角、三腳架等，C項正確；D.氯化鈣的溶解度隨著溫度的升高而增大，所以適當升高溫度有利于Ca2＋的浸出，D項正確；答案選B。3．A。解析：A.進入反應(yīng)Ⅱ中的鐵為正三價，生成的Na2FeO4中鐵為正六價，每生成1molNa2FeO4反應(yīng)Ⅱ中轉(zhuǎn)移電子3mol，A錯誤；B.鐵和氯氣反應(yīng)需要加熱，常溫下不反應(yīng)，B正確；C.反應(yīng)Ⅰ中尾氣為氯氣，可用FeCl2溶液生成氯化鐵，進入反應(yīng)Ⅱ再利用，C正確；D.Na2FeO4生成K2FeO4是復分解反應(yīng)，之所以能發(fā)生是因為相同溫度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，D正確；故選A。4．B。解析：由流程圖可知向飽和碳酸鈉溶液中通入二氧化硫至pH＝4.1，發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋2SO2＋H2O=2NaHSO3＋CO2，然后加入碳酸鈉固體至pH＝7～8，發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋2NaHSO3=CO2↑＋H2O＋2Na2SO3，繼續(xù)通入二氧化硫至pH＝4.1，發(fā)生反應(yīng)：Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3，生成過飽和的NaHSO3溶液，NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶、脫水可生成Na2S2O5固體：2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O。由上述分析可知，工業(yè)制備Na2S2O5過程中沒有化合價變化，發(fā)生的均為非氧化還原反應(yīng)，A項正確；加入碳酸鈉固體至pH＝7～8，生成亞硫酸鈉，B項錯誤；加入Na2CO3固體、并再次通入SO2，由于后續(xù)操作是NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶、脫水制取Na2S2O5，故其目的為增大NaHSO3濃度，得到NaHSO3過飽和溶液，C項正確；Na2S2O5中S的化合價為＋4，抗氧化時，硫元素由＋4價升為＋6價，1molNa2S2O5失4mol電子，可以消除1molO2，D項正確。5．C。解析：實驗室溶解固體時，可用玻璃棒攪拌加速溶解，故A正確；由題給信息可知，“沉淀”時需控制溫度為0℃左右，則最有效的控溫方式為冰水浴，故B正確；“過濾”時玻璃棒應(yīng)緊靠濾紙三層處，防止戳破濾紙，故C錯誤；“乙醇洗”的目的是乙醇易揮發(fā)，揮發(fā)時帶走晶體表面的水分，使產(chǎn)品快速干燥，故D正確。6．D。解析：萃取、反萃取可達到富集錸元素的目的，A項說法正確；操作A和操作B都是分液，使用的主要儀器是分液漏斗，B項說法正確；錸酸銨分解制備七氧化二錸的副產(chǎn)物是NH3，可以再用于反萃取操作中，C項說法正確；H2在還原Re2O7的過程中的作用是排盡裝置內(nèi)空氣、做還原劑和保護劑，故消耗7molH2，制得的錸的物質(zhì)的量小于2mol，D項說法錯誤。7．C。解析：根據(jù)流程圖，反應(yīng)①中氧化劑是NaClO3，還原劑是SO2，還原產(chǎn)物是ClO2，氧化產(chǎn)物是NaHSO4。根據(jù)化合價升降相等可得NaClO3和SO2的物質(zhì)的量之比為2∶1，A項正確；由反應(yīng)①化合價變化情況，再根據(jù)原電池正極表面發(fā)生還原反應(yīng)，所以ClO2是正極產(chǎn)物，B項正確；反應(yīng)②中ClO2轉(zhuǎn)化為NaClO2氯元素的化合價降低，做氧化劑；H2O2只能做還原劑，氧元素的化合價升高，不能用NaClO4代替H2O2，C項錯誤；根據(jù)反應(yīng)②ClO2與H2O2反應(yīng)的變價情況，ClO2做氧化劑，H2O2做還原劑，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，D項正確。8．B。解析：根據(jù)流程分析，廢銅渣(主要成分為Cu，含少量Ni、Al2O3等)，通入一氧化碳氣體后，生成Ni(CO)4，達到除去鎳的目的；剩余物質(zhì)進行堿浸，只有氧化鋁與強堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，過濾后濾渣為銅，加入過氧化氫，在酸性環(huán)境下，銅被氧化為銅離子，加入亞硫酸鈉和氯化鈉的混合物，＋2價銅被還原為＋1價銅，反應(yīng)生成CuCl，過濾洗滌可以得到CuCl。A.結(jié)合以上分析可知，“堿溶”時發(fā)生了Al2O3和NaOH的反應(yīng)，故A錯誤；B.乙醇易揮發(fā)，可以帶去氯化亞銅表面的水分，起干燥作用，而氯化亞銅在潮濕時易被氧化，故乙醇可以使氯化亞銅不潮濕，從而防止CuCl被氧化，故B正確；C.還原前的溶液中大量存在的離子有氫離子和銅離子，還原后的溶液中的銅離子反應(yīng)生成CuCl，而亞硫酸根離子被氧化為硫酸根離子，故“還原”反應(yīng)所得的溶液中不會大量存在Cu2＋、SOeq\o\al(2－,3)，故C錯誤；D.除鎳過程中：Ni＋4CO=Ni(CO)4為化合反應(yīng)，故D錯誤；故選B。9．C。解析：輝鉍礦(主要成分是Bi2S3、含雜質(zhì)SiO2等)制備鉍酸鈉，輝鉍礦加入氯化鐵溶液和鹽酸溶解后過濾，氯化鐵氧化硫離子為硫單質(zhì)：Bi2S3＋6FeCl3=2BiCl3＋6FeCl2＋3S，鹽酸是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，得到濾渣1為S、SiO2，濾液中含有Bi3＋、H＋、Fe3＋，濾液中加入鐵粉過濾得到粗鉍：2Bi3＋＋3Fe=3Fe2＋＋2Bi、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，濾液1主要是氯化亞鐵，向濾液1中通入氯氣或氧氣，可將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋得到主要含有FeCl3的溶液，可用于輝鉍礦浸出操作，達到循環(huán)使用的目的，“粗鉍”中含有的雜質(zhì)主要是Fe，通過熔鹽電解精煉除去Fe，得到精鉍，加入硝酸溶解調(diào)節(jié)pH得到堿式硝酸鉍，與碳酸銨溶液反應(yīng)得到堿式碳酸鉍，母液為硝酸銨，將堿式碳酸鉍煅燒生成Bi2O3。A.由上述分析可知，濾渣1為S、SiO2，故A錯誤；B.由上述分析可知，試劑X的作用是氧化Fe2＋，而HCl不能達到目的，故B錯誤；C.由上述分析可知，氣體1為H2，故C正確；D.由上述分析可知，轉(zhuǎn)化時生成堿式碳酸鉍[(BiO)2CO3]是利用堿式硝酸鉍與碳酸銨溶液反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為2BiONO3＋COeq\o\al(2－,3)=(BiO)2CO3＋2NOeq\o\al(－,3)，故D錯誤；綜上所述，正確的是C項，故答案為C。10．A。解析：焙燒時發(fā)生反應(yīng)：2CuS＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CuO＋2SO2，生成的SO2廢氣具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，A項正確；通入氯氣的主要目的是將溶液中的二價鐵全部氧化成三價鐵，便于后續(xù)調(diào)節(jié)pH除去，B項錯誤；調(diào)節(jié)pH時用NaOH溶液會引入NaCl雜質(zhì)，可用CuO等進行調(diào)節(jié)，C項錯誤；將CuCl2·2H2O直接加熱脫水，CuCl2水解生成Cu(OH)2和HCl，HCl揮發(fā)促進CuCl2的水解，最終得不到CuCl2固體，D項錯誤。11．C。解析：電鍍污泥含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3)，煅燒時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為3O2＋2Cr2O3＋4Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))4Na2CrO4＋4CO2和Cu2Te＋2O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CuO＋TeO2，根據(jù)化合價分析銅、碲和鉻元素的化合價都升高了，所以都被氧化了，A正確；“酸化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，所以可向溶液中加入硫酸，B正確；濾渣中含有CuO、TeO2和金，加硫酸后發(fā)生反應(yīng)：CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O；TeO2＋H2SO4=TeOSO4＋H2O，金不發(fā)生反應(yīng)，所以“固體1”的主要成分為Au，C錯誤；SO2還原TeOSO4后會生成硫酸，所以濾液3為H2SO4，可以循環(huán)利用，D正確。12．B。解析：A.溫度過高細菌失去活性，浸出率下降，只能在適當溫度下進行“生物浸出”，故A錯誤；B.萃取振蕩時，分液漏斗下口傾斜向上，邊振蕩，邊旋開活塞放氣，故B正確；C.分液時，應(yīng)先將下層液體由分液漏斗下口放入燒杯中，再將上層液體由分液漏斗上口倒出，故C錯誤；D.“水相”中含有亞鐵離子和鐵離子，可以用鐵氰化鉀溶液檢驗其中的亞鐵離子，不能用KSCN溶液和新制氯水檢驗“水相”中的Fe2＋，故D錯誤。綜上所述，答案為B。13．D。解析：A.稀硫酸不能將Cu2Se氧化成CuSO4和SeO2，所以用濃硫酸，故A正確；B.二氧化硫為酸性氧化物，“水吸收”過程中生成硫酸方程式為：2SO2＋SeO2＋2H2O=2H2SO4＋Se↓，使溶液呈酸性，故B正確；C.為便于餾分的收集，所以在實驗室蒸餾時，選用直形冷凝管，故C正確；D.當“浸出液”中溶質(zhì)的飽和濃度等于0.01mol·L－1時，c2(Ag＋)×c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.022×0.01＝4×10－6<1.4×10－5，“浸出液”中溶質(zhì)成分含有Ag2SO4，故D錯誤；答案選D。14．B。解析：A.為了提高“堿溶”效率，在“堿溶”前對鋁土礦進行粉碎，增大接觸面積，A正確；B.濾液中含有過量NaOH和NaAlO2溶液，加入NaHCO3溶液后HCOeq\o\al(－,3)分別與OH－、AlOeq\o\al(－,2)反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=COeq\o\al(2－,3)＋H2O、AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋Al(OH)3↓，與泡沫滅火器的原理不同，故B錯誤；C.鋁土礦加NaOH溶解時，Al2O3溶解而Fe2O3不反應(yīng)，則過濾所得濾渣I主要成分為氧化鐵，故C正確；D.由分析可知，“反應(yīng)Ⅲ”的化學方程式為4NaH＋Al