2025版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)課件 5.無(wú)機(jī)化工“微流程”及分析

5.無(wú)機(jī)化工“微流程”及分析1234567891.(2024·山東菏澤二模)工業(yè)上以鈦鐵礦(FeTiO3,其中Ti為+4價(jià))為主要原料制備金屬鈦的工藝流程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.Ti位于元素周期表中第四周期ⅣB族B.“氯化”時(shí),被氧化的元素有碳和鐵C.制備Ti時(shí),Ar作保護(hù)氣,可用氮?dú)獯鍰.“氯化”時(shí),每生成0.1molFeCl3,轉(zhuǎn)移電子0.7molC123456789解析:Ti位于元素周期表中第四周期ⅣB族,A正確;“氯化”時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為2FeTiO3+7Cl2+6C

2FeCl3+2TiCl4+6CO,根據(jù)產(chǎn)物判斷被氧化的元素有碳和鐵,B正確;高溫下Ti與N2反應(yīng),由TiCl4制備Ti的過(guò)程中,Ar不可換成氮?dú)?C錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)方程式,每生成0.1

mol

FeCl3,轉(zhuǎn)移0.7

mol電子,D正確。123456789C2.(2024·吉林白山二模)以含鎵廢料[主要成分為Ga(CH3)3]為原料制備半導(dǎo)體材料GaN的工藝如圖所示。已知:Ga和Al的性質(zhì)相似。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.操作X不宜溫度過(guò)高B.用NH4Cl固體可替代“脫水”中的SOCl2C.用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)“脫水”產(chǎn)生的氣體含SO2D.不能用如圖裝置吸收“合成”中尾氣123456789解析:鎵廢料加鹽酸酸溶后,生成GaCl3,蒸發(fā)結(jié)晶得GaCl3·nH2O,含結(jié)晶水,在SOCl2的存在下進(jìn)行脫水得無(wú)水GaCl3,無(wú)水GaCl3與氨氣反應(yīng)得GaN。操作X是析出GaCl3·nH2O的步驟,Ga3+易水解,溫度過(guò)高易生成Ga(OH)3,A項(xiàng)正確;亞硫酰氯(SOCl2)與水反應(yīng)生成SO2和HCl,“脫水”中總反應(yīng)為GaCl3·nH2O+nSOCl2GaCl3+nSO2↑+2nHCl↑,HCl抑制GaCl3水解,氯化銨固體受熱分解產(chǎn)生氯化氫,也能抑制氯化鎵水解,可以用氯化銨替代亞硫酰氯,達(dá)到相同目的,B項(xiàng)正確;“脫水”中產(chǎn)生的氣體含SO2、HCl,二者都能還原酸性高錳酸鉀溶液使其褪色,應(yīng)用品紅溶液檢驗(yàn)SO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;“合成”中反應(yīng)為GaCl3+NH3GaN+3HCl,尾氣含NH3和HCl,而NH3和HCl均易溶于水,直接通入水中易引起倒吸,應(yīng)考慮防倒吸措施,D項(xiàng)正確。123456789A3.(2024·遼寧沈陽(yáng)一模)清華大學(xué)等重點(diǎn)高校為解決中國(guó)“芯”——半導(dǎo)體芯片問(wèn)題,成立了“芯片學(xué)院”。某小組擬在實(shí)驗(yàn)室制造硅,其流程如圖。已知:Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A.點(diǎn)燃鎂條引發(fā)反應(yīng)的過(guò)程中,涉及兩種晶體類型的變化B.CO2氛圍是為了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃C.操作2為用去離子水洗滌并烘干D.1mol鎂粉生成MgO和Mg2Si的混合物,轉(zhuǎn)移2mol電子123456789解析:點(diǎn)燃鎂條引發(fā)反應(yīng)的過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為2Mg+SiO22MgO+Si,2Mg+SiMg2Si,鎂粉為金屬晶體、石英砂和硅為共價(jià)晶體、氧化鎂和硅化鎂為離子晶體,涉及三種類型晶體變化,A錯(cuò)誤;CO2氛圍是為了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃,B正確;操作2為用去離子水洗滌并烘干,C正確;1

mol鎂粉生成MgO和Mg2Si的混合物,Mg由0價(jià)全部變?yōu)?2價(jià),轉(zhuǎn)移2

mol電子,D正確。1234567894.(雙選)氮化硅(Si3N4)是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料﹐它硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。合成氮化硅的一種工藝流程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)AB已知:SiCl4在潮濕的空氣中易水解,產(chǎn)生白霧A.該流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是NH3B.第③步反應(yīng)不涉及氧化還原反應(yīng)C.1molSiCl4和Si3N4所含共價(jià)鍵數(shù)目均為4NA(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)D.第③步反應(yīng)可用氨水代替NH3123456789解析:石英砂與炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成粗硅,粗硅中硅單質(zhì)與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SiCl4,SiCl4和氨氣在一定溫度下生成Si(NH)2,Si(NH)2高溫下加熱可得氮化硅,結(jié)合質(zhì)量守恒可知,反應(yīng)還生成氨氣。由分析可知,Si(NH)2高溫下加熱生成的氨氣可以在③中循環(huán)利用,A正確;第③步反應(yīng)中SiCl4和氨氣一定溫度生成Si(NH)2和HCl,不涉及元素化合價(jià)改變,不是氧化還原反應(yīng),B正確;1

mol

SiCl4中含有4

mol硅氯鍵,而1

mol

Si3N4中含有12

mol硅氮鍵,所含共價(jià)鍵數(shù)目分別為4NA、12NA,C錯(cuò)誤;已知SiCl4在潮濕的空氣中易水解,產(chǎn)生白霧,故不能用氨水代替氨氣,D錯(cuò)誤。1234567895.(2024·吉林省吉林地區(qū)三模)二氧化鍺常用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑以及制備半導(dǎo)體的原料。某大型化工廠提純二氧化鍺廢料(主要含GeO2、As2O3)的工藝如圖。已知:①GeO2與堿反應(yīng)生成Na2GeO3;As2O3與堿反應(yīng)生成NaAsO2;②GeCl4的熔點(diǎn)為-49.5℃,沸點(diǎn)為85℃,極易發(fā)生水解。123456789下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.Ge在周期表中位于第四周期第ⅥA族

C.“操作1”是蒸餾,“操作2”所用儀器主要為玻璃棒、漏斗、燒杯D.“操作1”加入的鹽酸為7mol·L-1,若改成1mol·L-1可節(jié)省原料同時(shí)不影響產(chǎn)率B123456789解析:廢料堿浸后生成Na2GeO3、NaAsO2,加入過(guò)氧化氫溶液氧化除砷,加入鹽酸蒸餾得到GeCl4,加入純水GeCl4水解,經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,過(guò)濾得到GeO2·nH2O,烘干得到GeO2。Ge在周期表中位于第四周期第ⅣA族,A錯(cuò)誤;“氧化”時(shí),+3價(jià)砷轉(zhuǎn)化為+5價(jià)砷,離子反應(yīng)為濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,所用儀器主要為蒸發(fā)皿、鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、酒精燈、玻璃棒、漏斗、燒杯,C錯(cuò)誤;GeCl4極易發(fā)生水解,若改成1

mol·L-1的鹽酸,可能造成GeCl4水解,產(chǎn)率降低,D錯(cuò)誤。1234567896.(2024·山東德州一中三模)以磷肥生產(chǎn)中的副產(chǎn)物氟硅酸(H2SiF6)為原料制備高純氟化鋁,可以解決螢石資源日益匱乏的現(xiàn)狀。其中一種新工藝流程如圖所示:已知:①常溫下,0.05mol·L-1H2SiF6溶液的pH為1;②熔點(diǎn):AlCl3192℃,AlF31090℃,SiCl4-70℃;沸點(diǎn):SiF4-86℃。123456789下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(

)A.AlCl3與AlF3固體晶體類型不同B.氟硅酸與硫酸鈉反應(yīng)的離子方程式為C.“氣相沉積”工序中,將無(wú)水氯化鋁以氣態(tài)形式投入,可以使反應(yīng)更充分,產(chǎn)品純度更高D.含1molH2SiF6的原料最終制得1.2molAlF3,則實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為60%D123456789123456789C7.(2024·遼寧錦州質(zhì)檢)錳主要用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)錳合金鋼,工業(yè)上由碳酸錳礦粉(主要成分為MnCO3,另含F(xiàn)e3O4、MgO、SiO2雜質(zhì))制備錳的工藝流程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.“浸渣”的主要成分為SiO2B.“沉鐵”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3MnCO3+2Fe3++3H2O3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑C.“電解”過(guò)程中增大溶液中的c(H+),電解效率增大D.該工藝流程中,H2SO4溶液可循環(huán)使用123456789解析:本題為從碳酸錳礦粉中制備單質(zhì)錳的過(guò)程,首先用硫酸溶解礦粉,過(guò)濾后得到的濾液中含有錳離子、二價(jià)鐵、三價(jià)鐵、鎂離子,加入過(guò)氧化氫將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵,用碳酸錳沉鐵,隨后用氟化錳沉鎂后,再通過(guò)電解得到單質(zhì)錳。碳酸錳礦中只有SiO2不溶于H2SO4溶液,故可知“浸渣”的主要成分為SiO2,A正確;根據(jù)流程可知,“沉鐵”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3MnCO3+2Fe3++3H2O3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑,B正確;“電解”過(guò)程中增大溶液中的c(H+),H+會(huì)在陰極放電,導(dǎo)致電解效率減小,C錯(cuò)誤;電解后得到的“電解液”為H2SO4溶液,“酸浸”時(shí)需要向碳酸錳礦粉中加入H2SO4溶液,故可知該工藝流程中,H2SO4溶液可循環(huán)使用,D正確。1234567898.(雙選)(2024·山東菏澤外國(guó)語(yǔ)三模)四氫鋁鋰(LiAlH4)常作為有機(jī)合成的重要還原劑。工業(yè)上以輝鋰礦(主要成分LiAlSi2O6,含少量Fe2O3)為原料合成LiAlH4的流程如下:123456789已知:金屬氫氧化物沉淀的pH如表所示:物質(zhì)Fe(OH)3Al(OH)3開(kāi)始沉淀的pH2.34完全沉淀的pH3.76.5碳酸鋰溶解度數(shù)據(jù)如下:溫度/℃10306090濃度/(mol·L-1)0.210.170.140.10123456789下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.為了使獲取的產(chǎn)品較為純凈,a的最小值為6.5B.操作1中加入足量碳酸鈉后,蒸發(fā)濃縮后趁熱過(guò)濾,能減少產(chǎn)品的溶解損失C.流程中由LiCl制備Li單質(zhì)時(shí)電解得到的HCl可循環(huán)利用于上一步Li2CO3合成LiClD.最后一步合成時(shí)原子利用率能達(dá)到100%CD123456789解析:由題給流程可知,輝鋰礦粉與98%濃硫酸共熱反應(yīng)后,過(guò)濾得到含有硅酸的濾渣1和含有硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鋰的濾液1;向?yàn)V液1中加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH≥6.5,使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,過(guò)濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁的濾渣2和含有硫酸鋰的濾液2;向?yàn)V液2中加入碳酸鈉溶液,將硫酸鋰轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀,過(guò)濾得到碳酸鋰沉淀和含有硫酸鈉的濾液3;碳酸鋰經(jīng)過(guò)一系列處理制得氯化鋰,電解熔融的氯化鋰制得金屬鋰,金屬鋰與氫氣共熱反應(yīng)生成氫化鋰,一定條件下,氫化鋰與氯化鋁反應(yīng)制得四氫鋁鋰。由分析可知,A正確;由碳酸鋰溶解度數(shù)據(jù)可知,溫度升高,碳酸鋰的溶解度減小,為減少碳酸鋰因溫度降低溶解度增大而造成損失,蒸發(fā)濃縮后應(yīng)趁熱過(guò)濾,故B正確;制得金屬鋰的反應(yīng)為電解熔融的氯化鋰生成鋰和氯氣,沒(méi)有氯化氫生成,故C錯(cuò)誤;最后一步合成時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為一定條件下,氫化鋰與氯化鋁反應(yīng)制得四氫鋁鋰和氯化鋰,原子利用率不能達(dá)到100%,故D錯(cuò)誤。1234567899.(2024·山東濱州二模)實(shí)驗(yàn)室分離苯甲酸乙酯、苯甲酸和環(huán)己烷的混合物,流程如下。123456789C已