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微题型29　化工流程图的分析与判断
1．(2022·山东，12)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是(　　)
A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn
B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH的范围为3.2～4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
2．(2022·河北，8)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序
B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C．中和工序中的化学反应为Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2O
D．参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1
3．(2021·湖南，6)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如图：
下列说法错误的是(　　)
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
4．(2021·江苏，9改编)通过下列实验可从I2的CCl4溶液中回收I2。
下列说法正确的是(　　)
A．NaOH溶液与I2反应的离子方程式：I2＋2OH－===I－＋IO＋H2O
B．通过过滤可将水溶液与CCl4分离
C．向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液可检验I－是否完全反应
D．回收的粗碘可通过升华进行纯化
无机化工流程选择题解题一般思路
第一步审题干：
第二步审流程：
第三步审选项：
应用举例
(2020·山东，9)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如图： 原料：菱镁矿 杂质：SiO2、Fe2O3和Al2O3 产品：高纯镁砂
流程信息： 结合不溶性碳酸盐的性质，原料煅烧后所得轻烧粉的主要成分为MgO，氯化铵溶液呈酸性，可溶解金属氧化物，除去SiO2，通过调pH除去铝、铁元素
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是(　　) 注意选择“错误”的选项
A.浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O 进箭头：轻烧粉(MgO)、氯化铵 出箭头：氨气、浸出液(Mg2＋)
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行 氯化铵具有热不稳定性，氨水具有挥发性，不宜采用较高温度
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl 浸出时需要加入氯化铵，产生氨气，沉镁需要氨水，滤液中含有氯化铵
D.分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同 根据Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2的Ksp不同，通过调pH使Fe3＋、Al3＋沉淀，Mg2＋不沉淀
1．(2022·福建宁德一模)《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣”。铁华粉[主要成分为(CH3COO)2Fe·H2O]可用如下方法检测。下列相关说法不正确的是(　　)
已知：K＋＋3－＋Fe2＋===KFe↓(蓝色沉淀)
A．制备铁华粉的主要反应为Fe＋2CH3COOH===(CH3COO)2Fe＋H2↑
B．气体X为SO2
C．铁华粉中含铁单质
D．由上述实验可知，OH－结合Fe3＋的能力大于CN－
2．(2022·全国模拟预测)火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径，反应过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．SO3由SO2氧化产生
B．FeS2等矿物转化为石膏时，需要暴露于地球表面
C．火山喷发时收集的雨水，放置时pH变大
D．火山喷发口附近可能发现硫黄
3．利用如图所示装置模拟工业NaClO3与Na2SO3在浓硫酸存在下制备ClO2，并以ClO2为原料制备NaClO2(已知：高于60 ℃时，NaClO2分解生成NaClO3和NaCl)。
下列说法不正确的是(　　)
A．装置③、⑤的作用分别是防倒吸、吸收④未反应的有害气体
B．装置④中所得产物中可能同时含有Na2SO4、Na2SO3、NaOH
C．反应④结束时，①中NaOH溶液吸收②产生的尾气，保护环境
D．从装置④反应后的溶液中获得晶体，方案可采用常压蒸发结晶
4．锂离子电池在我们日常生活中随处可见，随之而来的是废旧电池的合理处理，否则会造成新的环境污染。如图是某锂离子电池的正极材料(主要含LiCoO2、Al、C等)的处理工艺(已知LiCoO2与NaOH不反应)：
下列说法不正确的是(　　)
A．滤液X的主要成分是偏铝酸钠
B．灼烧的目的是去碳，灼烧实验用到的仪器有坩埚、三脚架、石棉网等
C．还原步骤中LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4
D．“除铝”“还原”和“沉淀”三步共同的实验操作是过滤
5．“空气吹出法”是目前海水提溴最成熟的工业方法，部分工艺流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．步骤③发生时溶液的酸性增强
B．溶液中Br2的浓度：Ⅰ<Ⅱ
C．步骤②利用了溴易挥发的性质
D．使用乙醇萃取溶液Ⅱ中Br2后再蒸馏
6．含SO2的工业尾气转化为硫酸钾的流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A．反应Ⅰ得到固体A的主要成分是CaSO3
B．为提高A的转化速率，控制反应 Ⅱ 在高温下进行
C．反应Ⅲ的化学方程式为2KCl＋(NH4)2SO4===2NH4Cl＋K2SO4↓
D．滤液B中存在的主要离子有NH、Cl－、SO
7．钛合金广泛应用于航空航天工业，被誉为“未来金属”，由钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)制得TiO2的工艺流程如下：
已知：“滤液2”中主要溶质为TiOSO4。
下列说法不正确的是(　　)
A．在FeTiO3中，钛的化合价为＋4价
B．“废渣”主要成分是H2SiO3
C．步骤②是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
D．步骤③发生水解反应
微题型29　化工流程图的分析与判断
真题示范
1．D　[CuS精矿(含有Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，与CuS反应生成CuSO4、S、H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。经过上述分析可知，固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)??Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；根据流程图可知，用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误。]
2．A　[由流程可知，氢溴酸中含有少量的溴，加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫，再加入硫酸除杂，得到的滤渣为硫酸钡和硫；加入碳酸锂进行中和，得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质，若直接返回还原工序，则产品中会有一定量的溴化钠，导致产品的纯度降低，A错误；除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫，硫可溶于煤油，而硫酸钡不溶于煤油，因此可用煤油进行组分分离，B正确；中和工序中，碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水，C正确；根据得失电子守恒可知，溴和硫化钡反应时物质的量之比为1∶1；根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知，n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1，因此，参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1，D正确。]
3．D　[物质X的作用是使Mg2＋转化为Mg(OH)2，工业上常采用CaO，发生反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2＋Mg2＋===Mg(OH)2＋Ca2＋，A正确；Mg是较活泼金属，工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁，B正确；由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C，生成物之一为MgCl2，C在高温下能将二氧化碳还原为CO，则“气体”为CO，反应的化学方程式为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，C正确；“煅烧”后得到MgO，MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液，由于MgCl2在溶液中水解为氢氧化镁和HCl，将所得溶液加热蒸发，HCl会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，得到氢氧化镁，得不到无水MgCl2，D错误。]
4．D
疑难精讲
　B
模拟演练
1．B　2.C　3.D　4.B　5.D
6．C　[从流程分析，二氧化硫和碳酸钙、空气反应生成二氧化碳和硫酸钙，硫酸钙和碳酸氢铵、氨气反应生成碳酸钙和硫酸铵，再加入氯化钾，生成硫酸钾和氯化铵，据此分析解答。因为通入空气，即有氧气参与反应，反应 Ⅰ 得到固体A的主要成分是硫酸钙，A错误；高温下碳酸氢铵容易分解，故不能在高温下进行，B错误；反应Ⅲ生成硫酸钾晶体和氯化铵，化学方程式为2KCl＋(NH4)2SO4===2NH4Cl＋K2SO4↓，C正确；滤液B中溶质主要为氯化铵，D错误。]
7．B　[由题中信息可知，滤液2中主要溶质为TiOSO4，Ti呈现＋4价，结合FeTiO3化学式，化合价代数和为0，且在上述流程中没有加入氧化剂，Ti的价态不会升高，可判断FeTiO3中Fe元素为＋2价，Ti元素为＋4价，O元素为－2价，故A正确；SiO2不与稀硫酸反应，所以废渣主要成分是SiO2，故B错误；滤液1中含Fe2＋、TiO2＋及SO，滤液2中主要溶质为TiOSO4，所以由FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O，步骤②是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故C正确；由题中信息可知，滤液2中主要溶质为TiOSO4，在加热条件下发生水解反应生成TiO2·nH2O，即TiOSO4＋(n＋1)H2OTiO2·nH2O＋H2SO4，故D正确。]

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