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选择题突破11　微型化工流程
选择题1~15题,每题3分,共45分
A卷
1.(2024·河北保定一模)工业制备茉莉醛()的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
已知:庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物;萃取、分液过程中需要进行酸洗和水洗。
A.制备茉莉醛的反应原理是+CH3(CH2)5CHO+H2O
B.“干燥剂”可选用无水硫酸钠
C.可将最后两步“蒸馏”和“柱色谱法分离”合并替换为“真空减压分馏”
D.用质谱法可以快速、精确测定茉莉醛的相对分子质量
2.(2024·北京海淀二模)近年来,有研究团队提出基于锂元素的电化学过程合成氨的方法,主要流程如下:
LiOH(熔融)LiLi3NNH3
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ中,Li在电解池的阳极产生
B.Ⅰ中有O2、H2O生成
C.Ⅱ中,N2作氧化剂
D.该方法中,LiOH可循环利用
3.(2024·福建莆田二模)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种白色固体,具有碳酸钠和过氧化氢的性质,可用于杀菌消毒等。实验室中用如下方法合成过碳酸钠晶体。
下列说法错误的是(　　)
A.采用冰水浴控制三颈烧瓶中反应的温度
B.操作①使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒
C.过碳酸钠晶体内Na2CO3与H2O2以氢键结合
D.操作③可用加热法干燥
4.(2024·福建福州二模)废旧铅蓄电池的铅膏主要含有PbSO4、PbO2和Pb。从铅膏中回收PbO流程如下。
[已知:Pb(OH)2性质类似Al(OH)3]下列说法错误的是(　　)
A.“脱硫”是把PbSO4转化为Na2SO4将硫除去
B.“酸浸”发生的反应有PbCO3+2HAc===Pb(Ac)2+CO2↑+H2O
C.“酸浸”中H2O2会分解,应适当过量
D.“沉铅”时为保证铅的完全沉淀,应该加入过量氢氧化钠
5.(2024·湖南邵阳二模)利用废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)制明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的一种工艺流程如图:
下列说法错误的是(　　)
A.该工艺步骤①与步骤②顺序互换会更节约生产成本
B.②中发生的反应有:Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4]
C.③中稀H2SO4酸化的目的是将Al(OH)3转化成Al3+
D.由④可知,室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度
6.(2024·江苏南通二模)实验室通过下列过程制取草酸亚铁晶体。
已知:(H2C2O4)=5.6×10-2、(H2C2O4)=1.5×10-4。
下列说法不正确的是(　　)
A.pH=2的H2C2O4溶液中:c(H2C2O4)B.“酸化”后的溶液中:c(N)+2c(Fe2+)<2c(S)
C.可以用酸性KMnO4溶液检验“沉淀”后的上层清液中是否含有Fe2+
D.水洗后,再用乙醇洗涤有利于晶体快速干燥
7.(2024·北京西城二模)用过量的盐酸和CuCl2溶液的混合液作为浸取剂,将黄铜矿(CuFeS2)中的铜元素以[CuCl2]-的形式,铁元素以Fe2+的形式浸出,一种流程示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.[CuCl2]-的中心离子是Cu+,配体是Cl-
B.参与反应的n(CuCl2)∶n(CuFeS2)=3∶1
C.浸取剂中的Cl-有助于CuFeS2固体的溶解
D.用浓盐酸和FeCl3溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解
8.三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。某小组用含镍废料(主要成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO、SiO2等)制取Ni2O3的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Ksp[Ni(OH)2]=10-15。②溶液中离子浓度小于等于1×10-5 mol·L-1时可认为离子沉淀完全。③“酸浸”过程中有无色无味、助燃的气体生成。
A.“酸浸”过程中可发生氧化还原反应
B.常温下,若浸出液中c(Ni2+)=0.1 mol·L-1,则“沉铁”时应控制溶液pH的范围为3≤pH<7
C.“沉镁”过程中可增大溶液的酸性,促使沉淀完全,滤渣2的主要成分为MgF2
D.煅烧过程中反应的化学方程式为2(NiC2O4·2H2O)Ni2O3+3CO↑+CO2↑+4H2O↑
9.硼化钛常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图所示。
已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置;②B2O3高温下易挥发;③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
下列说法不正确的是(　　)
A.滤渣的主要成分为SiO2
B.该工艺中,经处理可循环利用的物质为H2SO4
C.“水解”需在冷水中进行
D.B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量
B卷
10.(2024·山东临沂二模)从铅银渣(含Pb、Ag、Cu等金属元素)中提取银的流程如图。
下列说法错误的是(　　)
A.“酸浸”过程中可用稀HNO3代替NaNO3
B.“络合浸出”时,发生的离子反应为Ag++2S===[Ag(SO3)2]3-
C.浸渣的主要成分是PbSO4
D.“还原析银”时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
11.(2024·山东日照二模)实验室中初步分离环己醇、苯酚、苯甲酸混合液的流程如下。下列说法错误的是(　　)
A.环己醇、苯酚、苯甲酸粗产品依次由①、②、③获得
B.若试剂a为碳酸钠,可以通过观察气泡现象控制试剂用量
C.“操作X”为蒸馏,“试剂b”可选用盐酸或CO2
D.试剂c可以选用盐酸或硫酸
12.(2024·北京朝阳二模)粗盐中的杂质离子主要有S、Ca2+、Mg2+,采用如下方法得到精制盐水,进而制取精盐(部分流程略)。
已知:ⅰ.
物质 BaSO4 BaCO3 CaCO3 Mg(OH)2
Ksp (25 ℃) 1.1×10-10 2.6×10-9 3.4×10-9 5.6×10-12
ⅱ.粗盐水中c(S)>c(Ca2+)
下列说法不合理的是(　　)
A.过程Ⅰ中当溶液pH=11时,Mg2+已沉淀完全
B.过程Ⅱ中加入足量的BaCO3,盐水b中的阴离子仅含有Cl-、OH-
C.过程Ⅱ中若改为先加BaCl2溶液、过滤后再加Na2CO3溶液也能达到除杂目的
D.过程Ⅲ中滴加盐酸调节pH时,应调至溶液呈中性或微酸性
13.(2024·江苏南京二模)以磷石膏(含CaSO4和少量SiO2等)为原料制备轻质CaCO3的部分流程如图所示。室温下,(H2CO3)=4.5×10-7,(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。
下列说法不正确的是(　　)
A.0.1 mol·L-1 (NH4)2CO3溶液中:2c(C)B.室温下,pH=6的NH4Cl溶液中:c(NH3·H2O)=9.9×10-7 mol·L-1
C.“转化”后的清液中一定存在≥
D.“浸取”发生反应CaO+2N===Ca2++2NH3↑+H2O
14.(2024·福建龙岩二模)工业上用石英砂(主要成分为SiO2)和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的流程如下(粗硅中含少量杂质Fe、Cu,高温氮化时杂质未参加反应)。下列说法正确的是(　　)
A.“还原”步骤中,C元素被还原
B.“操作X”是为了除去N2中的O2
C.“高温氮化”时发生了置换反应
D.“酸洗”步骤中,可以加入稀硫酸
15.(2024·湖南怀化二模)工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4晶体的工艺流程如下图:
已知:PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq);Ksp(PbSO4)=1×10-8 mol2·L-2;Ksp(PbCl2)=1.6×10-5 mol3·L-3。下列说法错误的是(　　)
A.由该工艺可知,PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq)为吸热反应
B.滤渣2的主要成分是氢氧化铁
C.“沉淀转化”过程达平衡时,溶液中=6.25×10-4 mol·L-1
D.“浸取”时可发生反应:MnO2+PbS+4H++4Cl-===[PbCl4]2-+S+Mn2++2H2O
选择题突破11　微型化工流程
1.C　[A.苯甲醛中加入庚醛、乙醇、氢氧化钾反应生成茉莉醛,经过萃取、分液、干燥、过滤、蒸馏、柱色谱法分离,得到茉莉醛。制备茉莉醛的反应原理是+CH3(CH2)5CHO+H2O,正确;B.无水硫酸钠能吸收有机层中的水分,“干燥剂”可选用无水硫酸钠,正确;C.庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物,“真空减压分馏”无法将两者分离,错误;D.用质谱法可以快速、精确测定茉莉醛的相对分子质量,正确。]
2.A　[由题给流程可知,反应Ⅰ为高温下电解熔融氢氧化锂,锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成金属锂,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,一定条件下金属锂与氮气反应生成氮化锂,氮化锂发生水解反应生成氢氧化锂和氨气。A.由分析可知,反应Ⅰ为高温下电解熔融氢氧化锂,锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成金属锂,错误;B.由分析可知,高温下电解熔融氢氧化锂,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,正确;C.由分析可知,反应Ⅱ为一定条件下金属锂与氮气反应生成氮化锂,反应中氮元素的化合价降低被还原,氮气是反应的氧化剂,正确;D.由分析可知,反应Ⅰ为高温下电解熔融氢氧化锂生成锂、氧气和水,反应Ⅲ为氮化锂发生水解反应生成氢氧化锂和氨气,则该方法中,氢氧化锂可以循环使用,正确。]
3.D　[碳酸钠饱和溶液和过氧化氢反应生成过碳酸钠,经过滤、洗涤、干燥得到晶体。A.三颈烧瓶中反应温度低于5 ℃,为防止制备过程中过碳酸钠发生分解,因此实验室制备过碳酸钠时可采用冰水浴控制反应温度,正确;B.操作①是过滤,分离固体和液体,使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒,正确;C.过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的性质,晶体内Na2CO3与H2O2以氢键结合,正确;D.过碳酸钠具有过氧化氢的性质,则受热易分解,操作③用加热法干燥会造成过碳酸钠分解,应选择降温结晶法干燥,错误。]
4.D　[从主要含PbSO4、PbO2废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅资源,通过如图流程可知“脱硫”时利用了沉淀转化原理,将PbSO4转化为PbCO3,便于后面的酸浸,在“酸浸”时H2O2将PbO2还原,最终铅元素全部转化为可溶性的Pb(Ac)2,“沉铅”时将Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2,最后Pb(OH)2加热得到PbO。A.在“脱硫”工艺中,PbSO4与Na2CO3溶液反应生成更难溶的PbCO3,同时生成Na2SO4留在滤液中将硫除去,正确;B.“酸浸”中PbO2通过和H2O2、HAc反应转化为Pb(Ac)2,同时“脱硫”工艺中生成的PbCO3与醋酸反应也生成Pb(Ac)2,故发生的反应有PbCO3+2HAc===Pb(Ac)2+CO2↑+H2O,正确;C.H2O2本身易分解,故“酸浸”中H2O2会分解,为保证PbO2反应彻底,H2O2应适当过量,正确;D.“沉铅”时生成Pb(OH)2,由于Pb(OH)2性质类似Al(OH)3,若氢氧化钠过量,会导致溶解,反而不利于“沉铅”,错误。]
5.C　[废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)与稀硫酸反应,生成Al3+、Mg2+、Fe2+,过滤除去不溶于酸的杂质,再用NaOH溶液调节pH值,将Mg2+、Fe2+转化为沉淀析出,Al3+转化为[Al(OH)4]-,过滤固体,继续向滤液中加入适量稀硫酸得到Al2(SO4)3溶液,最后加饱和K2SO4溶液结晶得到溶解度更小的明矾。A.由于Mg、Fe不与氢氧化钠溶液反应,步骤①与步骤②顺序互换后,通过操作a(过滤)即可得到Na[Al(OH)4]溶液,再加稀硫酸可得到硫酸铝溶液,调换顺序后,酸碱的浪费更少,可节约生产成本,正确;B.②中Al3+转化为[Al(OH)4]-,发生的反应方程式为Al2(SO4)3+6NaOH===2Al(OH)3↓+3Na2SO4,Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4],正确;C.③中稀H2SO4酸化的目的是将[Al(OH)4]-转化为Al3+,错误;D.④是根据溶解度差异来制取明矾,即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度,正确。]
6.C　[A.pH=2的H2C2O4溶液中c(H+)=10-2 mol·L-1,(H2C2O4)==5.6×10-2,=5.6>1,即c(H2C2O4)c(OH-),c(N)+2c(Fe2+)<2c(S),正确;C.酸性KMnO4除了可以氧化Fe2+,也可以氧化H2C2O4等,溶液褪色不能证明是否含Fe2+,错误;D.乙醇与水互溶,用乙醇洗可带走水分,利于干燥,正确。]
7.B　[将黄铜矿(CuFeS2)粉碎,加入过量的盐酸和CuCl2溶液的混合液溶解得到[CuCl2]-、Fe2+的混合液,所得滤渣的主要成分是S和少量CuS等,说明发生氧化还原反应。A.[CuCl2]-中氯元素是-1价,铜元素化合价是+1价,其中中心离子是Cu+,配体是Cl-,正确;B.溶解过程中发生的反应为CuFeS2+3CuCl2+4HCl===4H[CuCl2]+2S+FeCl2,但由于有少量CuS生成,所以参与反应的n(CuCl2)∶n(CuFeS2)≠3∶1,错误;C.由于生成的亚铜离子能与氯离子结合形成配合物,因此浸取剂中的Cl-有助于CuFeS2固体的溶解,正确;D.铁离子具有氧化性,因此浓盐酸和FeCl3溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解,正确。]
8.C　[A.NiO、FeO、MgO分别与稀硫酸发生复分解反应生成盐和水,结合已知信息③可知,Ni2O3与稀硫酸发生氧化还原反应2Ni2O3+4H2SO4===4NiSO4+O2↑+4H2O,A正确;B.由已知信息②可知,“沉铁”后溶液中c(Fe3+)≤1×10-5 mol·L-1,由已知信息①可知,此时c(OH-)≥=10-11 mol·L-1,pH≥3,且不能使Ni(OH)2析出,若浸出液中c(Ni2+)=0.1 mol·L-1,则c(OH-)<=10-7 mol·L-1,pH<7,则“沉铁”时应控制溶液pH的范围为3≤pH<7,B正确;C.滤渣2的主要成分为MgF2,“沉镁”过程中存在MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq),增大H+浓度,F-与H+结合形成弱电解质HF,F-浓度减小,从而使该反应正向进行,导致MgF2沉淀不完全,C错误;D.在高温条件下生成Ni2O3,同时生成碳的氧化物,反应的化学方程式为2(NiC2O4·2H2O)Ni2O3+3CO↑+CO2↑+4H2O↑,D正确。]
9.C　[A.分析可知,滤渣的主要成分为SiO2,A正确;B.水解反应为吸热反应,温度升高,促进TiO2+水解生成TiO2·xH2O,因此“水解”需在热水中进行,该过程的化学方程式为TiOSO4+(x+1)H2OTiO2·xH2O+H2SO4,生成的H2SO4可在“酸解”步骤循环利用,B正确,C错误;D.由已知信息②可知,B2O3高温下易挥发,则“电弧炉热还原”过程中,只有部分B2O3参加了反应,因此B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量,D正确。]
10.B　[向焙烧之后的固体中加入H2SO4、NaCl、NaNO3则可得到含PbSO4、AgCl的滤渣,和含有CuSO4、Na2SO4的滤液,向滤渣中加入Na2SO3溶液进行络合浸出,过滤得到浸渣主要成分为PbSO4和含[Ag(SO3)2]3-的滤液,向滤液中加入甲醛,将[Ag(SO3)2]3-还原为Ag,同时HCHO转化为HCOO-。A.原酸浸液为H2SO4、NaCl和NaNO3,根据离子成分可知,“酸浸”过程中可用稀HNO3代替NaNO3,正确;B.由分析可知,“络合浸出”时AgCl和Na2SO3发生络合反应,该反应的离子反应为AgCl+2S===[Ag(SO3)2]3-+Cl-,错误;C.由分析可知,浸渣的主要成分是PbSO4,正确;D.由分析可知,“还原析银”时,甲醛将[Ag(SO3)2]3-还原为Ag,同时HCHO转化为HCOO-,则HCOO-为氧化产物,Ag为还原产物,根据得失电子守恒可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,正确。]
11.B　[实验室中初步分离环己醇、苯酚、苯甲酸混合液,先向混合液中加入碳酸氢钠溶液,苯甲酸与碳酸氢钠反应生成苯甲酸钠进入水相Ⅰ,苯甲酸钠用稀盐酸或硫酸调节pH酸化可以得到苯甲酸,进一步处理得产品③为苯甲酸,有机相Ⅰ中有环己醇和苯酚,可以加入氢氧化钠或碳酸钠将苯酚转化为苯酚钠使其进入水相Ⅱ,调节pH进一步处理后得产品②为苯酚,则有机相Ⅱ为环己醇,通过洗涤、干燥等进一步处理可分离出产品①环己醇。A.由分析,产品①、②、③依次为环己醇、苯酚、苯甲酸,正确;B.由分析,有机相Ⅰ中有环己醇和苯酚,苯酚和碳酸钠反应得碳酸氢钠,不会产生CO2,没有气泡产生,错误;C.操作X是分离出环己醇,液态有机物分离,且沸点相差较大,可以用蒸馏,试剂b是将苯酚钠转化为苯酚,可以用盐酸或CO2,正确;D.试剂c是将苯甲酸钠转化为苯甲酸,强酸可以实现,故试剂c可以选用盐酸或硫酸,正确。]
12.B　[粗盐中含有S、Ca2+、Mg2+,加入氢氧化钠溶液,发生Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,过滤得到盐泥a,盐泥a为Mg(OH)2,再加入BaCO3固体,由表中数据知,发生BaCO3(s)+S(aq)BaSO4(s)+C(aq),同时也可使Ca2+转化为CaCO3沉淀,得到BaSO4、CaCO3沉淀,过滤,盐泥b为BaSO4、CaCO3,再加入盐酸调节pH值,得到精制盐水。A.过程Ⅰ中当溶液pH=11时,c(OH-)=10-3 mol·L-1,c(Mg2+)==5.6×10-6<1.0×10-5,Mg2+已沉淀完全,正确;B.由分析知,过程Ⅱ中加入足量的BaCO3,盐水b中的阴离子含有Cl-、OH-以及少量的S、C,错误;C.过程Ⅱ中若改为先加BaCl2溶液,发生Ba2++S===BaSO4↓,过滤后再加Na2CO3溶液将过量的Ba2+以及Ca2+除去,也能达到除杂目的,正确;D.过程Ⅲ中滴加盐酸调节pH时,应调至溶液呈中性或微酸性,防止引入新的杂质,多余的盐酸在蒸发过程中除去,正确。]
13.C　[磷石膏(含CaSO4和少量SiO2等)中加入(NH4)2CO3溶液,CaSO4转化为CaCO3沉淀和(NH4)2SO4,过滤后,滤渣中含有CaCO3、SiO2;将滤渣煅烧,CaCO3分解为CaO和CO2气体;加入NH4Cl溶液浸取,滤渣为SiO2,滤液为CaCl2等;经过一系列操作后,可得到轻质CaCO3。A.0.1 mol·L-1 (NH4)2CO3溶液中,若不考虑水解,2c(C)=c(N),(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kh(C)>Kh(N),则2c(C)14.B　[石英砂经过焦炭还原后得到粗硅,原料气中含氮气和氧气,经过操作X除去氧气,高温氮化时粗硅和氮气反应生成氮化硅,杂质铜和铁不反应,酸洗除去铁和铜,经过一系列操作得到氮化硅。A.石英砂经过焦炭还原后得到粗硅,焦炭反应后生成CO,C元素被氧化,错误;B.由分析可知,“操作X”是为了除去N2中的O2,正确;C.高温氮化时粗硅和氮气反应生成氮化硅,为化合反应,错误;D.“酸洗”步骤中,可以加入稀硝酸,除去铁和铜,铜与稀硫酸不反应,错误。]
15.C　[方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和MnO2中加入稀盐酸浸取,盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S,MnO2被还原成Mn2+,加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq)平衡正向移动,使更多的Pb元素存在于溶液中;加入M为MnO调节溶液pH,使铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去,然后过滤,得到滤渣2为氢氧化铁沉淀;PbCl2难溶于冷水,将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体;之后加入N为稀硫酸发生沉淀转化,生成硫酸铅晶体,滤液a中主要成分为HCl。A.PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq),温度降低,反应逆向移动,即平衡向左移,有利于PbCl2沉淀更完全,反应为吸热反应,正确;B.由分析可知,滤渣2的主要成分是氢氧化铁,正确;C.“沉淀转化”过程中,沉淀的转化方程式为PbCl2(s)+S(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq),溶液中达到平衡时溶液中===
=1.6×103 mol·L-1,错误;D.“浸取”时盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S,MnO2被还原成Mn2+,加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq)平衡正向移动,使更多的Pb元素存在于溶液中,离子方程式为MnO2+PbS+4H++4Cl-===[PbCl4]2-+S+Mn2++2H2O,正确。](共37张PPT)
选择题突破11　微型化工流程
第三篇　专项练增分提能
选择题重要考点强化练
答案　C
2.(2024·北京海淀二模)近年来,有研究团队提出基于锂元素的电化学过程合成氨的方法,主要流程如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ中,Li在电解池的阳极产生
B.Ⅰ中有O2、H2O生成
C.Ⅱ中,N2作氧化剂
D.该方法中,LiOH可循环利用
A
解析　由题给流程可知,反应Ⅰ为高温下电解熔融氢氧化锂,锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成金属锂,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,一定条件下金属锂与氮气反应生成氮化锂,氮化锂发生水解反应生成氢氧化锂和氨气。A.由分析可知,反应Ⅰ为高温下电解熔融氢氧化锂,锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成金属锂,错误;B.由分析可知,高温下电解熔融氢氧化锂,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,正确;C.由分析可知,反应Ⅱ为一定条件下金属锂与氮气反应生成氮化锂,反应中氮元素的化合价降低被还原,氮气是反应的氧化剂,正确;D.由分析可知,反应Ⅰ为高温下电解熔融氢氧化锂生成锂、氧气和水,反应Ⅲ为氮化锂发生水解反应生成氢氧化锂和氨气,则该方法中,氢氧化锂可以循环使用,正确。
3.(2024·福建莆田二模)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种白色固体,具有碳酸钠和过氧化氢的性质,可用于杀菌消毒等。实验室中用如下方法合成过碳酸钠晶体。
下列说法错误的是(　　)
A.采用冰水浴控制三颈烧瓶中反应
的温度
B.操作①使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒
C.过碳酸钠晶体内Na2CO3与H2O2以氢键结合
D.操作③可用加热法干燥
D
解析　碳酸钠饱和溶液和过氧化氢反应生成过碳酸钠,经过滤、洗涤、干燥得到晶体。A.三颈烧瓶中反应温度低于5 ℃,为防止制备过程中过碳酸钠发生分解,因此实验室制备过碳酸钠时可采用冰水浴控制反应温度,正确;B.操作①是过滤,分离固体和液体,使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒,正确;C.过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的性质,晶体内Na2CO3与H2O2以氢键结合,正确;D.过碳酸钠具有过氧化氢的性质,则受热易分解,操作③用加热法干燥会造成过碳酸钠分解,应选择降温结晶法干燥,错误。
4.(2024·福建福州二模)废旧铅蓄电池的铅膏主要含有PbSO4、PbO2和Pb。从铅膏中回收PbO流程如下。
[已知:Pb(OH)2性质类似Al(OH)3]下列说
法错误的是(　　)
A.“脱硫”是把PbSO4转化为Na2SO4将硫除去
B.“酸浸”发生的反应有PbCO3+2HAc===Pb(Ac)2+CO2↑+H2O
C.“酸浸”中H2O2会分解,应适当过量
D.“沉铅”时为保证铅的完全沉淀,应该加入过量氢氧化钠
D
解析　从主要含PbSO4、PbO2废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅资源,通过如图流程可知“脱硫”时利用了沉淀转化原理,将PbSO4转化为PbCO3,便于后面的酸浸,在“酸浸”时H2O2将PbO2还原,最终铅元素全部转化为可溶性的Pb(Ac)2,“沉铅”时将Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2,最后Pb(OH)2加热得到PbO。A.在“脱硫”工艺中,PbSO4与Na2CO3溶液反应生成更难溶的PbCO3,同时生成Na2SO4留在滤液中将硫除去,正确;B.“酸浸”中PbO2通过和H2O2、HAc反应转化为Pb(Ac)2,同时“脱硫”工艺中生成的PbCO3与醋酸反应也生成Pb(Ac)2,故发生的反应有PbCO3+2HAc===Pb(Ac)2+CO2↑+H2O,正确;C.H2O2本身易分解,故“酸浸”中H2O2会分解,为保证PbO2反应彻底,H2O2应适当过量,正确;D.“沉铅”时生成Pb(OH)2,由于Pb(OH)2性质类似Al(OH)3,若氢氧化钠过量,会导致溶解,反而不利于“沉铅”,错误。
5.(2024·湖南邵阳二模)利用废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)制明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的一种工艺流程如图:
下列说法错误的是(　　)
A.该工艺步骤①与步骤②顺序互换
会更节约生产成本
B.②中发生的反应有:Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4]
C.③中稀H2SO4酸化的目的是将Al(OH)3转化成Al3+
D.由④可知,室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度
C
解析　废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)与稀硫酸反应,生成Al3+、Mg2+、Fe2+,过滤除去不溶于酸的杂质,再用NaOH溶液调节pH值,将Mg2+、Fe2+转化为沉淀析出,Al3+转化为[Al(OH)4]-,过滤固体,继续向滤液中加入适量稀硫酸得到Al2(SO4)3溶液,最后加饱和K2SO4溶液结晶得到溶解度更小的明矾。A.由于Mg、Fe不与氢氧化钠溶液反应,步骤①与步骤②顺序互换后,通过操作a(过滤)即可得到Na[Al(OH)4]溶液,再加稀硫酸可得到硫酸铝溶液,调换顺序后,酸碱的浪费更少,可节约生产成本,正确;B.②中Al3+转化为[Al(OH)4]-,发生的反应方程式为Al2(SO4)3+6NaOH===2Al(OH)3↓+3Na2SO4,Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4],正确;C.③中稀H2SO4酸化的目的是将[Al(OH)4]-转化为Al3+,错误;D.④是根据溶解度差异来制取明矾,即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度,正确。
6.(2024·江苏南通二模)实验室通过下列过程制取草酸亚铁晶体。
已知:(H2C2O4)=5.6×10-2、
(H2C2O4)=1.5×10-4。
下列说法不正确的是(　　)
A.pH=2的H2C2O4溶液中:c(H2C2O4)B.“酸化”后的溶液中:c(N)+2c(Fe2+)<2c(S)
C.可以用酸性KMnO4溶液检验“沉淀”后的上层清液中是否含有Fe2+
D.水洗后,再用乙醇洗涤有利于晶体快速干燥
C
解析　A.pH=2的H2C2O4溶液中c(H+)=10-2 mol·L-1,(H2C2O4)= =5.6×10-2,=5.6>1,即c(H2C2O4)c(OH-), c(N)+2c(Fe2+)<2c(S),正确;C.酸性KMnO4除了可以氧化Fe2+,也可以氧化H2C2O4等,溶液褪色不能证明是否含Fe2+,错误;D.乙醇与水互溶,用乙醇洗可带走水分,利于干燥,正确。
7.(2024·北京西城二模)用过量的盐酸和CuCl2溶液的混合液作为浸取剂,将黄铜矿(CuFeS2)中的铜元素以[CuCl2]-的形式,铁元素以Fe2+的形式浸出,一种流程示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.[CuCl2]-的中心离子是Cu+,配体是Cl-
B.参与反应的n(CuCl2)∶n(CuFeS2)=3∶1
C.浸取剂中的Cl-有助于CuFeS2固体的溶解
D.用浓盐酸和FeCl3溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解
B
解析　将黄铜矿(CuFeS2)粉碎,加入过量的盐酸和CuCl2溶液的混合液溶解得到[CuCl2]-、Fe2+的混合液,所得滤渣的主要成分是S和少量CuS等,说明发生氧化还原反应。A.[CuCl2]-中氯元素是-1价,铜元素化合价是+1价,其中中心离子是Cu+,配体是Cl-,正确;B.溶解过程中发生的反应为CuFeS2+3CuCl2+4HCl===4H[CuCl2]+2S+FeCl2,但由于有少量CuS生成,所以参与反应的n(CuCl2)∶n(CuFeS2)≠3∶1,错误;C.由于生成的亚铜离子能与氯离子结合形成配合物,因此浸取剂中的Cl-有助于CuFeS2固体的溶解,正确;D.铁离子具有氧化性,因此浓盐酸和FeCl3溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解,正确。
8.三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。某小组用含镍废料(主要成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO、SiO2等)制取Ni2O3的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,
Ksp[Ni(OH)2]=10-15。②溶液中离子
浓度小于等于1×10-5 mol·L-1时可认
为离子沉淀完全。
③“酸浸”过程中有无色无味、助燃的气体生成。
答案　C
9.硼化钛常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图所示。
已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚
组成的高温加热装置;②B2O3高温下易挥
发;③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
下列说法不正确的是(　　)
A.滤渣的主要成分为SiO2
B.该工艺中,经处理可循环利用的物质为H2SO4
C.“水解”需在冷水中进行
D.B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量
C
B卷
10.(2024·山东临沂二模)从铅银渣(含Pb、Ag、Cu等金属元素)中提取银的流程如图。
下列说法错误的是(　　)
A.“酸浸”过程中可用稀HNO3
代替NaNO3
B.“络合浸出”时,发生的离子反
应为Ag++2S===[Ag(SO3)2]3-
C.浸渣的主要成分是PbSO4
D.“还原析银”时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
B
解析　向焙烧之后的固体中加入H2SO4、NaCl、NaNO3则可得到含PbSO4、AgCl的滤渣,和含有CuSO4、Na2SO4的滤液,向滤渣中加入Na2SO3溶液进行络合浸出,过滤得到浸渣主要成分为PbSO4和含[Ag(SO3)2]3-的滤液,向滤液中加入甲醛,将[Ag(SO3)2]3-还原为Ag,同时HCHO转化为HCOO-。A.原酸浸液为H2SO4、NaCl和NaNO3,根据离子成分可知,“酸浸”过程中可用稀HNO3代替NaNO3,正确;B.由分析可知,“络合浸出”时AgCl和Na2SO3发生络合反应,该反应的离子反应为AgCl+2S===[Ag(SO3)2]3-+Cl-,错误;C.由分析可知,浸渣的主要成分是PbSO4,正确;D.由分析可知,“还原析银”时,甲醛将[Ag(SO3)2]3-还原为Ag,同时HCHO转化为HCOO-,则HCOO-为氧化产物,Ag为还原产物,根据得失电子守恒可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,正确。
11.(2024·山东日照二模)实验室中初步分离环己醇、苯酚、苯甲酸混合液的流程如下。下列说法错误的是(　　)
A.环己醇、苯酚、苯甲酸粗产品
依次由①、②、③获得
B.若试剂a为碳酸钠,可以通过观
察气泡现象控制试剂用量
C.“操作X”为蒸馏,“试剂b”可选用盐酸或CO2
D.试剂c可以选用盐酸或硫酸
B
解析　实验室中初步分离环己醇、苯酚、苯甲酸混合液,先向混合液中加入碳酸氢钠溶液,苯甲酸与碳酸氢钠反应生成苯甲酸钠进入水相Ⅰ,苯甲酸钠用稀盐酸或硫酸调节pH酸化可以得到苯甲酸,进一步处理得产品③为苯甲酸,有机相Ⅰ中有环己醇和苯酚,可以加入氢氧化钠或碳酸钠将苯酚转化为苯酚钠使其进入水相Ⅱ,调节pH进一步处理后得产品②为苯酚,则有机相Ⅱ为环己醇,通过洗涤、干燥等进一步处理可分离出产品①环己醇。A.由分析,产品①、②、③依次为环己醇、苯酚、苯甲酸,正确;B.由分析,有机相Ⅰ中有环己醇和苯酚,苯酚和碳酸钠反应得碳酸氢钠,不会产生CO2,没有气泡产生,错误;C.操作X是分离出环己醇,液态有机物分离,且沸点相差较大,可以用蒸馏,试剂b是将苯酚钠转化为苯酚,可以用盐酸或CO2,正确;D.试剂c是将苯甲酸钠转化为苯甲酸,强酸可以实现,故试剂c可以选用盐酸或硫酸,正确。
12.(2024·北京朝阳二模)粗盐中的杂质离子主要有S、Ca2+、Mg2+,采用如下方法得到精制盐水,进而制取精盐(部分流程略)。
已知:ⅰ.
物质 BaSO4 BaCO3 CaCO3 Mg(OH)2
Ksp(25 ℃) 1.1×10-10 2.6×10-9 3.4×10-9 5.6×10-12
ⅱ.粗盐水中c(S)>c(Ca2+)
下列说法不合理的是(　　)
A.过程Ⅰ中当溶液pH=11时,Mg2+已沉淀完全
B.过程Ⅱ中加入足量的BaCO3,盐水b中的阴离子仅含有Cl-、OH-
C.过程Ⅱ中若改为先加BaCl2溶液、过滤后再加Na2CO3溶液也能达到除杂目的
D.过程Ⅲ中滴加盐酸调节pH时,应调至溶液呈中性或微酸性
B
13.(2024·江苏南京二模)以磷石膏(含CaSO4和少量SiO2等)为原料制备轻质CaCO3的部分流程如图所示。室温下,(H2CO3)=4.5×10-7,(H2CO3)=4.7×10-11, Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。
下列说法不正确的是(　　)
A.0.1 mol·L-1 (NH4)2CO3溶液中:2c(C)B.室温下,pH=6的NH4Cl溶液中:c(NH3·H2O)=9.9×10-7 mol·L-1
C.“转化”后的清液中一定存在≥
D.“浸取”发生反应CaO+2N===Ca2++2NH3↑+H2O
C
解析　磷石膏(含CaSO4和少量SiO2等)中加入(NH4)2CO3溶液,CaSO4转化为CaCO3沉淀和(NH4)2SO4,过滤后,滤渣中含有CaCO3、SiO2;将滤渣煅烧,CaCO3分解为CaO和CO2气体;加入NH4Cl溶液浸取,滤渣为SiO2,滤液为CaCl2等;经过一系列操作后,可得到轻质CaCO3。A.0.1 mol·L-1 (NH4)2CO3溶液中,若不考虑水解,2c(C)=c(N),(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kh(C)> Kh(N),则2c(C)从而得出c(NH3·H2O)=c(H+)-c(OH-)=1×10-6 mol·L-1-1×10-8 mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1, 正确;C.“转化”后的清液中,CaCO3一定达到沉淀溶解平衡,而CaSO4不一定达到沉淀溶解平衡,则=c(Ca2+)≤,所以一定存在≤,不正确;D.“浸取”时,N水解生成的H+与CaO反应生成Ca2+和水,反应放出的热量促进NH3·H2O分解,所以发生反应CaO+2N===Ca2++2NH3↑+H2O,正确。
14.(2024·福建龙岩二模)工业上用石英砂(主要成分为SiO2)和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的流程如下(粗硅中含少量杂质Fe、Cu,高温氮化时杂质未参加反应)。下列说法正确的是(　　)
A.“还原”步骤中,C元素被还原
B.“操作X”是为了除去N2中的O2
C.“高温氮化”时发生了置换反应
D.“酸洗”步骤中,可以加入稀硫酸
B
解析　石英砂经过焦炭还原后得到粗硅,原料气中含氮气和氧气,经过操作X除去氧气,高温氮化时粗硅和氮气反应生成氮化硅,杂质铜和铁不反应,酸洗除去铁和铜,经过一系列操作得到氮化硅。A.石英砂经过焦炭还原后得到粗硅,焦炭反应后生成CO,C元素被氧化,错误;B.由分析可知,“操作X”是为了除去N2中的O2,正确;C.高温氮化时粗硅和氮气反应生成氮化硅,为化合反应,错误;D.“酸洗”步骤中,可以加入稀硝酸,除去铁和铜,铜与稀硫酸不反应,错误。
15.(2024·湖南怀化二模)工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4晶体的工艺流程如下图:
C

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