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提分小卷1　6+化学工艺流程
1.D　滤渣1的主要成分是SiO2,A错误;H2S为弱酸,属于弱电解质,故沉淀时反应的离子方程式为H2S+Cu2+CuS↓+2H+,B错误;由题给流程图可知,氟化操作中使用了HF,HF与玻璃中的SiO2会反应而腐蚀玻璃,故实验室模拟氟化操作不可以在烧瓶中进行,应该在塑料瓶中进行,C错误;蒸馏是将沸点不同的互溶液体分开的操作,其产物可以通过蒸馏的方法分离提纯,说明SbF5与SbCl5沸点不同,D正确。
2.C　为控制反应速率,“制气”即制备乙炔过程中可以使用饱和食盐水来代替水,A正确;“沉淀”反应的离子方程式为CO2+NH3·H2O+Na+NaHCO3↓+N,B正确;“转化”工序中发生的反应的化学方程式为CaCl2+H2SO4(浓)CaSO4+2HCl,“转化”所得HCl用于合成聚氯乙烯,C错误;“制气”产生的废渣为Ca(OH)2,在“灰蒸”过程中与氯化铵反应生成氨,回收氨以后可以在沉淀池中循环利用,D正确。
3.C　“碱浸”操作中,废料中的铝箔溶解并转化为Na[Al(OH)4],发生的反应为2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,故A正确;“操作①”为过滤操作,用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,故B正确;H2O2作还原剂,被氧化,不能换成O2,故C错误;“沉钴”时若Na2CO3浓度太大,溶液碱性较强会产生Co(OH)2杂质,导致产品不纯,故D正确。
4.D　ZnFe2O4中,Zn显+2价,O显-2价,依据化合物中各元素化合价的代数和为0,可求出铁元素为+3价,A正确;由题图分析可知,“净化Ⅰ”过程中加入ZnO,调节溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,B正确;“净化Ⅱ”中,加入ZnS,将Cu2+转化为难溶的CuS,发生的反应为ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq),C正确;“电解”过程中,Zn2+在阴极得电子生成Zn,则Zn为还原产物,D错误。
5.B　过程Ⅰ中当溶液pH=11时,c(OH-)=10-3 mol/L,c(Mg2+)= mol/L=5.6×10-6 mol/L<1.0×10-5 mol/L,Mg2+已沉淀完全,A正确;过程Ⅱ中加入足量的BaCO3,盐水b中的阴离子含有Cl-、OH-、C等,B错误;过程Ⅱ中若改为先加BaCl2溶液,发生反应Ba2++SBaSO4↓,过滤后再加Na2CO3溶液将Ca2+、过量的Ba2+除去,也能达到除杂目的,C正确;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,D正确。
6.D　由题给流程图可知,“氯化”反应的化学方程式为2FeTiO3+7Cl2+6C2TiCl4+
2FeCl3+6CO,在该反应中,Cl2中氯元素化合价降低,作氧化剂,C和FeTiO3作还原剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶8,A正确;根据元素守恒可知,TiC4与水反应制备TiO2·xH2O的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl,B正确;“合成”反应为CO+2H2CH3OH,反应物中的原子全部转化为目标产物,原子利用率达100%,C正确;电解精制浓缩海水生成Cl2和H2,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,“氯化”中7Cl2~6C~
6CO,CO与H2合成甲醇,192 t甲醇的物质的量为=6×106 mol,则需要的CO和H2的物质的量分别为6×106 mol、6×106 mol×2=1.2×107 mol,生成CO对应的Cl2的物质的量为7×106 mol,电解产生的氢气的物质的量为7×106 mol,还需额外补充H2的物质的量为1.2×107 mol-7×106 mol=5×106 mol,质量为5×106 mol×2 g/mol=10 t,D错误。
7.【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)
(2)N2(或氮气)
(3)温度过低,反应速率较小;温度过高,H2O2分解,增加其消耗量
(4)H2SO4(或硫酸)
(5)回收Ni2+,提高其产率(或降低粗硫酸镍中Ni2+的萃取率)
(6)10%
【解析】 (1)镍为28号元素,基态Ni的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。
(2)粗硫酸镍“焙烧脱氨”得到气体A,已知气体A中含有SO2,则Ni(NH4)2(SO4)2·6H2O中硫被还原,结合得失电子守恒,则氮元素化合价升高被氧化为氮气,Ni(NH4)2(SO4)2·6H2O“焙烧脱氨”反应的氧化产物为氮气。
(3)过氧化氢不稳定,受热容易分解。温度过低,反应速率较小;温度过高,H2O2分解,增加其消耗量,故“氧化”需控制温度在60~70 ℃。
(4)已知萃取除杂过程为NiR2+M2+MR2+Ni2+,皂化过程为HR+NaOHNaR+H2O,则在反萃取过程中需要加入酸使得MR2转化为HR且在生成硫酸镍过程中不引入新杂质,那么“反萃取”加入的试剂X为H2SO4。
(5)滤液中加入萃取剂萃取分离出含镍离子的水相,系列处理得到硫酸镍晶体,转皂过程中镍离子生成NiR2,萃取除杂过程中释放镍离子,故流程中“皂化”和“转皂”的目的是尽量更多地回收Ni2+,提高其产率(或降低粗硫酸镍中Ni2+的萃取率)。
(6)含有Ni2+的水溶液10 mL,用5 mL萃取剂萃取一次后,=,=,Ni2+的萃取率为×100%=10%。(选择题,每小题5分)
1.SbF5是非常强的路易斯酸,其酸性是硫酸的1 500万倍。以锑矿(主要成分为Sb2O3、Sb2O5及少量CuO、SiO2等杂质)为原料制备SbF5的工艺流程如图所示:
下列有关说法正确的是(　　)
[A]滤渣1的主要成分是H2SiO3
[B]沉淀时的反应为S2-+Cu2+CuS↓
[C]实验室模拟氟化操作可以在烧瓶中进行
[D]产物可以通过蒸馏的方法分离提纯,说明SbF5与SbCl5的沸点不同
2.(2025·贵州毕节二模)一种纯碱和聚氯乙烯联合生产工艺的流程如图所示,其中“碳化”步骤的主要产物是CaC2。下列说法错误的是(　　)
[A]为控制反应速率,“制气”步骤可用饱和食盐水代替水
[B]“沉淀”反应的离子方程式为Na++CO2+NH3·H2ONaHCO3↓+N
[C]“转化”所得Cl2用于合成聚氯乙烯
[D]流程中可循环利用的物质是NH3
3.(2025·湖南岳阳一模)实验室模拟利用含钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示:
已知:CoCO3、Co(OH)2难溶于水。
下列有关描述错误的是(　　)
[A]“碱浸”发生的反应为2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
[B]“操作①”用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
[C]“酸溶”反应中H2O2可以换成O2
[D]“沉钴”时若Na2CO3浓度太大,可能导致产品不纯
4.(2025·四川南充一模)锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO等)可用于湿法制锌,其流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]ZnFe2O4中铁元素为+3价
[B]“净化Ⅰ”过程中加入ZnO调节pH
[C]“净化Ⅱ”发生的反应为ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)
[D]“电解”过程中Zn为氧化产物
5.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
6.(2025·山东枣庄一模)为提高社会经济效益,钛厂、氯碱厂和甲醇厂进行联合生产,工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]“氯化”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶8
[B]制备TiO2·xH2O的化学方程式:TiCl4+
(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl
[C]“合成”反应中原子利用率达100%
[D]合成192 t甲醇理论上需额外补充H2 5 t
温馨提示:此系列题卡,非选择题每空2分
7.(12分)(2025·四川广安二模)在“双碳”背景下,我国新能源产业迅速发展,硫酸镍的需求量也随之增加。某电解厂粗硫酸镍[主要含Ni(NH4)2(SO4)2·6H2O,同时含有杂质Fe、Zn、Cu、Ca等元素的化合物]分离提纯的工艺流程如图所示:
已知:①25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
②皂化:HR+NaOHNaR+H2O;
转皂:2NaR+Ni2+NiR2+2Na+;
萃取除杂:NiR2+M2+MR2+Ni2+,式中M2+表示金属阳离子,HR为萃取剂。
③不同金属阳离子的萃取率与pH的关系如图所示。
根据以上信息回答下列问题。
(1)写出基态Ni的核外电子排布式:　　　　　　　　　　　　。
(2)已知气体A中含有SO2,Ni(NH4)2(SO4)2·6H2O“焙烧脱氨”反应的氧化产物为　　　　。
(3)“氧化”控制温度在60~70 ℃的原因是 　
。
(4)“反萃取”加入的试剂X为　　　　。
(5)萃取时,调节pH在4左右进行萃取除杂,流程中“皂化”和“转皂”的目的是　　　　　　　　　　　
　　　　 　。
(6)在一定条件下,用萃取剂萃取分离Ni2+时,经充分振荡分层后,有机层和水层中离子的物质的量浓度之比为2∶9。现含有Ni2+的水溶液10 mL,用 5 mL萃取剂萃取一次后,Ni2+的萃取率为　　　 　。(已知:萃取率=×100%)

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