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专题二　常见无机物的性质、转化及微流程
热点一　常见无机物的性质与用途
1.(2025·山东卷)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是(　　)
A.用明矾净化黄河水
B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢
D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
2.(2024·山东卷)物质性质决定用途,下列两者对应关系错误的是(　　)
A.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+的氧化性
C.制作豆腐时添加石膏,体现了CaSO4的难溶性
D.用氨水配制银氨溶液,体现了NH3的配位性
3.(2024·黑吉辽卷)家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是(　　)
A.用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性
B.酿米酒需晾凉米饭后加酒曲:乙醇受热易挥发
C.用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D.用碱液清洗厨房油污:油脂可碱性水解
高考热点:高考对元素及其化合物性质应用的考查主要集中两大主题:
(1)物质的性质与用途,主要考查常见元素及其化合物的性质及相关用途关系的辨析,内容紧扣教材,强调学以致用,一般难度较小。
(2)元素及其化合物的性质验证或探究主要涉及课标要求性质实验。
1.常见金属及其化合物的性质与用途
序号 重要性质 主要用途
(1) NaHCO3受热分解生成CO2,能与盐酸发生反应 用于焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂
(2) Na2CO3水解使溶液显碱性 用热的纯碱溶液洗去油污
(3) Na2O2与CO2、H2O(g)反应生成O2 用作呼吸面具或潜航器的供氧剂
(4) 铝具有较强的还原性,能发生铝热反应 用于焊接钢轨、冶炼不活泼的金属
(5) Al(OH)3是两性氢氧化物 用作胃酸中和剂
(6) 镁铝合金的密度小、强度大 用于制造高铁车厢、航空航天器等
(7) 铁粉具有还原性 用作食品包装袋内的抗氧化剂(或双吸剂)
(8) FeCl3溶液可氧化Cu 生成CuCl2 用FeCl3溶液蚀刻印刷铜质电路板
(9) Fe2O3是红棕色粉末, 俗称铁红 常用作油漆、涂料、油墨等红色颜料
(10) K2FeO4具有强氧化性,其被还原生成的Fe3+易水解得到Fe(OH)3胶体 常用作杀菌消毒剂和净水剂
(11) BaSO4难溶于水和酸,X射线不能透过 在医疗上用作“钡餐”
2.常见非金属及其化合物的性质与用途
序号 重要性质 主要用途
(1) SiO2导光性能强、抗干扰性能好 用于生产光导纤维
(2) 二氧化硫与O2反应 用作葡萄酒中的杀菌剂和抗氧化剂
(3) 二氧化硫具有漂白性 常用于漂白纸浆、毛、丝等
(4) 浓硫酸具有吸水性 常用作干燥剂(干燥中性、酸性气体)
(5) 液氨、固态CO2(干冰)汽化时吸收大量的热 常用作制冷剂
(6) 次氯酸盐(如NaClO等)具有强氧化性 用于漂白棉、麻、纸张等,或用作杀菌消毒剂
(7) 氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应 用氢氟酸刻蚀玻璃
1.(2025·黑龙江模拟)钠及其化合物在生活中有重要的应用,下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2与SO2的反应与CO2类似,能生成Na2SO3和O2
B.鉴别Na2CO3和NaHCO3可用饱和澄清石灰水
C.金属钠投入饱和NaCl溶液中可观察到有气体和沉淀生成
D.固体钠变成钠蒸气有金属键断裂,属于化学变化
2.(2025·湖北九师联盟高三质检)下列关于元素及其化合物性质的说法错误的是(　　)
A.Cu在氯气中燃烧产生棕黄色烟
B.SO2Cl2与H2O反应生成两种强酸
C.高温下C与SiO2反应可制备粗硅
D.常温下铝不与空气中的氧气发生反应
3.(2025·湖南岳阳模拟)物质的性质决定用途。下列两者对应关系不正确的是(　　)
A.Na2O2能吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具的供氧剂
B.FeCl3溶液呈酸性,可用于腐蚀电路板上的Cu
C.Al(OH)3呈弱碱性,可用于治疗胃酸过多
D.液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂
4.(2025·浙江1月选考)化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是(　　)
A.ClO2具有强氧化性,可用于杀菌消毒
B.聚丙烯是高分子材料,可用作吸水剂
C.Na2CO3溶液呈碱性,可用于除油污
D.硬铝密度小、强度高,抗腐蚀能力强,可用作飞机材料
5.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是(　　)
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 将SO2通入石蕊溶液,石蕊先变红,再褪色 SO2既有酸性,又有漂白性
B 制备SO2常用70%的硫酸,很少用浓硫酸 SO2具有强还原性,浓硫酸具有强氧化性
C 将SO2通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色 SO2具有漂白性
D 用NaOH溶液吸收SO2尾气 SO2是酸性氧化物
热点二　常见无机物的转化与应用
1.(2025·广东卷)能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是(　　)
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A.X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B.X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C.X可为钠,氧化物2可与水反应生成H2
D.X可为碳,盐的热稳定性:NaHCO3>Na2CO3
2.(2025·湖北卷)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是(　　)
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液pH升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
3.(2024·安徽卷)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是(　　)
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
高考热点:元素化合物知识是中学化学的重要组成部分,很多化学基本原理都是建立在元素化合物知识的基础上,自主命题试卷中,出现了单独考查元素及其化合物的性质、应用的题目,主要涉及中学化学常见金属、非金属单质及其化合物性质、用途、转化及制备等必备知识。此类试题考查能力层次较低,要求学生在熟练掌握教材知识的基础上进行适当的迁移应用,主要考查学生的逻辑推理与论证、知识迁移能力。
一、常见金属及其化合物的转化与应用
1.钠及其化合物
“价—类”二维图转化关系
2.铝及其化合物
“价—类”二维图转化关系
3.铁及其重要化合物
“价—类”二维图转化关系
二、常见非金属及其化合物的转化与应用
1.氯及其重要化合物
2.硫及其重要化合物
3.氮及其重要化合物
1.(2025·湖北二模)化学遵循哲学思想。下列变化不遵循“量变引起质变”的哲学思想的是(　　)
A.向1 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加1 mol·L-1稀盐酸,刚开始没有明显现象,后产生气体
B.向2% AgNO3溶液中滴加2%氨水,先产生沉淀,后沉淀溶解
C.向蓝色石蕊试纸上滴加氯水,试纸先变为红色,后迅速褪色
D.向装有细铁丝的两支试管中分别加入稀硫酸与浓硫酸,实验现象不同
2.(2025·八省联考内蒙古卷)下列有关物质的工业制备反应正确的是(　　)
A.侯氏制碱:2NaCl+2NH3+CO2+H2O===Na2CO3↓+2NH4Cl
B.制硝酸:NaNO3+HCl(浓)===NaCl+HNO3
C.制氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
D.冶炼铝:Al2O3+3H22Al+3H2O
3.有关金属冶炼或其原理的说法正确的是(　　)
A.给定条件下,物质转化:Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg能一步实现
B.工业上,常用电解熔融Al2O3的方法冶炼金属铝,且加入冰晶石作助熔剂
C.铝热法炼铁:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,反应物刚好完全反应,反应后固体质量增加
D.火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2其中Cu2S作还原剂
4.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
5.类比推理是化学中常用的思维方法,下列类比合理的是(　　)
选项 已知 类比
A 在焰色试验中KCl的火焰颜色为紫色 在焰色试验中K2CO3的火焰颜色也为紫色
B CO2是酸性氧化物,可与水反应 SiO2也是酸性氧化物,也可与水反应
C 25 ℃时溶解度:CaCO3D 向MgCl2溶液中加入过量NaOH溶液生成Mg(OH)2 向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液生成Al(OH)3
热点三　无机化工微流程
1.(2025·山东卷)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素,流程如下。
已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp(FeC2O4)=3.2×10-7。下列说法错误的是(　　)
A.试剂 X可选用Fe粉
B.试剂 Y可选用盐酸
C.“分离”后 Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)=10-20.4,下列说法错误的是(　　)
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4
3.(2024·福建卷)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含Sn。下列说法正确的是(　　)
A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B.“酸溶”时产生Al3+、Zn2+和Fe3+离子
C.“碱溶”时存在反应:Sn+2OH-+O2===Sn+H2O
D.“电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
高考热点:试题以工业生产、污染物处理中物质的转化为素材,考查学生对元素化合物的性质、化学实验的基本操作和化学基本概念等知识的掌握程度。此类试题以物质转化的工艺流程为载体,在相对陌生、简单的情景下,考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证能力。
解答无机化工微流程题的策略
(1)试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。
(2)操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
(3)杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。
(4)产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,实质是目标元素及其化合物的转化。
1.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
2.(2025·浙江新阵地教育联盟联考)以下流程可从含Cu2+的废液中回收高品质Cu2O。已知:CuCl是白色固体,难溶于水,可溶于Cl-浓度较大的体系,CuCl+2Cl-CuC(棕色),在碱性条件下易水解转化为Cu2O。
下列说法不正确的是(　　)
A.SO2在反应中表现还原性
B.试剂①可用饱和NaCl溶液
C.操作②是加水稀释,过滤
D.步骤③发生氧化还原反应
3.(2024·贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国1/3以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.“气体”主要成分是H2S,“溶液1”的主要溶质是Na2S
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱,以提高纯度
4.(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下:
已知:①H3PO4的电离常数:=6.9×10-3,
=6.2×10-8,=4.8×10-13。
②Na2HPO4·12H2O易风化。
下列说法错误的是(　　)
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入Na2CO3溶液
B.“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
专题突破练(二)　常见无机物的性质、转化及微流程
1.下列物质的性质与用途具有对应关系正确的是(　　)
A.Na2O2属于碱性氧化物,可用于制备少量氧气
B.NaClO有强氧化性,可用于对环境消毒
C.Na2CO3溶液显碱性,可用于去除矿物油(如煤油、柴油)的油污
D.Na2SO3具有还原性,可用于吸收含SO2的尾气
2.下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.N2的化学性质稳定,可用于金属焊接保护
B.H2O2具有还原性,可用于处理含氰废水
C.FeCl3溶液显酸性,可用于刻蚀覆铜板
D.Na2CO3溶液显碱性,可用于治疗胃酸过多
3.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.(NH4)2CO3受热易分解,可用作化肥
B.CH4性质稳定,可作为燃料电池的燃料
C.C2H5OH与水分子之间形成氢键,医用酒精可使蛋白质变性
D.CO可与血红蛋白中的Fe2+以配位键结合,CO会引起人体中毒
4.下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.NH3极易溶于水,液氨可用作制冷剂
B.NO2易溶于水,可用于制硝酸
C.N2H4具有还原性,可用作火箭燃料推进剂
D.HNO3具有氧化性,可用于制硝酸铵
5.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.BaSO4难溶于水,可用作隔音材料
B.CaO能与水反应,可作工业废气脱硫剂
C.Mg2+的半径比Ca2+小,MgO的熔点比CaO高
D.铍镍合金具有导电性,可以用于制造弹簧秤的弹簧
6.下列物质结构与性质或性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A.MgCl2易溶于水,可用于制作豆腐的凝固剂
B.MgO是碱性氧化物,可用于吸收燃煤烟气中的SO2
C.NaCl晶体中离子间存在较强的离子键,NaCl晶体的硬度较大
D.HC通过氢键缔合成较大的酸根,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3
7.(2025·安徽淮北高三质检)下列物质的应用与性质不对应的是(　　)
A.维生素C作抗氧化剂——还原性
B.ClO2作自来水消毒剂——氧化性
C.SO2作葡萄酒保鲜剂——漂白性
D.Na2CO3溶液作除污剂——碱性
8.(2025·安徽合肥统考一模)下表中各组物质不能按照如图所示的转化关系一步实现的是(　　)
选项 X Y Z
A Cl2 HClO NaClO
B Fe Fe2O3 Fe(OH)3
C SO2 SO3 H2SO4
D NO NO2 HNO3
9.(2024·江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是(　　)
A.HCl制备:NaCl溶液H2和Cl2HCl
B.金属Mg制备:Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
C.纯碱工业:NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
D.硫酸工业:FeS2SO2H2SO4
10.(2024·黑吉辽卷)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是(　　)
A.无色→蓝色:生成I2
B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用
D.淀粉作指示剂
11.(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是(　　)
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
12.(2025·安徽歙县阶段练)向盛有少量Na2O2的密闭容器(体积不变)中通入SO2,测定容器中O2的含量随时间变化曲线如图
则下列说法错误的是(　　)
A.ab段O2含量增加的原因:2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量缓慢降低的可能原因:反应生成O2的速率小于消耗O2的速率
C.c点O2含量高于a点,则此时反应产物中含有Na2SO3
D.取c点少量固体,加入BaCl2溶液有白色固体生成,证实有Na2SO4生成
13.(2025·江西赣州阶段练)为探究NO2的性质,设计了如下实验。
实验装置 实验操作及现象
①抽去毛玻璃片后,反应瓶内壁有白色固体物质生成,红棕色气体逐渐变浅,直至无色。 ②取白色固体物质溶于水,依次加入稀盐酸、BaCl2溶液,溶液中出现白色沉淀
下列说法错误的是(　　)
A.白色固体主要成分为SO3
B.物质氧化性:浓HNO3>NO2>SO3
C.由实验可知,能用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2与Br2(g)
D.实验后的剩余气体可用酸性KMnO4溶液处理,防止污染空气
14.(2025·广东梅州二模)“科学探究与创新意识”是化学学科核心素养之一。某研究小组用下图装置进行探究实验。下列说法正确的是(　　)
A.Ⅰ中70%H2SO4在反应中作氧化剂
B.取少量反应后Ⅱ中溶液加入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成
C.Ⅱ中发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+4OH-===2Fe2++S+2H2O
D.Ⅲ中溶液褪色,说明SO2具有漂白性
15.(2025·甘肃卷)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+===3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
16.(2024·黑吉辽卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是(　　)
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子 Zn2+ Cu2+ Cl-
浓度/(g·L-1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2===2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
17.(2025·山东济南高三期末)制备一种重要的含氯消毒剂—亚氯酸钠(NaClO2,受热易分解)的工艺流程如图,下列说法正确的是(　　)
A.“滤渣”的成分为MgCO3、CaCO3
B.两处HCl的作用相同
C.操作a为“减压蒸发”
D.理论上,产生气体A、B的物质的量之比为2∶1
18.(2025·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
19.以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是(　　)
A.浸渣中的物质是Fe3O4、SiO2和CaSO4
B.“净化除杂”需先加H2O2溶液再调节溶液的pH
C.操作a为蒸发浓缩、冷却结晶
D.“粗硼酸”中的主要杂质是七水硫酸镁
20.(2025·浙江镇海中学调研)以工业废铜泥[主要成分为CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3,含少量Fe]为主要原料制备CuCl产品的工艺流程如下。下列说法错误的是(　　)
A.除杂时,应在加入稀NaOH溶液前加入稍过量的过氧化氢溶液
B.在“除杂”后“过滤”前应适当升温以保证除杂效果
C.由核外电子排布知Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)稳定,但水相中少见Cu(Ⅰ)化合物的原因是Cu(Ⅰ)在水相中易歧化
D.洗涤时,应当用浓盐酸洗涤以减少CuCl产品在洗涤过程中的损失
21.(2025·福建泉州质检)SrCl2是一种治疗牙本质过敏症的牙膏添加剂。一种用工业碳酸锶(含少量BaCO3、FeO杂质)制取氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)的工业流程如下:
下列说法错误的是(　　)
A.Ksp(SrSO4)>Ksp(BaSO4)
B.溶液Ⅰ中发生了反应2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
C.工业碳酸锶的纯度为×100%
D.系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶等操作
22.电子级氢氟酸为无色透明液体,沸点为112.2 ℃,易溶于水,是生产高端半导体、集成电路不可或缺的基础化工材料。以萤石粉(主要成分为CaF2,含有少量SiO2和微量As2O3等)为原料制备电子级氢氟酸的工艺流程如下,下列说法正确的是(　　)
A.“酸浸”时发生氧化还原反应
B.滤渣的主要成分是SiO2
C.“精馏”设备可使用玻璃仪器
D.“氧化”时将AsF3氧化为AsF5,AsF5的沸点高于AsF3
23.以碲铜废料(主要含Cu2Te)为原料回收碲单质的一种工艺流程如下:
已知:①“氧化酸浸”生成CuSO4和二元弱酸H2TeO3
②CuC2O4+H2C2O4[Cu(C2O4)2]2-+2H+
下列说法错误的是(　　)
A.“氧化酸浸”时,H2O2作氧化剂
B.“沉铜”时,需加过量Na2C2O4
C.螯合物Na2[Cu(C2O4)2]中Cu(Ⅱ)的配位数为4
D.“还原”时,发生的主要反应为H2TeO3+2S+H2O
24.(2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是(　　)
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B.Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H2OHS-+OH-
C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中=4.0×10-12
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水专题二　常见无机物的性质、转化及微流程
热点一　常见无机物的性质与用途
1.(2025·山东卷)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是(　　)
A.用明矾净化黄河水
B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢
D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
答案　B
解析　明矾中Al3+水解形成的Al(OH)3胶体可吸附黄河水中的悬浮物,从而达到净水的目的,A不符合题意;漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,其具有强氧化性,会破坏蚕丝的蛋白质结构,故B符合题意;水垢的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2等,其均可溶于食醋,故C不符合题意;小苏打即NaHCO3,其可与酸反应且受热易分解出CO2,故可用作糕点膨松剂,D不符合题意。
2.(2024·山东卷)物质性质决定用途,下列两者对应关系错误的是(　　)
A.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+的氧化性
C.制作豆腐时添加石膏,体现了CaSO4的难溶性
D.用氨水配制银氨溶液,体现了NH3的配位性
答案　C
解析　A.SO2是酸性氧化物,石灰乳为Ca(OH)2,呈碱性,吸收SO2体现了Ca(OH)2的碱性,A正确;B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,发生的反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,体现了Fe3+的氧化性,B正确;C.制作豆腐时添加石膏,利用的是在胶体中加入电解质发生聚沉这一性质,与CaSO4难溶性无关,C错误;D.银氨溶液的配制是在硝酸银中逐滴加入氨水,先生成白色沉淀AgOH,最后生成易溶于水的[Ag(NH3)2]OH,[Ag(NH3)2]OH中Ag+和NH3之间以配位键结合,体现了NH3的配位性,D正确。
3.(2024·黑吉辽卷)家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是(　　)
A.用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性
B.酿米酒需晾凉米饭后加酒曲:乙醇受热易挥发
C.用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D.用碱液清洗厨房油污:油脂可碱性水解
答案　B
解析　过氧碳酸钠结构中的过氧键有较强的氧化性,可以漂白衣物,A正确;酒曲中含有酵母菌,高温可使酵母菌失活,故酿米酒需晾凉米饭后加酒曲,B错误;水垢的主要成分为碳酸钙,柠檬酸可以去除水垢说明柠檬酸的酸性比碳酸的强,C正确;油脂在碱性条件下水解生成易溶于水的甘油和高级脂肪酸盐,故可以用碱液清洗厨房油污,D正确。
高考热点:高考对元素及其化合物性质应用的考查主要集中两大主题:
(1)物质的性质与用途,主要考查常见元素及其化合物的性质及相关用途关系的辨析,内容紧扣教材,强调学以致用,一般难度较小。
(2)元素及其化合物的性质验证或探究主要涉及课标要求性质实验。
1.常见金属及其化合物的性质与用途
序号 重要性质 主要用途
(1) NaHCO3受热分解生成CO2,能与盐酸发生反应 用于焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂
(2) Na2CO3水解使溶液显碱性 用热的纯碱溶液洗去油污
(3) Na2O2与CO2、H2O(g)反应生成O2 用作呼吸面具或潜航器的供氧剂
(4) 铝具有较强的还原性,能发生铝热反应 用于焊接钢轨、冶炼不活泼的金属
(5) Al(OH)3是两性氢氧化物 用作胃酸中和剂
(6) 镁铝合金的密度小、强度大 用于制造高铁车厢、航空航天器等
(7) 铁粉具有还原性 用作食品包装袋内的抗氧化剂(或双吸剂)
(8) FeCl3溶液可氧化Cu 生成CuCl2 用FeCl3溶液蚀刻印刷铜质电路板
(9) Fe2O3是红棕色粉末, 俗称铁红 常用作油漆、涂料、油墨等红色颜料
(10) K2FeO4具有强氧化性,其被还原生成的Fe3+易水解得到Fe(OH)3胶体 常用作杀菌消毒剂和净水剂
(11) BaSO4难溶于水和酸,X射线不能透过 在医疗上用作“钡餐”
2.常见非金属及其化合物的性质与用途
序号 重要性质 主要用途
(1) SiO2导光性能强、抗干扰性能好 用于生产光导纤维
(2) 二氧化硫与O2反应 用作葡萄酒中的杀菌剂和抗氧化剂
(3) 二氧化硫具有漂白性 常用于漂白纸浆、毛、丝等
(4) 浓硫酸具有吸水性 常用作干燥剂(干燥中性、酸性气体)
(5) 液氨、固态CO2(干冰)汽化时吸收大量的热 常用作制冷剂
(6) 次氯酸盐(如NaClO等)具有强氧化性 用于漂白棉、麻、纸张等,或用作杀菌消毒剂
(7) 氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应 用氢氟酸刻蚀玻璃
1.(2025·黑龙江模拟)钠及其化合物在生活中有重要的应用,下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2与SO2的反应与CO2类似,能生成Na2SO3和O2
B.鉴别Na2CO3和NaHCO3可用饱和澄清石灰水
C.金属钠投入饱和NaCl溶液中可观察到有气体和沉淀生成
D.固体钠变成钠蒸气有金属键断裂,属于化学变化
答案　C
解析　Na2O2有氧化性,SO2有还原性,二者反应生成Na2SO4,没有O2生成,A错误;饱和澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应都会产生沉淀,不能用于鉴别Na2CO3和NaHCO3,B错误;金属钠投入饱和氯化钠溶液中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,饱和NaCl溶液变为过饱和溶液,会有氯化钠固体析出,则观察到的实验现象为有无色气体放出和白色沉淀生成,C正确;物质的三态变化没有新物质生成,属于物理变化,D错误。
2.(2025·湖北九师联盟高三质检)下列关于元素及其化合物性质的说法错误的是(　　)
A.Cu在氯气中燃烧产生棕黄色烟
B.SO2Cl2与H2O反应生成两种强酸
C.高温下C与SiO2反应可制备粗硅
D.常温下铝不与空气中的氧气发生反应
答案　D
解析　Cu在氯气中燃烧产生棕黄色烟(CuCl2),A正确;SO2Cl2与H2O反应生成H2SO4和HCl,B正确;高温下C与SiO2反应生成粗硅和CO,C正确;常温下Al能与O2反应生成氧化铝,D错误。
3.(2025·湖南岳阳模拟)物质的性质决定用途。下列两者对应关系不正确的是(　　)
A.Na2O2能吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具的供氧剂
B.FeCl3溶液呈酸性,可用于腐蚀电路板上的Cu
C.Al(OH)3呈弱碱性,可用于治疗胃酸过多
D.液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂
答案　B
解析　FeCl3溶液有强氧化性,可用于腐蚀电路板上的Cu,与其溶液呈酸性无关,B错误。
4.(2025·浙江1月选考)化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是(　　)
A.ClO2具有强氧化性,可用于杀菌消毒
B.聚丙烯是高分子材料,可用作吸水剂
C.Na2CO3溶液呈碱性,可用于除油污
D.硬铝密度小、强度高,抗腐蚀能力强,可用作飞机材料
答案　B
解析　A项,ClO2具有强氧化性,能使蛋白质变性,可用于杀菌消毒,A正确;B项,聚丙烯属于有机合成高分子材料,不含有亲水基团,不能用作吸水剂,B错误;C项,油污可以在碱性环境下水解,Na2CO3溶液由于碳酸根离子的水解,使溶液呈碱性,因此可用于除油污,C正确;D项,硬铝合金具有密度小、强度高的优良特性,其表面会形成致密的氧化膜,抗腐蚀性强,因此可用作航空材料,D正确。
5.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是(　　)
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 将SO2通入石蕊溶液,石蕊先变红,再褪色 SO2既有酸性,又有漂白性
B 制备SO2常用70%的硫酸,很少用浓硫酸 SO2具有强还原性,浓硫酸具有强氧化性
C 将SO2通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色 SO2具有漂白性
D 用NaOH溶液吸收SO2尾气 SO2是酸性氧化物
答案　D
解析　A.SO2只能使石蕊溶液变红,不会使之褪色,A选项错误;B.浓硫酸虽有氧化性,但浓硫酸不能氧化SO2;不用浓硫酸制备SO2,是因为反应速率太慢,B选项错误;C.SO2使酸性高锰酸钾褪色,体现了SO2的还原性,C选项错误;D.SO2有毒且有酸性,用NaOH对其进行尾气处理,D选项正确。
热点二　常见无机物的转化与应用
1.(2025·广东卷)能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是(　　)
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A.X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B.X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C.X可为钠,氧化物2可与水反应生成H2
D.X可为碳,盐的热稳定性:NaHCO3>Na2CO3
答案　B
解析　若X为铝,则Al与O2反应生成Al2O3,Al2O3不能与O2反应,不满足该转化关系,A错误;X为S时,能满足该转化关系:SSO2SO3H2SO4Na2SO4,则氧化物1为SO2,SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,B正确;X为钠时,能满足该转化关系:NaNa2ONa2O2NaOHNaCl,则氧化物2为过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氧气,C错误;碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、二氧化碳和水,故热稳定性:NaHCO32.(2025·湖北卷)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是(　　)
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液pH升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
答案　A
解析　固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则C为NH3,G是强酸,则E是NO,F是NO2,G是HNO3;H是白色固体,常用作钡餐,H是BaSO4,D是BaCl2,A和B分别是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O,C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl,则A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O。A.在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl),铵根浓度增大,抑制了NH3·H2O的电离,OH-浓度减小,溶液pH减小,A错误;B.D(BaCl2)易溶于水,溶于水电离出Ba2+,钡是重金属,有毒,B正确;C.F(NO2)与水反应生成强酸硝酸,故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正确;D.G是HNO3,常温下浓HNO3将Fe钝化,故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸,D正确。
3.(2024·安徽卷)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是(　　)
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
答案　D
解析　氯气和水反应生成HCl和HClO,不能直接生成NaClO,A项错误;SO2和水反应生成H2SO3,不能直接生成H2SO4,B项错误;Fe2O3难溶于水,不与水反应,不能直接生成Fe(OH)3,C项错误;CO2和H2O反应生成H2CO3,H2CO3和少量Ca(OH)2反应生成Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3、H2O、CO2,D项正确。
高考热点:元素化合物知识是中学化学的重要组成部分,很多化学基本原理都是建立在元素化合物知识的基础上,自主命题试卷中,出现了单独考查元素及其化合物的性质、应用的题目,主要涉及中学化学常见金属、非金属单质及其化合物性质、用途、转化及制备等必备知识。此类试题考查能力层次较低,要求学生在熟练掌握教材知识的基础上进行适当的迁移应用,主要考查学生的逻辑推理与论证、知识迁移能力。
一、常见金属及其化合物的转化与应用
1.钠及其化合物
“价—类”二维图转化关系
2.铝及其化合物
“价—类”二维图转化关系
3.铁及其重要化合物
“价—类”二维图转化关系
二、常见非金属及其化合物的转化与应用
1.氯及其重要化合物
2.硫及其重要化合物
3.氮及其重要化合物
1.(2025·湖北二模)化学遵循哲学思想。下列变化不遵循“量变引起质变”的哲学思想的是(　　)
A.向1 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加1 mol·L-1稀盐酸,刚开始没有明显现象,后产生气体
B.向2% AgNO3溶液中滴加2%氨水,先产生沉淀,后沉淀溶解
C.向蓝色石蕊试纸上滴加氯水,试纸先变为红色,后迅速褪色
D.向装有细铁丝的两支试管中分别加入稀硫酸与浓硫酸,实验现象不同
答案　C
解析　A.Na2CO3与稀盐酸反应分步进行,依次为C+H+===CO2↑+H2O,遵循“量变引起质变”的哲学思想,A不符合题意;B.AgNO3溶液与氨水反应,先产生AgOH沉淀,后沉淀溶解生成[Ag(NH3)2]OH,反应分步进行,遵循“量变引起质变”的哲学思想,B不符合题意;C.氯水中的H+使试纸变红,氯水中具有漂白性的HClO使红色褪去,不遵循“量变引起质变”的哲学思想,C符合题意;D.铁丝与稀硫酸、浓硫酸反应实验现象不同,是因为硫酸浓度不同导致反应原理不同,遵循“量变引起质变”的哲学思想,D不符合题意。
2.(2025·八省联考内蒙古卷)下列有关物质的工业制备反应正确的是(　　)
A.侯氏制碱:2NaCl+2NH3+CO2+H2O===Na2CO3↓+2NH4Cl
B.制硝酸:NaNO3+HCl(浓)===NaCl+HNO3
C.制氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
D.冶炼铝:Al2O3+3H22Al+3H2O
答案　C
解析　A.侯氏制碱法是将氨气和二氧化碳通入饱和食盐水中生成碳酸氢钠,再将生成的碳酸氢钠分解生成碳酸钠,其化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,A错误;B.工业制硝酸是利用氨的催化氧化将氨转化为NO,再与氧气反应生成NO2,最后用水吸收得到硝酸,具体的反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2===2NO2、H2O+3NO2===2HNO3+NO,B错误;C.工业制氯气是利用电解饱和食盐水的方法,其化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,C正确;D.工业冶炼金属铝是利用电解熔融氧化铝的原理,其化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑,D错误。
3.有关金属冶炼或其原理的说法正确的是(　　)
A.给定条件下,物质转化:Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg能一步实现
B.工业上,常用电解熔融Al2O3的方法冶炼金属铝,且加入冰晶石作助熔剂
C.铝热法炼铁:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,反应物刚好完全反应,反应后固体质量增加
D.火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2其中Cu2S作还原剂
答案　B
解析　A.氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁,电解氯化镁溶液无法得到Mg,A错误;B.工业上常用电解熔融Al2O3的方式冶炼金属铝,且加入冰晶石作助熔剂,B正确;C.铝热法炼铁,根据反应方程式可知,反应物和生成物都是固体,反应物刚好完全反应,反应后固体质量不变,C错误;D.火法炼铜,该反应中Cu2S中的Cu得电子化合价降低作氧化剂,Cu2S中的S失电子化合价升高作还原剂,因此Cu2S既是氧化剂也是还原剂,D错误。
4.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
答案　C
解析　由题图可知,a为Fe,b中含有Fe2+,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,e中含有Fe3+。Fe+2Fe3+===3Fe2+,a可与e反应生成b,A推断合理;Fe2+既可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe,B推断合理;可将饱和的Fe3+溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体,而不是浓碱液中,C推断不合理;可存在Fe2+Fe(OH)2 Fe(OH)3Fe3+Fe2+的循环转化关系,D推断合理。
5.类比推理是化学中常用的思维方法,下列类比合理的是(　　)
选项 已知 类比
A 在焰色试验中KCl的火焰颜色为紫色 在焰色试验中K2CO3的火焰颜色也为紫色
B CO2是酸性氧化物,可与水反应 SiO2也是酸性氧化物,也可与水反应
C 25 ℃时溶解度:CaCO3D 向MgCl2溶液中加入过量NaOH溶液生成Mg(OH)2 向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液生成Al(OH)3
答案　A
解析　在焰色试验中KCl的火焰颜色为紫色,在焰色试验中K2CO3的火焰颜色也为紫色,都是钾元素的焰色,A正确;CO2是酸性氧化物,SiO2也是酸性氧化物,均能与碱反应生成盐和水,但是SiO2不溶于水,也不与水反应,B错误;25 ℃时溶解度:Na2CO3(21.5 g)>NaHCO3(9.6 g),C错误;向MgCl2溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成Mg(OH)2,向AlCl3溶液加入少量氢氧化钠溶液生成Al(OH)3,氢氧化钠溶液过量时,沉淀溶解,生成四羟基合铝酸钠,D错误。
热点三　无机化工微流程
1.(2025·山东卷)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素,流程如下。
已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp(FeC2O4)=3.2×10-7。下列说法错误的是(　　)
A.试剂 X可选用Fe粉
B.试剂 Y可选用盐酸
C.“分离”后 Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
答案　 A
解析　钢渣用盐酸酸浸后,CaO、FeO、Fe2O3分别转化成Ca2+、Fe2+、Fe3+进入滤液Ⅰ中,则滤渣Ⅰ为SiO2,根据已知信息,CaC2O4的Ksp与FeC2O4的接近,而Fe2(C2O4)3能溶于水,则要想有效分离Ca、Fe元素,滤渣Ⅱ只能是CaC2O4,为了防止生成FeC2O4,需要将滤液Ⅰ中的Fe2+完全转化成Fe3+以保证Fe元素留在滤液Ⅱ中,因此试剂X需氧化Fe2+,滤渣Ⅰ用NaOH溶液碱浸得到Na2SiO3溶液,向其中加入试剂Y经一系列操作得到SiO2。结合上述分析可知,试剂X不能用Fe粉,A错误;向Na2SiO3溶液中加酸可得到H2SiO3,H2SiO3受热分解可得到SiO2,因此试剂Y可以为盐酸,B正确;“分离”后,Fe元素在滤液Ⅱ中,C正确;CaC2O4存在沉淀溶解平衡:CaC2O4(s)Ca2+(aq)+C2(aq),若酸浸后滤液Ⅰ的pH过小,则C2浓度降低,平衡正向移动,导致CaC2O4的质量减少,D正确。
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)=10-20.4,下列说法错误的是(　　)
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4
答案　C
解析　“浸出”过程中硫酸可作催化剂催化稻草中的纤维素水解生成葡萄糖,还可作浸取剂与金属氧化物反应得到含金属离子的溶液,A正确;该流程中所用生物质为稻草,而稻草来源广泛且可再生,故B正确;结合“浸出”后的操作及产物可知,“浸出”时MnO2被葡萄糖还原为Mn2+,Co3O4被还原为Co2+,Fe2O3转化为Fe3+,Fe的化合价不变,故Fe未被还原,C错误;“沉钴”后的上层清液为CoS的饱和溶液,存在c(Co2+)·c(S2-)=Ksp(CoS)=10-20.4,D正确。
3.(2024·福建卷)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含Sn。下列说法正确的是(　　)
A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B.“酸溶”时产生Al3+、Zn2+和Fe3+离子
C.“碱溶”时存在反应:Sn+2OH-+O2===Sn+H2O
D.“电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
答案　C
解析　废线路板先机械粉碎,可以增加其反应的接触面积,加入稀盐酸后铝、锌、铁溶解,进入滤液,通入氧气和加氢氧化钠,可以溶解锡和铅,最后电解精炼得到铜。A项,机械粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,A错误;B项,酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的Al3+、Zn2+、Fe2+离子,B错误;C项,“碱溶”时根据产物中Sn,存在反应:Sn+2OH-+O2===Sn+H2O,故C正确;D项,电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应,逐步溶解,故D错误。
高考热点:试题以工业生产、污染物处理中物质的转化为素材,考查学生对元素化合物的性质、化学实验的基本操作和化学基本概念等知识的掌握程度。此类试题以物质转化的工艺流程为载体,在相对陌生、简单的情景下,考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证能力。
解答无机化工微流程题的策略
(1)试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。
(2)操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
(3)杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。
(4)产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,实质是目标元素及其化合物的转化。
1.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
答案　B
解析　黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500 ℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到H2SO4。A.反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,故A正确;B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率,故B错误;C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,故C正确;D.硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,故D正确。
2.(2025·浙江新阵地教育联盟联考)以下流程可从含Cu2+的废液中回收高品质Cu2O。已知:CuCl是白色固体,难溶于水,可溶于Cl-浓度较大的体系,CuCl+2Cl-CuC(棕色),在碱性条件下易水解转化为Cu2O。
下列说法不正确的是(　　)
A.SO2在反应中表现还原性
B.试剂①可用饱和NaCl溶液
C.操作②是加水稀释,过滤
D.步骤③发生氧化还原反应
答案　D
解析　由流程图可知,先向含铜废液中通入SO2和饱和NaCl溶液反应生成CuC,加水稀释,氯离子浓度降低,生成CuCl沉淀,过滤,控制温度和pH使其水解转化为Cu2O。A项,SO2将Cu2+还原为Cu+,为还原剂,在反应中表现还原性,故A项正确;B项,试剂①可用饱和NaCl溶液,故B项正确;C项,操作②为加水稀释,氯离子浓度降低,生成CuCl沉淀,过滤,故C项正确;D项,步骤③中各元素化合价均未改变,则未发生氧化还原反应,故D项错误。
3.(2024·贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国1/3以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.“气体”主要成分是H2S,“溶液1”的主要溶质是Na2S
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱,以提高纯度
答案　B
解析　根据原子守恒可知,BaS溶液与盐酸反应生成的气体为H2S,酸化后的溶液中含有BaCl2、HCl等,加入过量NaOH后,生成氯化钠、氢氧化钡,则“溶液1”中溶质主要为氯化钠、氢氧化钠,A错误;经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可从溶液中得到Ba(OH)2·8H2O,B正确;根据化合物中元素正负化合价代数和为零可知,Ti(OC4H9)4中Ti的化合价为+4,则“合成反应”中生成BaTiO3的反应各元素化合价未发生变化,该反应是非氧化还原反应,C错误;残留的碱为Ba(OH)2,H2SO4与Ba(OH)2反应会产生BaSO4沉淀,降低BaTiO3的纯度,D错误。
4.(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下:
已知:①H3PO4的电离常数:=6.9×10-3,
=6.2×10-8,=4.8×10-13。
②Na2HPO4·12H2O易风化。
下列说法错误的是(　　)
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入Na2CO3溶液
B.“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
答案　C
解析　H3PO4和Na2CO3先发生反应,通过加入X调节pH,使产物完全转化为Na2HPO4,通过结晶、过滤、干燥,最终得到Na2HPO4·12H2O成品。A.铁是较活泼金属,可与H3PO4反应生成氢气,故“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入Na2CO3溶液,A项正确;B.若“中和”工序加入Na2CO3过量,则需要加入酸性物质来调节pH,为了不引入新杂质,可加入H3PO4;若“中和”工序加入H3PO4过量,则需要加入碱性物质来调节pH,为了不引入新杂质,可加入NaOH,所以“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4,B项正确;C.“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液,由已知可知H3PO4的=6.2×10-8,=4.8×10-13,则HP≈1.6×10-7,由于Kh>,则Na2HPO4的水解程度大于电离程度,溶液显碱性,C项错误;D.由于Na2HPO4·12H2O易风化失去结晶水,故“干燥”工序需要在低温下进行,D项正确。
专题突破练(二)　常见无机物的性质、转化及微流程
1.下列物质的性质与用途具有对应关系正确的是(　　)
A.Na2O2属于碱性氧化物,可用于制备少量氧气
B.NaClO有强氧化性,可用于对环境消毒
C.Na2CO3溶液显碱性,可用于去除矿物油(如煤油、柴油)的油污
D.Na2SO3具有还原性,可用于吸收含SO2的尾气
答案　B
解析　过氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、水和氧气,不是碱性氧化物,A错误;次氯酸钠具有强氧化性,能够使蛋白质变性,可用于对环境消毒,B正确;Na2CO3的水溶液呈碱性,有利于油脂的水解,但是不能去除矿物油(如煤油、柴油)的油污,C错误;Na2SO3可用于吸收含SO2的尾气,发生反应:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,该反应是非氧化还原反应,D错误。
2.下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.N2的化学性质稳定,可用于金属焊接保护
B.H2O2具有还原性,可用于处理含氰废水
C.FeCl3溶液显酸性,可用于刻蚀覆铜板
D.Na2CO3溶液显碱性,可用于治疗胃酸过多
答案　A
解析　N2的化学性质稳定,可用作金属焊接的保护气,A正确;碱性条件下H2O2可将CN-氧化生成N2,H2O2表现氧化性,可用于处理含氰废水,B错误;FeCl3具有较强氧化性,与Cu反应生成FeCl2、CuCl2,可用于刻蚀覆铜板,与FeCl3溶液显酸性无关,C错误;Na2CO3溶液碱性太强,具有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,治疗胃酸过多的药物可以是NaHCO3,D错误。
3.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.(NH4)2CO3受热易分解,可用作化肥
B.CH4性质稳定,可作为燃料电池的燃料
C.C2H5OH与水分子之间形成氢键,医用酒精可使蛋白质变性
D.CO可与血红蛋白中的Fe2+以配位键结合,CO会引起人体中毒
答案　D
解析　(NH4)2CO3含有N元素,可用作化肥,与其受热易分解的性质无关,A错误;CH4具有可燃性,可作为燃料电池的燃料,与其性质稳定无关,B错误;C2H5OH与水分子之间形成氢键,可溶于水,与医用酒精可使蛋白质变性无关,C错误;CO可与血红蛋白中的Fe2+以配位键结合,使血红蛋白失去运输氧能力,CO会引起人体中毒,D正确。
4.下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.NH3极易溶于水,液氨可用作制冷剂
B.NO2易溶于水,可用于制硝酸
C.N2H4具有还原性,可用作火箭燃料推进剂
D.HNO3具有氧化性,可用于制硝酸铵
答案　C
解析　液氨汽化吸收大量的热,所以可用作制冷剂,与其极易溶于水的性质无关,A错误;二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,可用于制造硝酸,B错误;N2H4具有还原性,易燃烧,燃烧产生大量的热,可用于火箭燃料推进剂,C正确;HNO3具有酸性,可用于制硝酸铵,D错误。
5.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.BaSO4难溶于水,可用作隔音材料
B.CaO能与水反应,可作工业废气脱硫剂
C.Mg2+的半径比Ca2+小,MgO的熔点比CaO高
D.铍镍合金具有导电性,可以用于制造弹簧秤的弹簧
答案　C
解析　BaSO4具有高吸音性能,可用作隔音材料,与BaSO4难溶于水无关,A错误;氧化钙和二氧化硫反应得到亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧化得到硫酸钙,避免生成污染气体,可以用作脱硫剂,B错误;离子晶体的熔点取决于离子的半径和电荷,Mg2+和Ca2+所带的电荷数相同,Mg2+的半径比Ca2+小,MgO的熔点比CaO高,C正确;铍镍合金具有延展性,可以用于制造弹簧秤的弹簧,D错误。
6.下列物质结构与性质或性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A.MgCl2易溶于水,可用于制作豆腐的凝固剂
B.MgO是碱性氧化物,可用于吸收燃煤烟气中的SO2
C.NaCl晶体中离子间存在较强的离子键,NaCl晶体的硬度较大
D.HC通过氢键缔合成较大的酸根,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3
答案　A
解析　MgCl2溶于水电离出的离子能使胶体聚沉,则MgCl2可用于制作豆腐的凝固剂,与其易溶于水无关,A错误;SO2是酸性氧化物,MgO是碱性氧化物,可用于吸收燃煤烟气中的SO2,B正确;NaCl是离子化合物,晶体中离子间存在较强的离子键,使NaCl晶体的硬度较大,C正确;HC间通过氢键缔合成较大的酸根,使 HC与水分子间的氢键减弱,导致NaHCO3的溶解度降低而小于Na2CO3,D正确。
7.(2025·安徽淮北高三质检)下列物质的应用与性质不对应的是(　　)
A.维生素C作抗氧化剂——还原性
B.ClO2作自来水消毒剂——氧化性
C.SO2作葡萄酒保鲜剂——漂白性
D.Na2CO3溶液作除污剂——碱性
答案　C
解析　A.维生素C具有还原性,可作抗氧化剂,A不符合题意;B.ClO2具有氧化性,可作自来水消毒剂,B不符合题意;C.SO2可以杀菌消毒,能作葡萄酒保鲜剂,与漂白性无关,C符合题意;D.Na2CO3溶液呈碱性,可作除污剂,D不符合题意。
8.(2025·安徽合肥统考一模)下表中各组物质不能按照如图所示的转化关系一步实现的是(　　)
选项 X Y Z
A Cl2 HClO NaClO
B Fe Fe2O3 Fe(OH)3
C SO2 SO3 H2SO4
D NO NO2 HNO3
答案　B
解析　A.Cl2和H2O反应生成HClO,HClO和NaOH反应生成NaClO,NaClO和HCl反应生成Cl2,可以实现,A不选;B.Fe和O2反应生成Fe3O4,Fe2O3不能和水反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3不能直接生成Fe,故不能实现,B选;C.SO2和O2反应生成SO3,SO3和H2O反应生成H2SO4,Cu和浓H2SO4反应生成SO2,可以实现,C不选;D.NO和O2反应生成NO2,NO2和H2O反应生成HNO3,Cu和稀HNO3反应生成NO,可以实现,D不选。
9.(2024·江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是(　　)
A.HCl制备:NaCl溶液H2和Cl2HCl
B.金属Mg制备:Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
C.纯碱工业:NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
D.硫酸工业:FeS2SO2H2SO4
答案　A
解析　电解NaCl溶液可得到NaOH、H2和Cl2,H2在Cl2中燃烧可生成HCl,A正确;电解MgCl2溶液得到Mg(OH)2,B错误;H2CO3的酸性比HCl弱,故NaCl溶液中通入CO2不能得到NaHCO3,C错误;SO2与H2O反应生成H2SO3,D错误。
10.(2024·黑吉辽卷)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是(　　)
A.无色→蓝色:生成I2
B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用
D.淀粉作指示剂
答案　C
解析　由无色变为蓝色,是因为反应生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝,A正确;由蓝色变为无色,说明碘单质被消耗,即碘单质转化为化合态,B正确;由上述分析可知,过氧化氢作还原剂,C错误;淀粉作指示剂,与碘单质作用而显示颜色,D正确。
11.(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是(　　)
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
答案　B
解析　a和b在加热条件下仅生成无色气体e,故a和b的反应为NH4NO3和Ba(OH)2在加热条件下生成氨气的反应,b既可与a反应生成NH3,又可和c反应生成白色沉淀,故b为Ba(OH)2,a为NH4NO3,则c为Na2CO3或AlCl3;b和c、c和d反应均可生成白色沉淀f,则白色沉淀f为Al(OH)3,c为AlCl3、d为Na2CO3、g为CO2。由分析知,a为NH4NO3,N水解使溶液呈酸性,A错误;Al(OH)3可与强碱反应生成四羟基合铝酸根离子,故可溶于过量的Ba(OH)2中,B正确;AlCl3与过量的NH3反应生成Al(OH)3白色沉淀,C错误;Ba(OH)2和Na2CO3反应生成BaCO3,BaCO3可以溶于稀硝酸生成二氧化碳和Ba(NO3)2,D错误。
12.(2025·安徽歙县阶段练)向盛有少量Na2O2的密闭容器(体积不变)中通入SO2,测定容器中O2的含量随时间变化曲线如图
则下列说法错误的是(　　)
A.ab段O2含量增加的原因:2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量缓慢降低的可能原因:反应生成O2的速率小于消耗O2的速率
C.c点O2含量高于a点,则此时反应产物中含有Na2SO3
D.取c点少量固体,加入BaCl2溶液有白色固体生成,证实有Na2SO4生成
答案　D
解析　向盛有少量Na2O2的密闭容器中通入SO2,由图像可知发生的反应可能有:①2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2;②2Na2SO3+O2===2Na2SO4,无法判断③Na2O2+SO2===2Na2SO4是否发生,据此分析。A.ab段O2含量增加,故存在2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2,正确;B.bc段O2含量缓慢降低的可能原因:反应①生成O2的速率小于反应②消耗O2的速率,正确;C.c点O2含量高于a点,反应①生成的O2未被完全消耗,则此时反应产物中含有Na2SO3,正确;D.由于c点固体中存在Na2SO3,加入BaCl2溶液生成白色固体,由于BaSO3和BaSO4均难溶于水,无法证实是否有Na2SO4生成,错误。
13.(2025·江西赣州阶段练)为探究NO2的性质,设计了如下实验。
实验装置 实验操作及现象
①抽去毛玻璃片后,反应瓶内壁有白色固体物质生成,红棕色气体逐渐变浅,直至无色。 ②取白色固体物质溶于水,依次加入稀盐酸、BaCl2溶液,溶液中出现白色沉淀
下列说法错误的是(　　)
A.白色固体主要成分为SO3
B.物质氧化性:浓HNO3>NO2>SO3
C.由实验可知,能用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2与Br2(g)
D.实验后的剩余气体可用酸性KMnO4溶液处理,防止污染空气
答案　C
解析　玻璃片左侧反应生成NO2,右侧反应生成SO2,根据现象①可知NO2与SO2反应会生成SO3和NO,因此白色固体是SO3,取白色固体物质溶于水,依次加入稀盐酸、BaCl2溶液,溶液中出现白色沉淀为硫酸钡。A.由上述分析可知,白色固体主要成分是SO3,正确;B.左侧浓硝酸与铜反应生成NO2,则浓硝酸氧化性强于NO2,NO2与SO2反应生成SO3,NO2的氧化性强于SO3,故氧化性强弱顺序为浓HNO3>NO2>SO3,正确;C.NO2与Br2(g)都能将碘离子氧化为碘单质,都能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,无法鉴别,错误;D.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,可以吸收NO,进行尾气处理,正确。
14.(2025·广东梅州二模)“科学探究与创新意识”是化学学科核心素养之一。某研究小组用下图装置进行探究实验。下列说法正确的是(　　)
A.Ⅰ中70%H2SO4在反应中作氧化剂
B.取少量反应后Ⅱ中溶液加入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成
C.Ⅱ中发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+4OH-===2Fe2++S+2H2O
D.Ⅲ中溶液褪色,说明SO2具有漂白性
答案　B
解析　Ⅰ中硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫有还原性,与三价铁离子在Ⅱ中发生氧化还原反应得到亚铁离子和硫酸根离子,未反应完的SO2作为尾气被Ⅲ中的氢氧化钠吸收。A.Ⅰ中硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,是强酸制弱酸的反应,不属于氧化还原反应,错误;B.Ⅱ中反应产生亚铁离子,取少量加入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成,正确;C.Ⅱ中二氧化硫与三价铁离子发生氧化还原反应得到亚铁离子和硫酸根离子,由于反应体系为酸性,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+,错误;D.Ⅲ中溶液褪色也有可能是二氧化硫和氢氧化钠反应消耗完氢氧化钠导致的,无法说明SO2具有漂白性,错误。
15.(2025·甘肃卷)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+===3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
答案　D
解析　“沉铜”过程中,Fe与Cu2+发生置换反应生成Fe2+和Cu,正确的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,A错误;“碱浸”过程中若NaOH过量,会使Al(OH)3转化为可溶于水的[Al(OH)4]-,B错误;由上述分析知,“氧化”前Fe元素的化合价为+2,“氧化”后得到Fe(OH)3沉淀,Fe的化合价升高,C错误;“沉锂”过程中加入Na2CO3后有Li2CO3析出,利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质,D正确。
16.(2024·黑吉辽卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是(　　)
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子 Zn2+ Cu2+ Cl-
浓度/(g·L-1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2===2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
答案　C
解析　结合“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变并产生CuCl固体,可推断“脱氯”时Cu和Cu2+发生归中反应并结合Cl-生成CuCl沉淀,离子方程式为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl,则“浸铜”时铜屑不能完全溶解,A错误,C正确;“浸铜”时Cu与H2O2在酸性条件下反应生成Cu2+和H2O,离子方程式为Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O,B错误;脱氯液中含大量的Zn2+,净化后电解,Zn2+在阴极上得电子生成单质Zn,D错误。
17.(2025·山东济南高三期末)制备一种重要的含氯消毒剂—亚氯酸钠(NaClO2,受热易分解)的工艺流程如图,下列说法正确的是(　　)
A.“滤渣”的成分为MgCO3、CaCO3
B.两处HCl的作用相同
C.操作a为“减压蒸发”
D.理论上,产生气体A、B的物质的量之比为2∶1
答案　C
解析　A.粗食盐水中加入碳酸钠除氯化钙,生成CaCO3,加入氢氧化钠除氯化镁生成Mg(OH)2,则“滤渣”的成分为Mg(OH)2、CaCO3,A错误;B.第一次用盐酸是除氢氧化钠、碳酸钠,第二次用盐酸是还原氯酸钠生成二氧化氯气体,两处HCl的作用不相同,B错误;C.NaClO2受热易分解,故操作a为“减压蒸发”,C正确;D.产生气体A即Cl2的方程式为2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,产生气体B即O2的方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+O2↑+2H2O,理论上,产生气体氯气、氧气的物质的量之比为1∶1,D错误。
18.(2025·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
答案　B
解析　石英砂经过焦炭还原后得到粗硅,焦炭反应生成CO,C元素被氧化,A错误;原料气中含氮气和氧气,经过操作X除去氧气,B正确;高温氮化过程中硅和氮气反应生成氮化硅,为化合反应,C错误;杂质铜和铁在高温氮化时不反应,酸洗过程中可以加入稀硝酸,除去铁和铜,铜与稀硫酸不反应,D错误。
19.以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是(　　)
A.浸渣中的物质是Fe3O4、SiO2和CaSO4
B.“净化除杂”需先加H2O2溶液再调节溶液的pH
C.操作a为蒸发浓缩、冷却结晶
D.“粗硼酸”中的主要杂质是七水硫酸镁
答案　A
解析　以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3),根据流程可知,加硫酸溶解,只有SiO2不溶,CaO转化为微溶于水的CaSO4,“净化除杂”需先加入氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,调节溶液的pH,使Fe3+、Al3+均转化为沉淀,则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。由分析可知,“浸渣”为SiO2、CaSO4,A错误;“净化除杂”先加H2O2溶液将Fe2+转化为Fe3+,再调节溶液的pH,生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,B正确;由分析可知,操作a为蒸发浓缩、冷却结晶,C正确;最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出,则粗硼酸中的主要杂质是七水硫酸镁,D正确。
20.(2025·浙江镇海中学调研)以工业废铜泥[主要成分为CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3,含少量Fe]为主要原料制备CuCl产品的工艺流程如下。下列说法错误的是(　　)
A.除杂时,应在加入稀NaOH溶液前加入稍过量的过氧化氢溶液
B.在“除杂”后“过滤”前应适当升温以保证除杂效果
C.由核外电子排布知Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)稳定,但水相中少见Cu(Ⅰ)化合物的原因是Cu(Ⅰ)在水相中易歧化
D.洗涤时,应当用浓盐酸洗涤以减少CuCl产品在洗涤过程中的损失
答案　D
解析　废铜泥灼烧后将金属元素转化为可与硫酸反应的氧化物,酸浸后先加H2O2氧化Fe2+,再加NaOH稀溶液,过滤除去Fe(OH)3,往滤液中加入Na2SO3、NaCl还原后经系列操作得到氯化亚铜产品。A.H2O2氧化Fe2+,A正确;B.除杂的目的是使铁元素转化成Fe(OH)3而转化成滤渣,①H2O2目的是将Fe2+转化成Fe3+,②加NaOH稀溶液,调节溶液的pH,使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀,但只加入稀溶液容易形成Fe(OH)3胶体更难除杂,所以还应加热,B正确;C.由核外价电子排布知Cu(Ⅰ)3d10比Cu(Ⅱ)3d9稳定,但水相中少见Cu(Ⅰ)化合物的原因是Cu(Ⅰ)在水相中易歧化,C正确;D.CuCl在浓盐酸中易溶解,D错误。
21.(2025·福建泉州质检)SrCl2是一种治疗牙本质过敏症的牙膏添加剂。一种用工业碳酸锶(含少量BaCO3、FeO杂质)制取氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)的工业流程如下:
下列说法错误的是(　　)
A.Ksp(SrSO4)>Ksp(BaSO4)
B.溶液Ⅰ中发生了反应2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
C.工业碳酸锶的纯度为×100%
D.系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶等操作
答案　C
解析　溶液中Ⅰ加入适量硫酸发生反应生成硫酸钡除去钡离子,而不生成硫酸锶,说明SrSO4的溶解度大于BaSO4,则Ksp(SrSO4)>Ksp(BaSO4),A正确;溶液Ⅰ中加入H2O2和适量硫酸,将亚铁离子氧化,发生了反应2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,B正确;根据锶元素守恒,过程中溶液Ⅱ还加入碳酸锶,a g工业碳酸锶得到b g纯产品,工业碳酸锶的纯度不等于×100%,C错误;溶液Ⅱ主要为氯化锶溶液,得到氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)过程中操作步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等,D正确。
22.电子级氢氟酸为无色透明液体,沸点为112.2 ℃,易溶于水,是生产高端半导体、集成电路不可或缺的基础化工材料。以萤石粉(主要成分为CaF2,含有少量SiO2和微量As2O3等)为原料制备电子级氢氟酸的工艺流程如下,下列说法正确的是(　　)
A.“酸浸”时发生氧化还原反应
B.滤渣的主要成分是SiO2
C.“精馏”设备可使用玻璃仪器
D.“氧化”时将AsF3氧化为AsF5,AsF5的沸点高于AsF3
答案　D
解析　“酸浸”时发生的主要反应为CaF2+H2SO4===CaSO4+2HF↑,反应中未有元素的化合价发生改变,不属于氧化还原反应,A错误;由于酸浸时产生了HF,SiO2能与HF发生反应SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,即滤渣的主要成分不是SiO2,而是CaSO4,B错误;由分析可知,“精馏”步骤中均能产生HF,而HF能与玻璃成分中的SiO2反应,故该操作的设备不可使用玻璃仪器,C错误;AsF3与AsF5均为分子晶体,且AsF5的相对分子质量比AsF3大,则AsF5晶体中分子间作用力大于AsF3,故AsF5的沸点高于AsF3,D正确。
23.以碲铜废料(主要含Cu2Te)为原料回收碲单质的一种工艺流程如下:
已知:①“氧化酸浸”生成CuSO4和二元弱酸H2TeO3
②CuC2O4+H2C2O4[Cu(C2O4)2]2-+2H+
下列说法错误的是(　　)
A.“氧化酸浸”时,H2O2作氧化剂
B.“沉铜”时,需加过量Na2C2O4
C.螯合物Na2[Cu(C2O4)2]中Cu(Ⅱ)的配位数为4
D.“还原”时,发生的主要反应为H2TeO3+2S+H2O
答案　B
解析　Cu2Te在“氧化酸浸”过程生成CuSO4和二元弱酸H2TeO3时,H2O2发生还原反应,作氧化剂,A正确;“氧化酸浸”后溶液显酸性,若“沉铜”时加过量Na2C2O4溶液,则溶液中H2C2O4浓度较大,使生成的CuC2O4发生反应CuC2O4+H2C2O4[Cu(C2O4)2]2-+2H+而溶解,B错误;螯合物Na2[Cu(C2O4)2]中Cu2+具有空轨道,C2中O具有孤电子对,形成配位键,其结构为,故Cu(Ⅱ)的配位数为4,C正确;在“还原”过程H2TeO3转化为碲单质,Te化合价由+4价降低为0价,发生还原反应,加入的Na2SO3溶液中S,故反应为H2TeO3+2S+H2O,D正确。
24.(2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是(　　)
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B.Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H2OHS-+OH-
C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中=4.0×10-12
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
答案　D
解析　污水中含有铜离子、三价铁离子、锌离子、铝离子,首先加入石灰乳除掉三价铁离子和部分铝离子,过滤后,加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子,再次过滤后即可达到除去其中杂质的目的,以此解题。A.根据分析可知当pH=1.9时氢氧化铁开始沉淀,当pH=3.5时氢氧化铝开始沉淀,当pH=4时,则会生成氢氧化铝和氢氧化铁,即“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3,A正确;B.硫化钠溶液中的硫离子可以水解,产生氢氧根离子,使溶液显碱性,其第一步水解的方程式为S2-+H2OHS-+OH-,B正确;C.当铜离子和锌离子完全沉淀时,说明硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡,则=4×10-12,C正确;D.污水经过处理后其中含有较多的钙离子,故“出水”应该经过阳离子交换树脂软化处理,达到工业冷却循环用水的标准后,才能使用,D错误。

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