内容正文:
热点三 简易化工流程及分析
1.(2022·河北卷)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
A 解析: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,会引入Na+,后续工序不能除去,导致产品的纯度降低,A错误;加入H2SO4后,会生成BaSO4沉淀,还原工序中还有S单质生成,则滤渣为S 和BaSO4,单质S易溶于有机溶剂煤油,而BaSO4不溶于煤油,可用煤油进行组分分离, B正确;经过除杂工序后,滤液中主要溶质为 HBr,Li2CO3与 HBr 反应生成 LiBr、CO2和H2O, C 正确;由得失电子守恒得n(Br2)∶n(BaS)=1∶1,由Ba2+和SO的反应关系可得n(BaS)∶n(H2SO4)=1∶1, D 正确。
2.高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂,可以用如下流程进行制备。下列说法正确的是( )
A.“酸溶”前,可用热的Na2CO3溶液处理铁屑表面的油污
B.“氧化”过程反应的离子方程式为2Fe2++O2+4H+===2Fe3++2H2O
C.“制备Na2FeO4”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
D.“转化”中析出K2FeO4晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于Na2FeO4
A 解析:碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,水解反应是吸热反应,升高温度,水解平衡向正反应方向移动,溶液中氢氧根离子浓度增大,能使油脂的水解程度增大,则酸溶前可用热的碳酸钠溶液处理铁屑表面的油污,A正确;氧化过程为过量空气将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,B错误;制备高铁酸钠的反应中,氯化铁是反应的还原剂,次氯酸钠是反应的氧化剂,由得失电子守恒可知,氧化剂次氯酸钠和还原剂氯化铁的物质的量之比为3∶2,C错误;转化中发生的反应为向得到的高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液,将高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾,D错误。
3.(2023·山东德州一模)利用V2O3制备氧钒碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的工艺流程如下:
已知:+4价钒在弱酸性环境中具有还原性。下列说法正确的是( )
A.利用V2O3制备NaVO3过程中,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
B.生成V2O5的反应为2NaVO3+2NH4Cl2NaCl+V2O5+2NH3↑
C.由V2O5制备VOCl2的两种路径,路径 Ⅰ 更符合绿色化学思想
D.路径 Ⅱ 中若盐酸浓度过低,可能生成副产物VO2Cl
D 解析:利用V2O3制备NaVO3过程中,氧化剂是O2,还原剂是V2O3,根据得失电子守恒可知,其物质的量之比为1∶1,A错误;生成V2O5的反应为2NaVO3+2NH4ClV2O5+2NaCl+2NH3↑+H2O,B错误;V2O5转化为VOCl2,钒元素化合价由+5降低到+4,被还原,路径 Ⅰ 的还原剂为HCl,其氧化产物为氯气,有毒有污染,路径 Ⅱ 的还原剂为N2H4·HCl,其氧化产物是氮气,无毒无污染,故路径 Ⅱ 更符合绿色化学思想,C错误;+4价的钒在弱酸性环境中具有还原性,路径 Ⅱ 中若盐酸浓度过低,一部分VOCl2可能被氧化为VO2Cl,D正确。
4.白炭黑(可用SiO2·nH2O表示其组成)可广泛应用于日用化工、橡胶制品、电子工业等许多领域。以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装
B.沉淀反应的离子方程式为SiO+H2O+CO2===H2SiO3↓+CO
C.蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键
D.用稀盐酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的CO
A 解析:硅酸钠水溶液能黏合玻璃塞与玻璃瓶瓶口,故不能用带玻璃塞的试剂瓶盛装,A错误;硅酸的酸性比碳酸弱,故可用在水玻璃中通入二氧化碳的方法制备硅酸,反应的离子方程式为SiO+H2O+CO2===H2SiO3↓+CO,B正确;蒸发滤液得到Na2CO3·xH2O,其中Na+与CO之间为离子键,CO中存在C—O极性键,水分子中存在H—O极性键,C正确;CO在酸性条件下不能大量存在,故用稀盐酸洗涤沉淀可除去沉淀表面的CO,D正确。
5.工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要