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微课精练(10) 微型化工流程
1.(2023·眉山一模)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr的工艺流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.还原工序的BaS是为了还原混有的少量Br2
B.理论上参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)=1∶1∶1
C.除杂工序中的主要化学反应为H2SO4+BaS===BaSO4↓+H2S
D.除杂工序中产生的滤渣可用热的NaOH溶液进行组分分离
解析:选C 还原工序发生反应BaS+Br2===BaBr2+S,加入BaS的目的是还原混有的少量Br2,A正确;除杂工序发生反应BaBr2+H2SO4===BaSO4+2HBr,由还原反应和除杂反应可知,理论上参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)=1∶1∶1,B正确;由B项分析可知,H2SO4除去的是Ba2+,不是BaS,C错误;除杂工序中产生的滤渣是硫单质和硫酸钡的混合物,硫单质能与热的氢氧化钠溶液反应,因此可用热的氢氧化钠溶液进行组分分离,D正确。
2.由工业废铜泥[主要成分为CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3,含少量Fe]制备难溶于水的氯化亚铜,其工艺流程如图。下列说法错误的是( )
A.“灼烧”可将CuS、Cu2S等转化为CuO
B.“除杂”①过程中升高温度或增大c(H2O2)一定能加快化学反应速率
C.流程中的H2SO4可循环使用
D.“还原”中每消耗1 mol还原剂,理论上可获得2 mol CuCl
解析:选B 灼烧过程中,空气中氧气可将CuS、Cu2S等转化为CuO,A正确;除杂过程中加入过氧化氢溶液,若温度过高,则过氧化氢会分解,化学反应速率可能变慢,B错误;还原过程生成硫酸,酸浸过程消耗硫酸,所以硫酸可以循环使用,C正确;根据电子守恒,还原剂为亚硫酸钠,设CuCl的物质的量为x mol,则有以下关系:
Na2SO3 ~ 2e- CuCl ~ e-
1 mol 2 mol 1 mol 1 mol
1 mol 2 mol x 2 mol
x=2 mol,D正确。
3.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下:
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( )
A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑+H2O
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
解析:选B 结合工艺流程可知煅烧后得到的轻烧粉的成分为MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3,NH4Cl溶液呈酸性,浸出时使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解,浸出后得到的废渣中含有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3,所得浸出液中含有Mg2+及过量的NH4Cl,加入氨水时Mg2+转化为Mg(OH)2,经煅烧得到高纯镁砂MgO。浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑+H2O,A项正确;浸出可以在较高温度下进行,促进NH4Cl水解和NH3的逸出,但沉镁时应在低温下进行,以减弱氨水分解,B项错误;结合流程图可知浸出得到的NH3可转化为氨水,用于沉镁,滤液中含有过量的NH4Cl,可用于浸出时的反应液,故该流程中NH3和NH4Cl可循环使用,C项正确;本流程中分离Mg2+时,Al3+、Fe3+转化为沉淀,是利用了它们氢氧化物的Ksp不同,D项正确。
4.在高锰酸钾生产过程中会产生较多的废锰渣,以下是利用废锰渣制备硫酸锰晶体的过程(废锰渣的主要成分为MnO2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3、MgO等;硫铁矿的主要成分为FeS2,还含有少量Cu、Ni、Cd等元素)。下列说法错误的是( )
A.“酸处理”后,溶液中主要存在的阳离子有5种
B.“浸取”过程中主要发生反应的离子方程式为15MnO2+2FeS2+28H+===15Mn2++2Fe3++4SO+14H2O
C.碳酸钙的作用是除去铁离子
D.系列操作是指蒸发结晶
解析:选D “酸处理”后,溶液中主要存在的阳离子有Ca2+、Al3+、Fe3+、Mg2+、H+,共5种,A正确;由题给流程可知,加入硫铁矿时,主要发生的反应为二氧化锰与硫酸、硫铁矿的反应,B正确;碳酸钙用于中和溶液中的氢离子,使铁离子转化成氢氧化铁而除去,C正确;由硫酸锰溶液得到硫酸锰晶体时,需先蒸发结晶,再趁热过滤,然后再洗涤、干燥,D错误。
5.ZnS在电学、光学等领域具有重要的用途,利用废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质有SiO2、FeO、Fe2O3、CdO)制备ZnS的工艺流程如图所示。下列说法错