内容正文:
作业(三) 重难点强化——工艺流程中反应条件的控制及
分离技术
1.(2023·常州模拟)明代《徐光启手迹》中记载了硝酸的制备方法,其主要物质转化流程如下:
下列有关说法不正确的是( )
A.若煅烧时隔绝空气,得到的气体X可能为SO2
B.上述转化流程中依次发生分解、化合和复分解反应
C.由蒸馏过程发生的反应可推测H2SO4的酸性比HNO3的强
D.现代工业上常在吸收塔顶喷淋H2O吸收NO2制备硝酸,提高产率
解析:选C 若隔绝空气煅烧,铁元素化合价从+2上升到+3,依据氧化还原反应“有升必有降”原则,硫元素的化合价必然要下降,从而得到SO2,A项正确;转化流程中,隔氧煅烧时反应可表示为2FeSO4煅烧,Fe2O3+SO2↑+SO3↑,为分解反应,吸收SO3时反应为SO3+H2O===H2SO4,为化合反应,最后加KNO3蒸馏时反应可表示为H2SO4(浓)+KNO3KHSO4+HNO3↑,为复分解反应,B项正确;蒸馏过程利用的是高沸点酸制备低沸点酸,只能说明H2SO4的沸点比HNO3高,并不能比较两者的酸性强弱,C项错误;喷淋H2O增大了H2O与NO2的接触面积,加快了吸收速率,缩短了制备HNO3的时间,相当于在一定的时间范围内提高了HNO3产率,D项正确。
2.(2023·扬州一模)无水FeCl3常用作芳烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe,还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下,下列说法正确的是( )
A.“过滤”所得滤液中大量存在的离子有:Fe3+、Fe2+、H+、Cl-
B.“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C.将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2O
D.“脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解,原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
解析:选B 铁屑中主要成分是Fe ,铁和铁离子生成亚铁离子,故“过滤”所得滤液中大量存在的离子有:Fe2+、H+、Cl-,A项错误;氯气具有氧化性,且不引入新杂质,故“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂,B项正确;铁离子水解生成氢氧化铁,故不能将“氧化”后的溶液蒸干来获得FeCl3·6H2O,C项错误;SOCl2与水反应生成SO2和HCl,D项错误。
3.(2023·南通四模)一种利用废铜渣(主要成分CuO,及少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3
B.若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2
C.“沉铜”发生的反应为复分解反应
D.“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:NH、H+、Cu2+
解析:选D 废铜渣(主要成分CuO,及少量Fe2O3、SiO2等杂质) “酸浸”时CuO、少量Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁,SiO2不溶于H2SO4, “酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2,A项错误;若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4,B项错误;“沉铜”时向含有[Cu(NH3)4]2+和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀,铜元素化合价降低,则发生氧化还原反应,不是复分解反应,C项错误;转化时,CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应,得到铜离子和Cu,结合元素守恒可知, “转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:NH、H+、Cu2+,D项正确。
4.(2023·江苏校级联考)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的消毒剂,其制备流程如下:
下列说法正确的是( )
A.电解饱和NaCl制取NaClO3过程中,阴极反应式为Cl--6e-+3H2O===ClO+6H+
B.制备ClO2时,通入空气的目的是将SO2氧化为SO3,增强溶液的酸性
C.ClO2逸出后,溶液中含有大量的Na+、H+、SO、SO
D.H2O2在吸收ClO2的过程中体现了还原性
解析:选D 电解饱和NaCl制取NaClO3过程中,阴极得到电子发生还原反应,不是氧化反应,A项错误;通入空气的目的是降低ClO2浓度,防止爆炸,B项错误;NaClO3和二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO2和硫酸钠,ClO2逸出后,溶液中含有大量的Na+、SO,C项错误;H2O2在吸收ClO2的过程中反应生成NaClO2和氧气,过氧化氢中氧元素化合价升高体现了还原性,D项正确。
5.(2023·徐州三模)钪(Sc)广泛应用于航空航天、超导、核能等领域。从钛白水解工业废酸(含Sc3+、TiO2+、Mn2+、H+、SO等离子)中提取Sc2O3的一种工艺流程如下:
(1)钛白水解工业废酸中需先加入H2O2生成难萃取的[TiO(H2O2)]2+,再进行萃取,H2O2的作用是________(填字母)。
a.作氧化剂 b.作还