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[热点题型(四)] 以金属及其化合物的转化为载体的微型工艺流程题
选择题(每题5分,共5题,共25分)
1.(2023·山东青岛一中期末)工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)为主要原料制备高锰酸钾(KMnO4)的方法如下:
已知:①焙烧时有K2MnO4和KCl生成。
②CO2歧化法:调溶液pH至弱碱性,歧化生成KMnO4和MnO2。
下列说法正确的是( )
A.焙烧时所用坩埚的材质可以选用Al2O3
B.焙烧时理论上每生成1 mol K2MnO4转移3NA个电子
C.电解法与CO2歧化法的理论产率之比为3∶2
D.采用CO2歧化法时,可将滤液蒸发结晶得到KMnO4固体
解析:选C。Al2O3可与KOH反应,因此焙烧时坩埚的材质不能选用Al2O3,A错误;焙烧时的化学方程式为3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O,每生成1 mol K2MnO4,转移2 mol电子,B错误;电解法阳极上发生反应MnO-e-===MnO,锰酸根离子全部转化为高锰酸根离子,CO2歧化法化学方程式为3K2MnO4+2CO2===2KMnO4+2K2CO3+MnO2,有的锰酸根离子转化成了高锰酸根离子,两者的理论产率之比为1∶=3∶2,C正确;高锰酸钾受热易分解,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方式得到KMnO4固体,D错误。
2.铈是稀土元素,氢氧化铈[Ce(OH)4]是一种重要的氢氧化物。平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2),某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下,下列说法正确的是( )
A.过程①中发生的反应是:Fe2O3+6H+===2Fe2++3H2O
B.过程②的反应中H2O2作氧化剂
C.CeO2是碱性氧化物,可以与盐酸反应生成盐和水
D.过程④中发生的反应为:4Ce(OH)3+O2+2H2O===4Ce(OH)4
解析:选D。过程①正确的反应为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,A错误;过程②的反应中铈的化合价降低,H2O2作还原剂生成O2,B错误;由题给流程图知,CeO2与盐酸不反应,C错误。
3.某镍矿的主要成分为硫化镍(NiS),含少量杂质CuS、FeS,以该镍矿制粗镍的简化流程如图,下列说法不正确的是( )
A.“废气”过量排放可引起酸雨
B.石英砂熔炼的目的是造渣除铁
C.电解制粗镍时,阳极发生的主要电极反应为NiS-2e-===Ni2++S
D.粗镍中的少量铜可用硝酸除去
解析:选D。由流程可知,高镍矿研磨浮选后得到NiS,含有CuS,可知石英砂熔炼的目的是造渣除铁;电解时阳极发生氧化反应,发生NiS-2e-===Ni2++S;镍可与硝酸反应,不能用硝酸除杂,故选D。
4.(2023·湖南益阳期末)铍是一种核性能优良的材料,铍精矿的主要成分为铍、铝、硅、铁的氧化物,碳酸钙及部分其他杂质。以铍精矿为原料制备氢氧化铍的工艺流程如图所示:
已知:ⅰ.Al3+和Be2+可通过调节溶液pH实现分步沉淀;
ⅱ.Be(OH)2与Al(OH)3具有相似的化学性质。
下列说法正确的是( )
A.“熔炼”过程中SiO2不发生化学变化
B.“氧化”工序中用NaClO代替H2O2可达到目的且不影响产品纯度
C.“沉淀”工序中需严格控制NH3·H2O加入量,以减少Be(OH)2溶解损失
D.“氧化”工序的主要反应为2H2O2+2Fe2++2H+===O2↑+2Fe3++3H2O
解析:选B。根据图示,“熔炼”过程中二氧化硅与碳酸钙反应生成硅酸钙和二氧化碳,加酸后,生成铍离子、铝离子、铁离子或亚铁离子,加入双氧水后亚铁离子生成铁离子,加入氨水,使金属阳离子分步生成沉淀。“熔炼”过程中SiO2发生反应SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑,A错误;Be(OH)2最终为沉淀,故加入NaClO可氧化Fe2+且不影响产品纯度,B正确;Be(OH)2为两性氢氧化物,溶于强酸强碱,不溶于弱碱,C错误;“氧化”工序的主要反应为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O,D错误。
5.废旧印刷电路板是一种电子废弃物,某科研小组设计如图工艺流程回收铜并制取胆矾(流程中RH为萃取剂)。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ的离子方程式为Cu+H2O2+2NH3+2NH===[Cu(NH3)4]2+
B.操作②用到的主要仪器为蒸馏烧瓶
C.操作④以石墨为电极电解硫酸铜溶液,阳极产物为O2和H2SO4
D.操作⑤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、热水洗涤、干燥
解析:选C。双氧水具有氧化性,能氧化还原性物质Cu,反应的离子方程式为Cu+H2O2+2NH3+2NH===[Cu(NH3)4]2++2H2O,故A错误;操作②为萃取、分液,主要仪器为分液漏斗,故B错误;以石墨为电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电,所以阳极上生成O2,同时有大量的H+生成,SO向阳极移动,因此阳极产物还有H2SO4,故C正确;从溶液中获取晶体采用的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冷水洗涤、干燥,故D错误。
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