专题3 选择题突破6 考点3 无机化工“微流程”及分析(Word教参)-【优化指导】2025年高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（单选版）

考点3　无机化工“微流程”及分析 [对应学生用书P62] 1．①分析无机化工“微流程”的“四线法” (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。 2．②常考原料预处理阶段的操作及目的 研磨、粉碎等 增大反应物的接触面积，增大反应速率，提高原料转化率、利用率、浸取率 灼烧(煅烧、焙烧) 除去有机物；使无机物分解为金属氧化物等，便于后续浸取、溶解 浸取 水浸：分离水溶性和非水溶性的物质 酸浸：溶解金属、金属氧化物、调节pH促进某离子的水解而转化为沉淀 碱浸：除去油污、溶解酸性氧化物、溶解铝及其化合物、调节pH等 3.③化工“微流程”中物质的转化及分析 (1)结合化工流程图示基本形式，分析各步骤的作用及物质转化： (2)识别化工流程图示中物质转化的方法 图1：箭头表示反应物加入同时生成物出来； 图2：箭头表示反应物分步加入和生成物出来； 图3：箭头表示循环反应。 微点拨 ► 无机化工“微流程”中物质转化的思维模型 教考衔接 ① (2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A．“焙烧”中产生CO2 B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 教考衔接 ② (2021·河北卷)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图： 下列说法错误的是(　　) A．酸浸工序中分次加入稀硝酸可降低反应剧烈程度 B．转化工序中加入稀盐酸可抑制生成BiONO3 C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3＋水解程度 D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成 教考衔接 ③ (2021·山东卷)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是(　　) A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO3 C．气流干燥湿料时温度不宜过高 D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3 教考衔接　参考答案 教考衔接① 　B　解析：焙烧过程中有氧气参与，能将Cr2O3、FeO分别氧化为CrO和Fe3＋，并放出CO2，水浸后滤渣的主要成分为Fe2O3，滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO，A、C正确、B错误；转化过程中CrO→Cr(OH)3，发生还原反应，故淀粉水解液中葡萄糖起还原作用，D正确。 教考衔接② 　D　解析：HNO3可与金属铋反应，酸浸工序中分次加入稀酸，反应物硝酸的用量减少，可降低反应剧烈程度，A正确；金属铋与HNO3反应生成的硝酸铋，发生水解反应生成BiONO3，转化工序中加入稀盐酸，使氢离子浓度增大，根据勒夏特列原理分析，硝酸铋水解平衡逆向移动，可抑制生成BiONO3，B正确；氯化铋水解生成BiOCl，水解工序中加入少量CH3COONa(s)，醋酸根离子会结合氢离子生成弱电解质醋酸，使氢离子浓度减小，根据勒夏特列原理分析，氯化铋水解平衡正向移动，促进Bi3＋的水解，C正确；水解工序中加入少量NH4NO3(s)，铵根离子水解生成氢离子，使氢离子浓度增大，根据勒夏特列原理分析，氯化铋水解平衡逆向移动，不利于生成BiOCl，D错误。 教考衔接③ 　B　解析：根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，加入纯碱进行中和，涉及的反应为H2SO3＋2Na2CO3===Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3。调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3↓，析出大量NaHSO3晶体，经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品。吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫生成亚硫酸，没有NaHCO3，B错误；NaHSO3高温时易分解变质，气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正确。 [对应学生用书P63] 命题角度4　侧重物质制备与转化的“微流程”及分析 [例4] (2023·山东卷，改编)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示，反应 Ⅱ 所得溶液pH在3～4之间，反应 Ⅲ 需及时补加NaOH以保持反应在pH＝5条件下进行。常温下，H2SO3的电离平衡常数Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.3×10－8。下列说法正确的是(　　) A．反应 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 均为氧化还原反应 B．低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化 C．溶液Y可循环用于反应 Ⅱ 所在操作单元中吸收气体 Ⅰ D．若Cu2O产量不变，参与反应 Ⅲ 的X与CuSO4物质的量之比增大时，需补加NaOH的量增加 C　解析：反应 Ⅰ 发生反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。常温下，HSO的水解常数Kh＝≈≈7.69×10－13<Ka2，NaHSO3溶液呈酸性，反应 Ⅱ 所得溶液pH在3～4之间，则反应 Ⅱ 发生反应的化学方程式为2SO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHSO3＋CO2。反应 Ⅱ 为非氧化还原反应，A错误；当pH＝11时，NaHSO3已经转化为了Na2SO3，因此低温真空蒸发的主要目的是防止Na2SO3被氧化，B错误；溶液Y中的溶质有Na2SO3和少量NaOH，因此可以吸收气体 Ⅰ (SO2)，C正确；反应 Ⅲ 发生反应的化学方程式为2CuSO4＋3Na2SO3===Cu2O↓＋3Na2SO4＋2SO2↑，当反应 Ⅲ 中的X(Na2SO3)与CuSO4物质的量之比增大时，说明(X)Na2SO3过量，Na2SO3可与H＋发生反应，因此调节pH＝5时需补加的NaOH的量减少，D错误。 练4 (2024·河南信阳二模)一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图所示。 下列说法不正确的是(　　) A．“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O B．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋ C．用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应 D．“分离”时采用的方法是过滤 D　解析：“氧化”时次氯酸钠和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子，离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，A正确；“氧化”时加入次氯酸钠，且将部分亚铁离子氧化为铁离子，故反应后的溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋，B正确；“加热沉铁”后所得分散系为胶体，故激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系能产生丁达尔效应，C正确；Fe3O4纳米粒子和溶液中离子均能透过滤纸，故“分离”时采用的方法不是过滤，D错误。 命题角度5　侧重物质分析与提纯的“微流程”及分析 [例5] (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溶液显碱性，其主要原因是S2－＋H2O⥫⥬HS－＋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 D　解析：整个流程中要把Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋除去。在“混合槽 Ⅰ ”中，将污水与石灰乳混合且调pH＝4，根据表格中各金属离子沉淀的pH可知，Fe3＋完全沉淀，Al3＋部分沉淀，“沉渣 Ⅰ ”为Fe(OH)3和Al(OH)3，A正确；S2－为弱酸根离子，水解产生OH－，因此Na2S溶液显碱性，B正确；“沉淀池 Ⅱ ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全转化为CuS和ZnS沉淀时，＝＝＝＝4.0×10－12，C正确；“出水”经阴离子交换树脂处理后仍还含有大量的Na＋、Ca2＋等，温度升高时易产生大量水垢，因此不可用作工业冷却循环水，D错误。 抓住“六关键”，突破“微流程”中物质转化及分析类题 [对应学生用书P64] 1．(2024·安徽黄山一模)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===2LiBr＋CO2↑＋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，则产品中会有一定量的溴化钠，导致产品的纯度降低，A错误；除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫，硫可溶于煤油，而硫酸钡不溶于煤油，因此可用煤油进行组分分离，B正确；中和工序中，碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水，化学方程式为 Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2O，C正确；根据得失电子守恒可知，溴和硫化钡反应时物质的量之比为1∶1；根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知，n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1，故参与反应的n(Br2)∶ n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1，D正确。 2．工业上以黄铜矿(主要含CuFeS2，还含FeS等)为原料制备Cu的流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．“浸取”时参加主要反应的＝ B．“滤液”与Cl2反应后可循环利用 C．Na[CuCl2]中含配位键，中心离子是Na＋ D．“稀释”时反应的化学方程式为2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl C　解析：“浸取”时，主要发生CuFeS2与FeCl3的反应：CuFeS2＋3FeCl3===CuCl＋2S＋4FeCl2，则参加主要反应的＝，A正确；滤液主要成分为FeCl2，与Cl2反应生成“浸取”步骤需要的FeCl3，可循环利用，B正确；Na[CuCl2]中含配位键，中心离子为Cu＋，C错误；加水稀释Na[CuCl2]溶液反应生成Cu、CuCl2和NaCl，反应的化学方程式为2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl，D正确。 3．(2024·河北唐山一模)白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如下： 已知H3BO3微溶于水，易溶于乙醇；偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是(　　) A．“滤渣1”的主要成分是SiO2 B．“气体”的主要成分只有NO2 C．“操作X”涉及蒸发浓缩、冷却结晶 D．“反应Y”的化学方程式是NaBO2＋2MgH2===2MgO＋NaBH4 B　解析：“滤渣1”的主要成分是SiO2，A正确；“气体”中还含有浓硝酸与CaCO3反应生成的CO2，B错误；偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定，故“操作X”涉及蒸发浓缩、冷却结晶，C正确；耐火材料为MgO，故“反应Y”的化学方程式是NaBO2＋2MgH2===2MgO＋NaBH4，D正确。 4．(2024·广西河池一模)三氯化铁浸出硫化锑(Sb2S3)精矿提取锑的工艺流程如下，已知： Ⅰ.氧化性：Sb3＋>Fe2＋； Ⅱ.电解过程中无气体放出。 下列说法不正确的是(　　) A．“矿渣”中含有硫单质 B．“浸出”过程中加稀盐酸的目的是防止Sb3＋和Fe2＋水解 C．“试剂X”最好选择CO D．“电解”得到的溶液A可循环利用 C　解析：本流程利用FeCl3溶液的氧化性浸出锑，－2价的硫易被氧化生成硫单质，A正确；Fe2＋、Sb3＋水解生成H＋，加入盐酸抑制水解，B正确；试剂X能将Sb2＋还原为Sb，则试剂X为Fe，C错误；过滤母液中主要含有FeCl2，电解过程中无气体放出，则推断电解FeCl2溶液得到FeCl3溶液，发生反应：Fe2＋－e－===Fe3＋，回收FeCl3溶液，流程中氯化铁溶液可循环使用，D正确。 5．(2023·福建卷)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下： “盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法错误的是(　　) A.“盐浸”过程若浸液pH下降，需补充NH3 B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3 C．“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O D．应合理控制(NH4)2S用量，以便滤液循环使用 B　解析：“盐浸”过程中ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋：ZnO＋2NH3＋2NH===[Zn(NH3)4]2＋＋H2O，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出，通入空气氧化后，由于pH≈9，则此时滤渣的主要成分为Fe3O4、Fe2O3以及少量Fe(OH)3，“沉锌”过程发生反应：[Zn(NH3)4]2＋＋S2－＋4H2O===ZnS↓＋4NH3·H2O，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液。“盐浸”过程中由NH3与NH4Cl共同作用，当浸液pH下降，需补充NH3，A正确；“滤渣”的主要成分为铁的氧化物，B错误； “沉锌”过程发生反应为[Zn(NH3)4]2＋＋S2－＋4H2O===ZnS↓＋4NH3·H2O，C正确； 应合理控制(NH4)2S用量，以便滤液循环使用，D正确。 6．(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：K1＝6.9×10－3，K2＝6.2×10－8，K3＝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 C　解析：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正确；若“中和”工序加入Na2CO3溶液过量，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，“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4，B正确；“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液，由已知可知H3PO4的K2＝6.2×10－8，K3＝4.8×10－13，则HPO的水解常数Kh＝＝≈1.6×10－7，由于Kh>K3，则Na2HPO4的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C错误；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正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$