2025届高三化学二轮复习 选择题增分练1 微型工艺流程的分析判断

选择题增分练1 微型工艺流程的分析判断 (分值:每小题3分,共33分　建议用时:30分钟) 1.(原创)硫酸四氨合铜晶体易溶于水,不溶于乙醇,常用作杀虫剂、媒染剂。一种以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备硫酸四氨合铜晶体的工艺流程如图所示: 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.“滤渣2”的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)2 B.“煅烧”的目的是将CuFeS2转化为氧化物 C.“一系列操作”中的洗涤剂可以选用乙醇 D.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有共价键数目为16NA 2.(2024·安徽模拟)工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述错误的是(　　) A.通过量的空气可将硫黄直接转化为SO3 B.400~500 ℃下催化剂的活性较好 C.吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸 D.工业上可用氨水处理尾气中的SO2 3.(2024·河北模拟)工业上用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的流程如下(已知:粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物;常温下Si3N4除与氢氟酸反应外不与其他酸反应)。下列叙述不正确的是(　　) A.“还原”时焦炭主要被氧化为CO2 B.“高温氮化”反应的化学方程式为3Si+2N2Si3N4 C.“操作X”为将原料气通过灼热的铜粉 D.“稀酸Y”可选用稀硝酸 4.(2024·广西模拟)GaN、AlN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在Ga—N、Al—N。已知Ga与Al同主族,化学性质相似。从某金属废渣(主要含Ga2O3、Fe2O3)中提取镓并制备GaN的工艺流程如下: 下列说法错误的是 (　　) A.GaN的熔点低于AlN的熔点 B.“碱浸”时Ga2O3反应生成Na[Ga(OH)4] C.“电解”中金属镓在阴极析出 D.制备GaN的反应中,NH3为还原剂 5.(原创) 碳酸锂(Li2CO3)微溶于水,在水中溶解度随温度升高而显著下降,可用于制陶瓷、药物、催化剂等,是常用的锂离子电池原料。工业上以浓缩卤水(含有Na+、Li+、Ca2+、Mg2+、Cl-等)为原料制备碳酸锂的流程如图所示: 下列说法错误的是 (　　) A.沉淀1主要成分为Mg(OH)2 B.用惰性电极电解滤液3的阴极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH- C.向滤液1中加入适量固体Li2CO3的目的是除去Ca2+ D.为提高碳酸锂的析出量,操作A为蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤 6.(2024·江西模拟)侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可,其工业流程如图所示,下列说法正确的是(　　) A.进行反应1时,往饱和食盐水中先通入CO2,再通入NH3 B.试剂X可以是NaCl固体,便于NH4Cl析出 C.能循环利用的物质只有CO2 D.反应1的离子方程式为2NH3+CO2+H2OC+2N 7.(2024·甘肃模拟)工业上用磷铁渣(主要含FeP、Fe2P及少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备FePO4(磷酸铁)。 已知:Fe2P难溶于水,能溶于无机强酸。下列说法错误的是 (　　) A.“浸取”时将磷铁渣粉碎是为了增大反应物的接触面积,加快浸取速率 B.加入硫酸的目的是保持体系的酸度,防止生成FePO4 C.滤渣的主要成分是H2SiO3 D.“浸取”时Fe2P发生反应的离子方程式为3Fe2P+29H++11N6Fe3++11NO↑+3H3PO4+10H2O 8.(2024·河南模拟)工业上利用图1流程制备的亚硝酸钠中常含有一定量的硝酸钠杂质,二者的溶解度随温度变化如图2所示。下列说法正确的是 (　　) A.氧化炉中发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O B.再氧化时氧气用量越多,NaNO2产率越高 C.操作为蒸发浓缩、趁热过滤 D.在N2保护条件下,采用低温蒸干母液的方法得到NaNO3 9.(2024·北京模拟)为吸收工业尾气中的NO和SO2,设计了如图所示的流程,同时还能获得连二亚硫酸钠(Na2S2O4,其结晶水合物又称保险粉)和NH4NO3产品。(Ce为铈元素) 下列说法不正确的是 (　　) A.工业尾气中的NO和SO2排放到大气中会形成酸雨 B.装置Ⅱ的作用是吸收NO C.Ce4+从阴极口流出回到装置Ⅱ循环使用 D.装置Ⅳ中氧化1 L 2 mol·L-1 N,至少需要标准状况下22.4 L O2 10.(2024·海南模拟)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料,以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺流程如图所示。 下列叙述错误的是 (　　) A.反应釜1需在隔绝空气条件下进行 B.适当升温和搅拌,可提高反应釜1、2中的反应速率 C.进入反应釜1和2的FeCl2的物质的量之比宜为2∶1 D.实验室进行“滤液→CaCl2水合物”的操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤等 11.(2024·河北模拟)由辉铜矿(含Cu2S,少量Fe3O4、SiO2)合成[Cu(NH3)4]SO4·H2O的流程如下: 已知:25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,离子浓度<10-5 mol·L-1 时可认为该离子完全沉淀。下列说法正确的是 (　　) A.煅烧时只有Cu、S两种元素被氧化 B.酸浸后,滤液溶质的主要成分为FeSO4和CuSO4 C.调pH为3~4时,可实现铜、铁的分离 D.95%乙醇的作用为增大[Cu(NH3)4]SO4的溶解度 参考答案 1.A　解析　酸浸时利用H2O2把Fe2+氧化为F,再加入氨水得到的应是Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,A项错误;在空气中煅烧,可将黄铜矿转化为氧化物,便于浸出,B项正确;硫酸四氨合铜不溶于乙醇,可用乙醇洗涤晶体,C项正确;配位键也是共价键,故1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有共价键数目为16NA,D项正确。 2.A　解析　制硫酸涉及如下反应:S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,2SO2+O22SO3,SO3+H2OH2SO4,将发烟硫酸稀释后可制得稀硫酸。硫黄和氧气反应生成SO2后,SO2与O2在催化条件下生成SO3,S不能直接转化为SO3,A项错误;400~500 ℃下V2O5催化活性较好,B项正确;工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收SO3,不能用水吸收,是因为用水吸收会形成酸雾,C项正确;氨水作为一种碱性溶液可以和酸性氧化物SO2反应,工业上可用氨水处理尾气中的SO2,D项正确。 3.A　解析　石英砂的主要成分为SiO2,SiO2与焦炭在高温下发生反应SiO2+2CSi+2CO↑,粗硅与氮气反应生成Si3N4,粗硅中还含有Fe、Cu的单质及化合物,经过酸洗而除去,得到纯净的Si3N4。“还原”时焦炭主要被氧化为CO,A项错误;“高温氮化”反应为硅与氮气反应生成Si3N4,化学方程式为3Si+2N2Si3N4,B项正确;原料气含N2和少量O2,通过灼热的铜粉除去氧气得到氮气,C项正确;“酸洗”目的是除去Si3N4中含有的Fe、Cu的单质及化合物,Fe、Cu的单质及化合物可以与稀硝酸反应,而Si3N4与稀硝酸不反应,故“稀酸Y”可选用稀硝酸,D项正确。 4.D　解析　金属废渣中的Ga2O3与氢氧化钠溶液反应生成可溶性物质四羟基合镓酸钠,过滤分离出氢氧化铁和含镓元素溶液,电解含镓元素溶液得到镓,镓再和氨反应生成氮化镓。GaN和AlN都是共价晶体,原子半径越小,电负性越强,共价键越稳定,熔点越高,镓原子半径大于铝原子,则GaN的熔点低于AlN,A项正确;“碱浸”时发生反应Ga2O3+2NaOH+3H2O2Na[Ga(OH)4],B项正确;Na[Ga(OH)4]中镓元素化合价为+3,生成单质Ga化合价降低,得电子,故电解时金属镓应在阴极析出,C项正确;制备GaN的反应中,Ga元素化合价由0变为+3,Ga为还原剂,故NH3为氧化剂,D项错误。 5.D　解析　浓缩卤水中含有Mg2+,加入石灰乳后,Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,A项正确;用惰性电极电解滤液3时,阴极为H2O得电子,B项正确;分析流程图可知,向滤液1中加入碳酸锂固体能使Ca2+转化为碳酸钙沉淀,从而除去Ca2+,且不会引入新的杂质,C项正确;Li2CO3在水中溶解度随温度升高而显著下降,故操作A为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤,D项错误。 6.B　解析　进行反应1时,往饱和食盐水中先通入NH3增强溶液碱性,从而增大CO2溶解度,A项错误;试剂X可以是NaCl或者HCl,增大氯离子浓度有利于NH4Cl析出,B项正确;滤液中加入NaCl,通过降温结晶析出NH4Cl,所得母液为NaCl溶液,也可以循环利用,C项错误;反应1生成的NaHCO3析出,故离子方程式为Na++NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+N,D项错误。 7.C　解析　将磷铁渣(主要含FeP、Fe2P及少量Fe2O3、SiO2等杂质)在90 ℃时用稀硝酸和硫酸混合浸取,硝酸具有强氧化性,能将铁和磷分别氧化为Fe(NO3)3和H3PO4,自身被还原为NO,过滤得到滤液和滤渣,去掉滤渣(主要成分为SiO2),在滤液中加磷酸,调铁和磷的含量比,再加入氨水调酸碱性,最终制得FePO4(磷酸铁)。粉碎磷铁渣以增大反应物的接触面积,可加快浸取速率,A项正确;由分析可知,加入硫酸的目的是保持体系的酸度,防止生成FePO4,B项正确;由分析可知,C项错误。 8.A　解析　氨与氧气发生催化氧化反应生成NO和水,NO再被氧气氧化为NO2,用NaOH溶液吸收NO2生成NaNO2和NaNO3,蒸发浓缩、冷却结晶得到NaNO2晶体。氧化炉中发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,A项正确;氢氧化钠溶液吸收时发生反应2NaOH+NO2+NO2NaNO2+H2O、2NaOH+2NO2NaNO2+NaNO3+H2O,再氧化时若氧气用量过多,NO全部被氧化为二氧化氮,生成的NaNO2减少,降低了亚硝酸钠的产率,B项错误;硝酸钠溶解度随温度升高而升高的幅度不大,亚硝酸钠溶解度随温度升高而升高的幅度较大,可采用蒸发浓缩、冷却结晶的方式让亚硝酸钠以晶体的形式析出,再过滤得到NaNO2晶体和含大量NaNO3的母液,C项错误;在N2保护条件下,将母液蒸发浓缩、趁热过滤即可得到NaNO3固体,D项错误。 9.C　解析　装置Ⅰ中加入NaOH溶液吸收SO2,装置Ⅱ中加入Ce4+,NO和Ce4+发生氧化还原反应生成N、N和Ce3+,装置Ⅲ(电解槽)中阳极发生反应Ce3+-e-Ce4+,Ce4+从阳极口流出回到装置Ⅱ循环使用,阴极得到S2,装置Ⅳ中N被氧气氧化为N,N与氨反应生成硝酸铵。工业尾气中的NO可与氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,形成硝酸型酸雨,SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3被氧气氧化为硫酸,会形成硫酸型酸雨,A项正确;由分析可知,B项正确,C项错误;装置Ⅳ中N被氧气氧化为N的离子方程式为2N+O22N,故氧化1 L 2 mol·L-1 N消耗1 mol O2,标准状况下其体积为22.4 L,D项正确。 10.C　解析　FeCl2溶液分别进入反应釜1和反应釜2在隔绝空气和通入空气的条件下加入氧化钙发生反应生成氢氧化亚铁和氢氧化铁,在反应釜3中调节pH使铁元素进一步沉淀,加压过滤后,氢氧化铁、氢氧化亚铁经过后处理得Fe3O4,滤液中含氯化钙,经后处理得氯化钙水合物。反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是防止二价铁被空气中的氧气氧化为三价铁,A项正确;为加快反应速率,可采取的措施有适当升高温度、搅拌等,B项正确;反应釜1中发生的反应为CaO+H2O+Fe2+Fe(OH)2+Ca2+,反应釜2中发生的反应为4CaO+6H2O+4Fe2++O24Fe(OH)3+4Ca2+,Fe(OH)2与Fe(OH)3按物质的量之比1∶2处理可得Fe3O4,C项错误;滤液中主要成分是CaCl2,将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤得到CaCl2水合物,D项正确。 11.C　解析　辉铜矿(含Cu2S,少量Fe3O4、SiO2)在空气中煅烧生成氧化铜、氧化铁和二氧化硫,加入硫酸得到硫酸铜、硫酸铁,过滤,调节滤液的pH后再过滤,向滤液中加入过量氨水,再加入95%的乙醇,降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度。根据分析可知,没有氧化亚铁参与反应,说明煅烧时铁元素被氧化为+3价,因此煅烧时有Cu、S、Fe三种元素被氧化,A项错误;调节pH得到浸渣,说明生成了氢氧化铁沉淀,则酸浸后,滤液溶质的主要成分为Fe2(SO4)3和CuSO4,B项错误;根据所给Ksp数据可知,调pH为3~4时,将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,可实现铜、铁的分离,C项正确;95%乙醇的作用为降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度,D项错误。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$