2025届高考化学【100题精练】化学工艺流程(选择题)
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【100题精练+答案+解析】 化学工艺流程(选择题)
1. (2024年北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
2. (2024年江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:NaCl溶液H2和Cl2HCl
B.金属Mg制备:Mg(OH)2 MgCl2溶液 Mg
C.纯碱工业:NaCl溶液NaHCO3 Na2CO3
D.硫酸工业:FeS2 SO2 H2SO4
3. (2024年湖南卷)中和法生产Na2HPO4∙12H2O的工艺流程如下:
已知:①H3PO4的电离常数:Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=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
4. (2024年黑吉辽卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
Zn2+
Cu2+
Cl-
浓度(g∙L-1)
145
0.03
1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2=2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
5. (2024年安徽卷)下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是
A. 煤→煤油 B. 石油→乙烯 C. 油脂→甘油 D. 淀粉→乙醇
6. (2024年贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是
A. “气体”主要成分是H2S,“溶液1”的主要溶质是Na2S
B. “系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. “合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应
D. “洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱,以提高纯度
7. (2024年福建卷)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含SnO和HPbO。下列说法正确的是
A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B.“酸溶”时产生Al3+、Fe3+和Zn2+离子
C.“碱溶”时存在反应:Sn+2OH-+O2=SnO+H2O
D.“电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
8. (2024年1月浙江卷)为回收利用含I2的CCl4废液,某化学兴趣小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是
A. 步骤I中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
B. 步骤I中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C. 试剂X可用硫酸
D. 粗I2可用升华法进一步提纯
9.(2024年1月“七省联考”考前猜题卷)辉铜矿[Cu2S,含Fe3O4杂质]合成[Cu(NH3)4]SO4∙H2O目标产物的流程如下。下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ在足量O2中煅烧产生气体的主要成分:SO3
B.步骤Ⅱ得溶液C中溶质的主要成分:FeCl2和CuCl2
C.步骤Ⅲ的溶液D中存在平衡平衡:[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq)
D.为得纯净目标产物,步骤Ⅳ的实验操作步骤依次:加热蒸发、冷却结晶、抽滤洗涤
10. (2024年1月“七省联考”广西卷)实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液,并对其中的物质进行回收,流程如下。下列有关说法正确的是
A. 浸出液呈中性 B. 滤渣只有铜粉
C. 用KSCN溶液检验是否“氧化”完全 D. 溶液a回收后可用于处理覆铜板
11. (2024年1月“七省联考”贵州卷)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为Fe,杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是
A. “碱浸”可以除去废铁屑中的油脂 B. “滤渣”的主要成分是Al和C
C. “操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替 D. 若流程改为先“氧化”后“调pH”,可能会生成Cl2
12. (2024年1月“七省联考” 吉林、黑龙江卷)实验室合成高铁酸钾(K2FeO4)的过程如下图所示。下列说法错误的是
A. 气体a的主要成分为Cl2
B. 沉淀b的主要成分为KClO3
C. K2FeO4中Fe的化合价为+6
D. 反应2为2Fe(NO3)3+10KOH+3KClO=2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O
13. (2025年1月八省联考内蒙古卷)下列有关物质的工业制备反应正确的是
A. 侯氏制碱:2NaCl+2NH3+CO2+H2O=Na2CO3↓+2NH4Cl
B. 制硝酸:NaNO3+HCl(浓)=NaCl+HNO3
C. 制氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
D. 冶炼铝:Al2O3+3H22Al+3H2O
14. (2025年1月八省联考内蒙古卷)一种现行回收工艺的流程如下图所示。下列说法正确的是
A. “浸取”反应中,正极材料成分为还原剂
B. “浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4
C. 滤液2中=3×105
D. LiCoO2再生:4Co(OH)2+2Li2CO34LiCoO2+2CO↑+4H2O
15. (2025年1月八省联考四川卷)TiO2是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的TiO2废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,Al转化为难溶于酸和碱的α-Al2O3,TiO2转化为TiOx(1≤x≤1.5);“浸取”时,TiOx溶于盐酸生成易被空气氧化的Ti3+。
下列说法错误的是
A.TiO2具有弱氧化性 B.“浸取”需要惰性气体保护
C.“滤液”中存在Fe3+和Ca2+ D.H2来自于Fe和盐酸的反应
16. (2025年1月八省联考云南卷)开发海水资源对发展海洋新质生产力意义重大。下列说法正确的是
A. 海水提溴工艺中可利用SO2和水对溴进行吸收富集
B. 电解海水可同时获得氢气、氯气和钠单质
C. 所有高分子分离膜淡化海水时仅允许水分子通过
D. 工业上常用澄清石灰水和海水为原料制备Mg(OH)2
17.(2025届黑吉辽蒙模拟)某小组回收锌锰电池废料(主要含MnO2、MnOOH等)制备高锰酸钾,简易流程如图所示。
下列说法不正确的是
A.“浸出”过程使用过滤操作,用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗
B.“系列操作”中,进行高温干燥KMnO4
C.“氧化”操作利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4,可推知在碱性条件下Cl2氧化性大于KMnO4
D.“碱熔”的产物K2MnO4是氧化产物
18.(2025届新八省模拟)处理废弃的锂电池正极材料LiCoO2以回收Li、Co等金属的部分工艺路线如下,已知气体1无毒无害,烧渣中Co仅有一种价态,下列说法错误的是
A.500℃焙烧生成的烧渣成分有LiCl、SiO2、CoCl2
B.滤饼2转化为Co3O4的反应中氧化剂∶还原剂=1∶6
C.若500℃焙烧后直接水浸可能会产生大量烟雾,腐蚀设备
D.流程中仅有滤液3和气体1可直接在该工艺路线中再利用
19.(2025届江苏模拟)已知室温下,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-36,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,Ka(HClO)=3×10-8。用含少量Fe3+的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的过程如下。下列说法正确的是
A.0.1mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=0.1mol·L-1+c(H2CO3 )
B.pH=11的NaClO溶液中:c(HClO)>c(ClO-)
C.“调pH”得到的上层清液中:>10-28
D.“氧化”时主要发生反应:2ClO-+2Ni2++2OH-=1NiOOH↓+Cl2↑+H2O
20.(2025届江苏模拟)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点,利用含钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量的铝箔,LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图:
下列有关描述错误的是
A.“滤液①”主要成分是NaAlO2
B.“操作①”、“操作②”的分离方法不同
C.“酸溶”反应中H2O2可以换成O2
D.“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大将导致产品不纯,其原因是溶液碱性增强会产生Co(OH)2杂质
21.(2025届江苏模拟)室温下,由二氧化锰与硫化锰矿(含Fe、Mg等杂质)制备MnSO4的流程如下:
已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11,Ksp(MnCO3)=2.24×10-11,下列说法正确的是
A.NH4HCO3溶液中:c(NH)<c(HCO)+2c(CO)
B.“酸溶”时主要离子方程式:MnO2+MnS+2H2O=2Mn2++SO+4H+
C.“除铁除镁”后上层清液中:2c(Mn2+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
D.“沉锰”后上层清液中: =2.5
22.(2025届新八省模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,一种制备亚氯酸钠的流程如图。下列说法错误的是
A.反应①②均为氧化还原反应
B.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.为防止反应②中有NaClO3生成,投料时加入的H2O2应过量
23.(2025届新八省模拟)以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的的过程如下:
下列说法错误的是
A.反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行
B.反应釜2中反应的离子方程式为4CaO+6H2O+4Fe2++O2=4Fe(OH)3+4Ca2+
C.为加快反应速率,可采取的措施有适当升高温度
D.反应釜3中调节pH时,pH越大越好
24.(2025届新八省模拟)草酸亚铁(FeC2O4)是生产磷酸铁锂电池的原料,实验室可通过如下反应制取:
已知室温时:Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4、Ksp(FeC2O4)=2.1×10-7。
下列说法正确的是
A.酸化、溶解后的溶液中存在:2c(Fe2+)+c(NH)=2c(SO)
B.室温下,0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中存在:c(C2O)<c(H2C2O4)
C.向稀硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加Na2C2O4溶液至溶液褪色,反应的离子方程式为:5C2O+2MnO+8H2O=10CO2↑+2Mn2++16OH-
D.室温时反应Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+的平衡常数K=40
25.(2025届新八省模拟)硒是人体微量元素中的“胰岛素”。含硒废料(主要含Se、S、Fe2O3、ZnO、CuO、SiO2等)制取硒的流程如图,下列有关说法正确的是
A.“分离”时得到含硫煤油的操作方法是分液
B.“酸溶”后,滤渣是Se
C.“酸化”时,生成1mol Se,反应转移2mol电子
D.若向“酸溶”所得的滤液中滴加硫氰化钾溶液,溶液不变红
26.(2025届开学摸底福建卷)实验室在酸性环境下用重铬酸钠氧化环己醇制备环己酮的流程如图所示:
已知:主反应为放热反应;环己酮沸点为155℃,能溶于水,可与水形成沸点为95℃的共沸混合物。
下列说法不正确的是
A.若将环己醇滴加入Na2Cr2O7和H2SO4的混合溶液中会降低环己酮的产率
B.NaCl可降低产物在水中溶解度,便于后续萃取、分液
C.“试剂X”可选用丙酮一次萃取“液相2”来提高产率
D.“操作1”中可选用空气冷凝管
27.(2025届开学摸底福建卷)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
下列说法正确的是
A.加入少量MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,使用H2O2替代MnO2效果更好
B.反应器流出的溶液pH=4,此时用石灰乳调节至pH≈7,目的是除去Fe3+
C.加入少量BaS溶液后滤渣的成分为NiS
D.为保持电解液成分稳定,应不断补充MnSO4溶液,排出含酸电解液,电解废液可在反应器中循环利用
28.(2025届开学摸底黑吉辽卷)某V2O5失活催化剂是重要的含钒二次资源。从酸浸处理之后的浸出液中提取钒的一种工艺流程如图。下列说法错误的是
已知:HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力的顺序:Fe3+>VO2+>Fe2+
A.物质X为高锰酸钾溶液
B.反萃取时,物质Y可以选用硫酸
C.氧化过程中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为6∶1
D.调pH时,发生反应:VO+2NH3•H2OVO+2NH+H2O
29.(2025届开学摸底山东卷)一种利用废铜渣(主要成分为CuO,及少量的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SiO2
B.向“沉铁”后的滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2
C.“沉铜”过程中发生了氧化还原反应,SO2是还原剂
D.“转化”后的滤液中含有的阳离子为NH和H+
30.(2025届开学摸底江苏卷)磷化氢(PH3)具有能量密度高、可再生优势,常用作新能源材料。一种工业上利用副产法制备PH3的流程如图所示:
下列说法正确的是
A.白磷(P4)属于共价晶体 B.次磷酸钠是酸式盐
C.白磷与浓NaOH溶液反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D.流程中的每一步反应均属于氧化还原反应
31.(2025届开学摸底新高考卷)镍电池芯废料中主要含有金属镍,还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下。下列说法正确的是
A.“酸浸”时,若改用浓硫酸,反应速率更快,效果更好
B.H2O2在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用相同
C.洗涤“Co(OH)3”操作是向漏斗内加水至浸没滤饼,用玻璃棒搅拌使水快速流下
D.“结晶”时,应加热至出现少量晶膜时,再冷却结晶
32. (2025届山西大学附中质检)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是
A. 不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B. 采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C. 从吸收塔进入合成槽中的反应物除NaF外,还有CO2
D. 滤液可回收进入吸收塔循环利用
33. (2025届山西大学附中质检)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. 煅烧时将菱镁矿粉碎,有利于加快反应速率
B. 浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O
C. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D. 将反应温度调控在高温条件下进行浸出和沉镁操作,均有利于提高镁元素的转化率
34. (2025届山西大学附中质检)硼氢化钠(NaBH4)为白色粉末,容易潮解,可溶于异丙胺(熔点-101℃,沸点33℃),在干燥空气中稳定,是合成中常用的选择性还原剂。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下:
下列说法正确的是
A. 实验室中取用钠时,从钠块上切下小块钠后,剩余的部分放入废液缸
B. 操作②、操作③分别是过滤与蒸发
C. 反应①加料之前需将反应器加热至100℃以上并通入氩气
D. 反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
35.(2025届黑吉辽模拟卷)某小组回收锌锰电池废料(主要含MnO2、MnOOH等)制备高锰酸钾,简易流程如图所示。
下列说法不正确的是
A.“浸出”过程使用过滤操作,用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗
B.“系列操作”中,进行高温干燥KMnO4
C.“氧化”操作利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4,可推知在碱性条件下Cl2氧化性大于KMnO4
D.“碱熔”的产物K2MnO4是氧化产物
36. (2025届华中师大学附中质检)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “灼烧”可在石英坩埚中进行 B. “母液”中的溶质仅有KHCO3、KCl
C. “结晶”过程宜采用蒸发结晶的方法
D. “转化”过程中的反应方程式为3K2MnO4+4CO2+2H2O=MnO2↓+2KMnO4+4KHCO3
37. (2025届北京模拟卷)为减轻环境污染,提高资源的利用率,可将钛厂、氯碱厂和甲醇厂联合进行生产。生产工艺流程如下:
已知:“氯化”过程在高温下进行,且该过程中Ti元素的化合价没有变化。下列叙述错误的是
A.FeTiO3中Ti为+4价
B.“合成”过程中原子利用率为100%
C.“氯化”时发生反应的化学方程式为7Cl2+2FeTiO3+6C=2FeCl3+2TiCl4+6CO
D.上述流程中生成钛时可用CO2代替Ar
38.(2025届山东模拟卷)工业废铁的综合利用,是节约资源的重要组成部分。下图是以废铁块生产净水剂聚合氯化铁和高铁酸钠的流程。
下列说法不正确的是
A.①过程可以用盐酸
B.②氧化的目的是将Fe2+转化为Fe3+
C.为使③中Fe3+的水解程度增大,可将溶液加热
D.④中阳极的电极反应式为Fe-6e-+4H2O=FeO+8H+
39.(2025届重庆模拟卷)以废旧锌锰电池中的黑锰粉[含MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、ZnCl2、Fe2O3 及炭黑等]为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工艺流程如图:
下列说法不正确的是
A.步骤①分离出NH4Cl、ZnCl2的试剂和操作为:水、过滤
B.步骤②中发生的反应:C+O2CO2、4MnO(OH)+O24MnO2+2H2O
C.步骤③若先加H2O2、后加H2SO4,可提高H2O2的利用率
D.步骤④所得MnCl2溶液中含有少量CaSO4杂质
40.(2025届重庆模拟卷)正高碘酸(H5IO6)是白色结晶性粉末,溶于水,主要用作氧化剂和分析试剂。由NaI制取H5IO6 的实验流程如图所示:
下列说法错误的是
A.“反应1”是为了将I-转化为IO
B.“反应2”中发生的反应是NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6↓+2NaCl
C.“反应3”的滤液中含有大量的NaNO3、NaI等
D.“反应4”得到的无色气体可能是氧气
41. (2025届北京人大附中质检)某MgO粗品中含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3等杂质,以氧化镁粗品为原料制备耐火材料-轻质氧化镁的流程如下:
以下说法中,不正确的是
A. 滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2
B. 步骤Ⅱ利用了Al(OH)3是两性氢氧化物的特点将之分离
C. 硫酸铵溶液中各离子浓度大小关系满足:c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-)
D. 步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为:2Mg2++2OH-+CO=Mg2(OH)2CO3↓
42. (2025届清华附中质检)以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)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
43. (2025届河南八市重点高中调研)碳还原法制备高纯硫酸锶的原理及工艺流程如图所示。天青石精矿的主要有效成分为SrSO4。SrS易溶于水且易水解。经过多次浸取除杂得到纯净的Sr(OH)2,Sr(OH)2与硫酸溶液反应生成硫酸锶。已知在元素周期表中,锶与钙同族。下列说法错误的是
A. 回转窑中发生反应的化学方程式为SrSO4+4C SrS+4CO↑
B.浸取时,升高温度,浸出速率加快,浸出率增大,同时还有气体生成
C. 该工艺流程中发生了氧化还原反应、水解反应和中和反应
D.Sr(OH)2、SrSO4均不溶于水
44.(2025届福建一模)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3∙nH2O的工艺流程如下:
下列关于上述流程的叙述,错误的是
A.焙烧过程中产生的酸性废气可用于刻蚀玻璃
B.滤渣Ⅲ的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3
C.“沉铈”步骤,也可以用(NH4)2CO3沉淀得到Ce2(CO3)3∙nH2O
D.分离出Ce2(CO3)3的方法为过滤,需用到的玻璃仪器:漏斗、烧杯和玻璃棒
45.(2025届贵州一模)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4,黄褐色固体]是一种新型高效絮凝剂和污泥处理剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图
已知:部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
金属阳离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
下列说法不正确的是
A.“搅拌”时加入少量NaHCO3将溶液的pH调节在4.4≤pH<7.5
B.生成滤渣的方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
C.该工艺流程不符合绿色化学的理念
D.“反应Ⅱ”中若用O2代替NaNO2,当11.2L(标准状况)O2参与反应,则相当于节约了2mol NaNO2
46.(2025届海南一模)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.“沉镁”时可能发生反应:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+
B.在实验室中“煅烧”时使用的仪器为坩埚,同时需要用玻璃棒不断搅拌
C.“氯化”过程中发生的反应为气体分子数增加的反应
D.不可以通过直接灼烧MgCl2∙6H2O晶体的方法得到无水MgCl2固体
47.(2025届黑吉辽一模)工业上从钴镍渣(主要含CoO、NiO和少量FeO、Cu)中回收Co和Ni的流程如下。
已知:①Co2++6NH3∙H2O=[Co(NH3)6]2++6H2O,K=105 ;②Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15,完全沉淀时c(Ni2+)≤10-5mol·L-1;③Kb(NH3∙H2O)=10-5。下列说法正确的是
A.滤渣1是Cu,滤渣2是Fe(OH)2
B.氧化性:H2O2>Co3+>Fe3+
C.若沉镍完全后滤液中c(NH)=10-3mol·L-1,则≥10-13
D.“氧化沉钴”中氧化剂、还原剂的物质的量之比为2∶1
48.(2025届江苏一模)以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)和氨水为原料可实现CO2矿物封存同时制备轻质CaCO3,转化部分流程如图。
Ksp(CaSO4)=5.0×10-5,Ksp(CaCO3)=3.0×10-9,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.61×10-11。
下列说法正确的是
A.氨水中存在:c(NH)>c(H+)+c(NH3∙H2O)
B.“转化”步骤,通入CO2后清液中始终存在>×104
C.“转化”步骤,若通入CO2至溶液pH为6.5,此时溶液中c(HCO)>c(CO)
D.“滤液”中存在:c(H+)+2c(Ca2+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)+2c(SO)
49.(2025届江西一模)已知:氰化钠水溶液呈碱性。利用氰化钠可冶炼金,其工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.“浸金”发生反应的化学方程式为4Au+O2+8NaCN+2H2O=4Na[Au(CN)2]+4NaOH
B.“沉金”中Zn作还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au
C.“转化”中发生反应的离子方程式为[Zn(CN)4]2-+4H+=Zn2++4HCN
D.ZnSO4溶液在蒸发皿中经蒸发结晶可获得ZnSO4·7H2O固体
50.(2025届湖南一模)元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是
A.工业制取漂白粉:饱和食盐水 Cl2漂白粉
B.工业制取镁:MgCl2溶液无水MgCl2 Mg
C.工业制纯碱:N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
D.由重晶石制可溶性钡盐:重晶石(BaSO4) BaCO3 BaCl2(aq)
51.(2025届湖南一模)KMnO4是重要氧化剂,广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料,经中间产物K2MnO4制备KMnO4的流程如图。下列说法正确的是
A.“熔融”过程中,n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶1
B.滤渣2经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率
C.用盐酸替代CO2能加快“酸化”时的速率
D.得到 KMnO4晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、加热烘干
52.(2025届山东一模)轻质碳酸镁[MgCO3∙Mg(OH)2∙3H2O]是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品,以卤块(主要成分为MgCl2,含Fe2+、Fe3+等杂质离子)为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程如图。下列说法错误的是
A.在实验室进行①操作所用的仪器为玻璃棒、烧杯
B.“氧化”工序中发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
C.②和③工序名称均为“过滤”
D.“沉镁”工序控制合适的温度,产生的气体X主要为NH3和CO2
53.(2025届开学摸底广东卷)南海是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示,下列说法错误的是
A.物质X可以选用CaO
B.操作1中玻璃棒的作用是引流
C.第①步中,蒸发结晶、高温烘干可以得到干燥的MgCl2·6H2O固体
D.第②步反应的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O=SO+2Br-+4H+
54.(2025届新八省一模)硼酸(H3BO3)是重要的化工原料,一种以硼镁矿(含2MgO∙B2O3∙H2O,SiO2及少量Al2O3、Fe2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
[已知:硼酸和硼砂(Na2B4O7∙10H2O)均易溶于热水,在冷水中溶解度小]
A.将硼镁矿研磨成粉末可以加快浸取速率
B.NaBO2溶液中的杂质主要是NaOH和Na[Al(OH)4]
C.一系列操作主要包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.硼砂溶液与硫酸反应的离子方程式为B4O+5H2O+2H+=4H3BO3
55.(2025届开学摸底辽宁卷)氢氧化锆[Zr(OH)4]广泛应用于塑料、橡胶、交换树脂等多种化工行业。实验室中以含锆废料(含ZrO2和少量Cu、Si、Al的氧化物)为原料制备氢氧化锆的工艺流程如下。
下列说法正确的是
A.“熔融”操作可在瓷坩埚中进行
B.“浸取”后通过分液可得到含有Na2SiO3和NaAlO2的浸液
C.Cu2+与NH3形成配离子的稳定性强于Cu2+与H2O形成配离子的稳定性
D.可用浓NaOH溶液洗涤Zr(OH)4粗品
56.(2025届河南南阳实验高级中学质检)一种锰矿的主要成分为MnCO3,杂质为SiO2、CaCO3、MnS、FeS、CuS、NiS等。研究人员设计了如下流程制备金属锰,可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ni(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.5
7.6
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.5
9.8
下列说法错误的是
A.“脱硫”过程中FeS发生反应:4FeS+3O2+6H2O=4S+4Fe(OH)3
B.物质X为H2SiO3,滤渣Y为Fe(OH)3
C.上述流程表明:Ksp(CuS)<Ksp(MnS),Ksp(NiS)<Ksp(MnS)
D.“电解”所得阳极产物均可循环利用
57.(2025届河南许昌高级中学质检)某工厂废液经简易处理后的沉淀泥浆中含有大量废铜丝和少量V、Ti、Fe、Si元素氯化物及复杂化合物,一种以该沉淀泥浆为原料回收铜与钒的工艺流程如图所示
已知:常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,溶液中的离子浓度在10-5时可以认为已经除尽。下列说法错误的是
A.泥浆在空气中堆放后由灰色变为疏松的绿色粉状,是因为铜被氧化,便于后续酸浸时铜进入溶液
B.流程中利用Cu2(OH)3Cl+OH-=2Cu(OH)2+Cl-除氯,可以减少酸浸时含氯化合物的挥发
C.若浸出液中Cu2+的浓度为0.1 mol·L-1,则酸浸时可调pH=5
D.焙烧加入Na2CO3的目的是使V元素转化成可溶性的钒酸盐
58.(2025届黑龙江实验中学质检)索尔维制碱法制备纯碱的制备流程如图所示,其反应原理与侯氏制碱法相同。下列说法不正确的是
A.流程中能循环利用的物质是NH3和CO2 B.饱和食盐水精制过程需用操作1
C.吸氨和碳酸化所用NH3和CO2最佳比为1∶1 D.两种制碱法的食盐利用率相同
59.(2025届衡水二中模拟)某污水处理厂用“Pb2+沉淀法”处理含铬废水(主要含Cr3+以及少量Cu2+、Fe2+)的工艺流程如下。
已知:①金属离子Cu2+、Cr3+、Fe3+沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol·L-1)pH分别为6.7、5.6、2.8;②Cr2O+H2O2CrO+2H+。下列说法错误的是
A.“氧化”时生成CrO的离子方程式为2Cr3++3H2O2+2H2O=CrO+10H+
B.“沉降”过程中加入NaOH溶液,调节溶液pH>6.7
C.加入PbSO4生成PbCrO4,说明Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCrO4)
D.“沉铬”过程中,增大溶液的pH,沉铬率提高
60.(2025届长沙浏阳景雅高级中学质检)软磁材料Mn3O4可由阳极渣和黄铁矿FeS2制得。阳极渣的主要成分为MnO2且含有少量Pb、Fe、Cu等元素的化合物。制备流程如下。
已知:25 ℃时,Ksp(MnF2)=5.0×10-3,Ksp(CaF2)=3.5×10-11。下列说法错误的是
A.X可为稀硫酸
B.滤渣2的成分是Cu(OH)2和CaSO4
C.“净化”步骤发生的反应为MnF2 (s)+Ca2+(aq)CaF2(s)+Mn2+(aq) K≈1.4×108
D.利用MnCO3替代CaO可优化该流程
61.(2025届山东师范大学附中质检)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下:
下列说法正确的是
A.过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价为+7价
B.氧化除锰后的溶液中存在:Na+、Zn2+、Fe2+、SO
C.调节pH时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质
D.沉锌时的离子方程式为3Zn2++6HCO===ZnCO3·2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O
62.(2024届湖南岳阳三模)由赤泥(含有大量Na、Al、Fe、Si、Ca、Sc、Zr等的氧化物)为原料制备钪(Sc)的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.Fe位于元素周期表第四周期ⅧB族
B.操作1使用的主要玻璃仪器为漏斗、烧杯
C.灼烧时生成1 mol CO2,消耗8 g O2
D.在空气中灼烧Sc2(C2O4)3生成Sc2O3的反应是非氧化还原反应
63.(2024届福州联考)采用高压氢气还原法可以从溶液中直接提取金属粉末。以黄铜矿(含CuFeS2、FeS2,少量的SiO2等)为原料制备铜粉的流程如图:
下列说法错误的是
A.“废气”成分中含SO2
B.“沉铁”时加入CuO的目的是调节pH
C.“滤液”中含有硫酸,可循环使用提高原料的利用率
D.“还原”时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
64.(2024届福州二模)工业上采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4),其主要的生产流程如下:
已知:K2FeO4在碱性环境中稳定,在中性和酸性条件下不稳定,难溶于醇等有机溶剂。
下列说法错误的是
A.反应②为3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
B. 由反应③可知,此温度下Ksp(K2FeO4)>Ksp(Na2FeO4)
C.“提纯”步骤的洗涤剂可以选用CH3COOK溶液、异丙醇
D.K2FeO4可用于水的消毒
65. (2024届长沙市雅礼中学)以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.1mol过二硫酸钠(Na2S2O8)中含有σ键数目为9NA
B.“氧化除锰”后的溶液中一定存在:Na+、Zn2+、Fe3+、SO
C.“调节pH”时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质
D.“氧化除锰”过程中生成MnO2的离子方程式:Mn2++S2O+2H2O===MnO2↓+2SO+4H+
66.(2024届江苏无锡一模)室温下用0.1 mol•L-1 Na2SO3溶液吸收SO2的一种脱硫工艺流程如图所示。已知H2SO3电离平衡常数分别为Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3电离平衡常数分别为Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11,忽略通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发。
下列说法正确的是
A.0.1 mol•L-1 Na2SO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+c(H2SO3)
B.NaHSO3溶液中:c(SO)<c(H2SO3)
C.“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:CaCO3+HSO=CaSO3+HCO
D.“沉淀”分离后的滤液中:c(Ca2+)·c(SO)<Ksp(CaSO3)
67.(2024届湖北黄冈调研)工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下,下列叙述错误的是
A.步骤①中,试剂X一般使用的是氢氧化钠溶液
B.步骤②中,主要的离子反应可能是AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
C.步骤③中,加热固体常在蒸发皿中完成
D.步骤④中,在电解装置的阴极得到液态金属铝
68.(2024届河北邢台调研)用绿矾(FeSO4·7H2O)制备电池电极材料LiFePO4的流程如下:
下列说法正确的是
A.反应2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.洗涤沉淀时可用玻璃棒搅拌
C.可用酸性KMnO4溶液检验反应1中Fe2+是否完全反应
D.溶解过程中H3PO4可抑制Fe2+的水解
69.(2024届河南重点高中联考)以粉煤灰(主要成分为Al2O3,还含有少量Fe2O3杂质)为原料制备AlCl3·6H2O的工艺流程如下,下列说法错误的是
A.“酸浸”时,适当增大盐酸浓度可提高金属离子的浸出速率
B.应选择蒸馏水对得到的AlCl3·6H2O粗品进行洗涤
C.“母液”经一系列操作后可重新获得FeCl2·4H2O
D.与在HCl气流中蒸发结晶相比,盐析结晶对设备的要求较低
70.(2024届陕西铜川三模)用含铁废铜制备胆矾晶体的流程如下图所示:
下列说法错误的是
A.“溶解”时延长浸泡时间,可以提高铜的浸出速率
B.流程中Cu2(OH)2CO3可用CuO代替
C.常温下,流程中pH=3时,c(Cu2+)·c2(OH-)<Ksp[Cu(OH)2]
D.“系列操作”前加入H2SO4的目的是抑制Cu2+的水解
71.(2024届山东济南一模)工业上可通过“酸性歧化法”和“电解法”制备KMnO4。“酸性歧化法”中,利用软锰矿(主要成分为MnO2)先生成K2MnO4,进而制备KMnO4的流程如下图所示。
下列说法正确的是
A.为加快“熔融”反应速率,可将矿石粉碎,并用玻璃棒不断翻炒固体
B.“酸化”时若改用盐酸,则反应为3MnO+4H+=2MnO+MnO2+2H2O
C.“结晶”获取KMnO4晶体时采用蒸发结晶
D.该流程中涉及到的氧化还原反应至少有2个
72.(2024届河北衡水中学一调)过氧化钙(CaO2)常用作杀菌消毒剂,是一种白色固体,能潮解,难溶于水,不溶于醇类,加热至315 ℃时开始分解。一种工业生产过氧化钙(CaO2)的流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“冷水浴反应”发生的是非氧化还原反应
B.母液经处理后可返回“冷水浴反应”循环利用
C.操作2为灼烧,需要用到坩埚、酒精灯、玻璃棒
D.“洗涤”产品需依次用蒸馏水、无水乙醇洗涤,其中乙醇洗涤的目的是除去表面的水分
73. (2024届沈阳第二中学段测)室温下,用含有少量Mn2+的ZnSO4溶液制备ZnCO3的过程如图所示。下列说法正确的是
A. NaClO溶液中:c(Na+)=c(ClO-)+c(OH-)
B. NH4HCO3溶液中:c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+)+c(H2CO3)+c(CO)
C. “过滤”所得滤液中:c(NH)+c(NH3·H2O)>c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO)
D. “过滤”所得滤液中:<
74. (2024届山东烟台联考)室温下,通过矿物中PbSO4获得Pb(NO3)2的过程如图所示:
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14。下列说法正确的是
A.Na2CO3溶液中:c(OH-)<c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
B. 反应PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)正向进行,需满足>×106
C.“脱硫”后上层清液中:2c(SO)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
D.PbCO3悬浊液加入HNO3“溶解”过程中,溶液中c(CO)的浓度逐渐减小
75. (2024届天津八校联考)室温下,用含少量Ca2+的FeSO4溶液制备FeCO3的过程如图所示。已知:Ksp(CaF2)=5.3×10-9,Ka(HF)=6.3×10-4,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11。下列说法正确的是
A. 0.1 mol/L NH4F溶液中:c(F-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
B. “除钙”得到的上层清液中:c(Ca2+)<
C. pH=10的氨水-NH4HCO3溶液:c(CO)<c(HCO)
D. “沉铁”反应的离子方程式:Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O
76. (2024届湖南衡阳一中)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂,以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图。
已知:“沉铝”步骤在煮沸条件下进行,生成Al(OH)3、NH3和NaHCO3。下列说法错误的是
A. “碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑
B. 可通过焰色试验检验“沉铝”所得滤液中的主要阳离子
C. 用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4溶液,需要将水缓慢加入浓硫酸中
D. “一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4
77. (2024届合肥168中学)某种以辉铜矿(Cu2S,含Fe3O4、SiO2杂质)为原料制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O的流程如图所示。下列说法错误的是
A. 向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物
B. 向溶液C中加入硫氰化钾溶液后呈现红色
C.“煅烧”过程中涉及的主要反应化学方程式为2Cu2S+5O24CuO+2SO3
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配位原子为N
78. (2024届滁州一检)以钴渣(主要成分是CoO、Co2O3含少量Ni、Al2O3等杂质)为原料制取CoCO3,工艺流程如下。下列说法错误的是
已知:①碱性条件下,Co2+会转化成Co(OH)2;
②Ni2+被萃取原理:Ni2+(水层)+2HA(有机层)NiA2(有机层)+2H+(水层)。
A. 试剂X为稀硫酸
B.“酸浸”中Co2O3反应的离子方程式为Co2O3+6H+=2Co3++3H2O
C. 为保证工艺所得产品的纯度,萃取过程中,添加萃取剂应采用少量多次的方法进行
D.“沉钴”时,应向上一步所得含Co2+的溶液中逐滴滴加Na2CO3溶液,以提高CoCO3产率
79. (2024届泉州一检) NaClO2(亚氯酸钠)是造纸工业中常见的漂白剂,与可燃物接触易爆炸。一种制备NaClO2的流程如图所示。下列说法错误的是
A. NaClO2的漂白原理与O3相似 B. 气体1、气体2分别是CO2、O2
C. 反应3的离子方程式:Ba2++SO=BaSO4↓ D.“分离”操作过程包括结晶、过滤、乙醇洗涤等
80.(2024届厦门四检)氧化沉淀法回收石油炼制的Co-Fe/Al2O3加氢脱氮催化剂的流程如下。
已知:25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=10-37.4。下列说法正确的是
A. “浸出”时可将H2SO4替换为HNO3 B. “氧化”过程说明氧化性:Fe3+>Co3+
C. “沉铁”后溶液中c(Fe3+)=10-5 mol/L,则a=3.2 D. “沉淀”中X主要成分为Al2(CO3)3
81. (2024届张家界质检)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图所示,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”过程中镁元素参与的反应为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O
B. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
C. “浸出”和“沉镁”的操作均应在较高温度下进行
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
82. (2024届长沙一模)“中国芯”的主要原料是单晶硅,制取纯硅的过程如图所示。下列说法正确的是
A. 步骤①中的反应为SiO2+CSi+CO2↑ B. 二氧化硅是酸性氧化物,能与水反应生成硅酸
C. 步骤②和③均属于置换反应 D.28 g纯硅中含有4 mol Si—Si(Si—28)
83. (2024届漳州三模)某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下:
已知:①“溶解”后所得滤液为Na2CrO4、Na[Al(OH)4]和NaVO3的混合溶液;
②Cr的最高价含氧酸根离子在酸性介质中主要以Cr2O存在,在碱性介质中主要以CrO存在。
下列说法错误的是(B)
A. “灼烧”步骤的尾气中含CO2
B.“沉铝”步骤的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO2=2Al(OH)3↓+CO+H2O
C.“分离钒”之后Cr元素的存在形式主要为Cr2O
D.“转化沉铬”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
84. (2024届潍坊联考)砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在]中回收As2O3的工艺流程如图所示:
已知:①As2S3+6NaOH=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O ②As2S3(s)+3S2-(aq)=2AsS(aq)
③砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,能被SO2、HI等还原。下列说法错误的是
A.“沉砷”过程,用过量的Na2S代替FeS效果更好
B.浸渣的主要成分为FeS
C.“还原”过程的离子方程式为2SO2+2H3AsO4=As2O3+2SO+4H++H2O
D.“还原”后可以用HI、淀粉溶液检验溶液中是否仍存在砷酸
85. (2024届济宁二模)二氧化氯的制备及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂-亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图,下列说法正确的是
A. “滤渣”的成分为MgCO3、CaCO3 B. 两处HCl的作用相同
C. H2O2可以用KMnO4代替 D. 理论上,产生气体A、B的物质的量之比为1∶1
86. (2024届泰安一模)某沿海地区的煤电厂排放烟气量为2.0×106 kg/h,其中SO2的含量为0.15%,该厂开发出海水脱硫新工艺,流程如图所示。已知:25 ℃时,Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11。下列说法正确的是
A. 吸收塔内,烟气应从吸收塔的顶部通入,与喷洒的海水充分接触
B. 吸收塔发生的主要反应为SO2+2HCO===SO+H2O+2CO2
C. 经该流程脱硫处理后SO2为144 kg/h,则脱硫率为95.2%
D. 水质恢复系统主要作用是调节吸收液的酸、碱性
87. (2024届泉州三检)SrCl2是一种治疗牙本质过敏症的牙膏添加剂。一种用工业碳酸锶(含少量BaCO3、FeO杂质)制取氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)的工业流程如图所示。下列说法错误的是
A.Ksp(SrSO4)>Ksp(BaSO4)
B. 溶液Ⅰ中发生了反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
C. 工业碳酸锶的纯度为×100%(Sr—88)
D. 系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶等操作
88. (2024届广东高州第一中学质检)回收利用废旧锂离子电池正极材料钴酸锂粗品来制备LiCoO2产品,可实现资源的循环利用。其工艺流程如下:
已知:①氯化胆碱[HOCH2CH2N+(CH3)3·Cl-]是铵盐,熔点较低,LiCoO2熔点较高;
②Co2+在溶液中常以[CoCl4]2-(蓝色)和[Co(H2O)6]2+(粉红色)形式存在;
③常温下,Ksp[Co(OH)2]=1×10-15。下列说法错误的是
A. 将废旧电池拆解并将其浸入NaCl溶液中,其目的是进行放电处理,使得锂离子从负极脱出,经过电解质溶液进入正极材料
B.“微波共熔”中氯化胆碱的作用是作为反应物提供Cl-作助熔剂,降低熔融LiCoO2所需的温度
C.“沉钴”过程发生反应的离子方程式为Co2++2OH-=Co(OH)2↓
D.“水浸”过程中溶液由蓝色逐渐变为粉红色,则“微波共熔”后获得的含Li、Co的化合物为Li2[CoCl4]
89. (2024届山东菏泽预测)锡碲渣废料(主要成分为SnO、TeO,还含有少量铁、砷、铅等元素的氧化物)为原料,制备锡酸钠晶体和碲的工艺流程如下。
已知:水碎液中溶质主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na2PbO2、Na2TeO3;碱性条件下,锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小。下列说法正确的是
A.“除碲”时,碲的脱除率随温度升高持续增大
B.“除铅”时,主要反应的化学方程式为Na2S+Na2PbO2+2H2O=PbS↓+4NaOH
C.制备碲的过程中,若每步消耗等物质的量的含碲物质,则转移电子数相等
D.经“溶析结晶”获得产品的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥
90.(2024届好教育云二模)碲被誉为“现代工业的维生素”,它在地壳中的丰度值很低。某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的工艺流程如下图所示。下列说法不正确的是
已知:①“焙烧”后,碲主要以TeO2形式存在;②TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱。
A.“焙烧”用到的主要仪器有:坩埚、泥三角、三角架、酒精灯、玻璃棒
B.“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag,可用稀盐酸将其分离
C.“碱浸”时,反应的离子方程式为TeO2+2OH-=TeO+H2O
D.“还原”时,Na2SO3作还原剂
91. (2024届广东省河源中学)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图,下列叙述不正确的是
A. 加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
B. 向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
C. 隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶5
D. 烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
92. (2024届黑龙江齐齐哈尔普高联考)海洋约占地球表面积的71%,其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。海水资源的开发利用如图所示,下列有关说法错误的是
A. 粗盐中含有SO、Mg2+、Ca2+等杂质,除杂过程中可依次加入BaCl2、NaOH、Na2CO3
B. 步骤④直接电解溶液X可以得到金属镁
C. 步骤⑥利用了溴单质的挥发性
D. 步骤⑦反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO+2Br-
93. (2024届黑龙江齐齐哈尔普高联考)利用如下流程可从废光盘的金属层中回收其中的银(金属层中其他金属含量过低,对实验影响可忽略):
已知:NaClO溶液在加热时易分解产生NaCl和NaClO3;“溶解”工序发生的反应为可逆反应;水合肼(N2H4∙H2O)是一种强还原性的碱性液体。下列说法正确的是
A. “氧化”时用稀硝酸代替NaClO溶液更好
B. 滤渣Ⅱ洗涤后的滤液可送入“还原”工序利用
C. 若省略第一次过滤,会使氨水的用量减少
D. “还原”时,理论上消耗0.5mol N2H4∙H2O,则可生成108g Ag单质
94.(2024学年重庆名校联盟)海水“晒盐”得到的粗盐中常含有难溶性杂质和氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。为除去可溶性杂质,进行如图所示实验操作。下列说法正确的是
A.步骤①和②的顺序不能颠倒 B.加入过量氢氧化钠溶液的目的是除尽Ca2+
C.步骤③中所得沉淀的成分是氢氧化镁和碳酸钙 D.步骤④中只发生了中和反应
95. (2023届山东鄄城一中第三模)加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业上生产碘酸钾的流程如下。
已知:20℃KIO3的溶解度为8.08g,50℃KIO3的溶解度为10.20g,100℃KIO3的溶解度为15.30g。
下列说法不正确的是
A. 步骤①反应器发生的反应为6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑
B. 步骤②中可用氢氧化钠代替KOH
C. 步骤②中氢氧化钾的主要作用是将KH(IO3)2转化为KIO3
D. 步骤③的操作为加热浓缩、冷却结晶
96.(2024届安徽百校大联考)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量,部分步骤已省略):
下列叙述正确的是
A. 步骤②中发生的反应均为置换反应
B. 步骤④中使用的H2O2作还原剂
C. 不能用KSCN溶液检验滤液B中是否有Fe3+
D. 将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中,有丁达尔效应
97. (2024届安徽百校大联考)用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示,下列说法正确的是
已知:(1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物:
(2)当溶液中离子浓度≤1×10-5mol·L-1时,视为沉淀完全。
A.“碱熔”时,Cr2O3被氧化,SiO2、Al2O3转化为可溶性盐,Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣
B.“酸化”时,产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3,加热近沸有利于形成沉淀
C.“沉铬”时,为了确保Cr3+完全沉淀,应加入过量的NaOH溶液
D.若室温下,沉铬恰好完全时,溶液的pH=8,则Cr(OH)3的溶度积常数Ksp=1×10-29
98. (2024届安徽蒙城五校联考)钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属,广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒,其工艺流程图如下:
已知:钒有多种价态,其中+5价最稳定。钒在溶液中主要以VO和VO的形式存在,且存在平衡VO+H2OVO+2H+。下列说法正确的是
A. 工业生产中,碱浸步骤可选用较为廉价的氨水
B. 可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3
C. 焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时,应加入过量盐酸使其溶解完全
D. 将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,则磁性产品中一定不含铁元素
99.(2024届湖南长沙第一中学六模)废旧电器中电路板主要含有Fe、Cu、SnO2、PbO2、塑料等物质,研究小组从废旧电路板中回收金属锡(50Sn)的流程如图。下列说法正确的是
已知:SnO2、PbO2可与强碱共热反应生成易溶于水的Na2SnO3和Na2PbO3。
A. Sn元素的核外电子排布式为[Kr]5s25p2
B. 焙烧的主要目的是将Fe和Cu变成氧化物
C. 若过滤后得到干燥的PbS和S的固体混合物27.1g,则反应①有NA个电子转移
D. 焦炭和SnO2反应的方程式为2C+SnO2Sn+2CO↑
100. (2024届安徽省徽师联盟联考)大力推广锂电池新能源汽车对实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。Li4Ti5O12与LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如图:
已知:“酸浸”后,钛主要以TiOCl好形式存在,FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl+2H2O。下列说法不正确的是
A. 在制备TiO2·xH2O时需要加入水,同时加热,促使水解反应趋于完全
B. 高温煅烧反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为3∶2
C. 滤液②中的阳离子有Fe2+、Mg2+、H+
D. 在制备Li4Ti5O12的过程中会生成Li5Ti5O15(Ti为+4价),则Li2Ti5O15中过氧键的数目为4
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【100题精练+答案+解析】 化学工艺流程(选择题)
1. (2024年北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
答案:B
解析:黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到H2SO4。
A.反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4, 化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,A正确;
B.反应II条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如II中“常压、催化剂"不是为了提高SO2平衡转化率,B错误;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,D正确;
2. (2024年江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:NaCl溶液H2和Cl2HCl
B.金属Mg制备:Mg(OH)2 MgCl2溶液 Mg
C.纯碱工业:NaCl溶液NaHCO3 Na2CO3
D.硫酸工业:FeS2 SO2 H2SO4
答案:A
解析:A.电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2,H2和Cl2点燃反应生成HCl,故A的转化可以实现;
B.氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液,但是电解氯化镁溶液不能得到Mg,电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质,故B的转化不能实现;
C.纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3,然后NaHCO3受热分解为Na2CO3,故C的转化不能实现;
D.工业制备硫酸,首先黄铁矿和氧气反应生成SO2,但是SO2和水反应生成H2SO3,不能得到H2SO4,故D的转化不能实现;
3. (2024年湖南卷)中和法生产Na2HPO4∙12H2O的工艺流程如下:
已知:①H3PO4的电离常数:Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=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
答案:C
解析:H3PO4和Na2CO3先发生反应,通过加入X调节pH,使产物完全转化为Na2HPO4,通过结晶、过滤、干燥,最终得到Na2HPO4∙12H2O成品。
A.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项正确;
B.若“中和”工序加入Na2CO3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,所以“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4,B项正确;
C.“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液,由已知可知H3PO4的Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13,则HPO的水解常数Kh==≈1.6×10-7,由于Kh>Ka3,则Na2HPO4的水解程度大于电离程度,溶液显碱性,C项错误;
D.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项正确;
4. (2024年黑吉辽卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
Zn2+
Cu2+
Cl-
浓度(g∙L-1)
145
0.03
1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2=2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
答案:C
解析:铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+,反应的离子方程式为:Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O,再加入锌浸出液进行“脱氯”,“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变,得到CuCl固体,可知“脱氯”步骤发生反应的化学方程式为:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓,过滤得到脱氯液,脱氯液净化后电解,Zn2+可在阴极得到电子生成Zn。
A.由分析得,“浸铜”时,铜屑不能溶解完全,Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂,故A错误;
B.“浸铜”时,铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+,反应的离子方程式为:Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O,故B错误;
C.“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变,得到CuCl固体,即Cu的化合价升高,Cu2+的化合价降低,发生归中反应,化学方程式为:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓,故C正确;
D.脱氯液净化后电解,Zn2+应在阴极得到电子变为Zn,故D错误;
5. (2024年安徽卷)下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是
A. 煤→煤油 B. 石油→乙烯 C. 油脂→甘油 D. 淀粉→乙醇
答案:C
解析:A.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,干馏的过程不产生煤油,煤油是石油分馏的产物,A错误;
B.石油分馏是利用其组分中的不同物质的沸点不同将组分彼此分开,石油分馏不能得到乙烯,B错误;
C.油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐,C正确;
D.淀粉是多糖,其发生水解反应生成葡萄糖,D错误;
6. (2024年贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是
A. “气体”主要成分是H2S,“溶液1”的主要溶质是Na2S
B. “系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. “合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应
D. “洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱,以提高纯度
答案:B
解析:重晶石矿(主要成分为BaSO4)通过一系列反应,转化为BaS溶液;加盐酸酸化,生成BaCl2和H2S气体;在BaCl2溶液中加入过量的NaOH,通过蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到Ba(OH)2∙8H2O;过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH;Ba(OH)2∙8H2O加水溶解后,加入Ti(OC4H9)4,进行合成反应,得到BaTiO3粗品,最后洗涤得到最终产品。
A.由分析可知,“气体”主要成分为H2S,“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH,A项错误;
B.由分析可知,“系列操作”得到的是Ba(OH)2∙8H2O晶体,故“系列操作”可以是蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,B项正确;
C.“合成反应”是Ba(OH)2∙8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成BaTiO3,该反应中元素化合价未发生变化,不是氧化还原反应,C项错误;
D.“洗涤”时,若使用稀H2SO4,BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4,故不能用稀H2SO4,D项错误;
7. (2024年福建卷)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含SnO和HPbO。下列说法正确的是
A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B.“酸溶”时产生Al3+、Fe3+和Zn2+离子
C.“碱溶”时存在反应:Sn+2OH-+O2=SnO+H2O
D.“电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
答案:C
解析:废线路板先机械粉碎,可以增加其反应的接触面积,加入稀盐酸后铝、锌、铁溶解,进入滤液,通入氧气和加氢氧化钠,可以溶解锡和铅,最后电解精炼得到铜。
A.机械粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,A错误;
B.酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的Al3+、Fe2+和Zn2+离子,B错误;
C.“碱溶”时根据产物中SnO,存在反应:Sn+2OH-+O2=SnO+H2O,故C正确;
D.电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应,逐步溶解,故D错误;
8. (2024年1月浙江卷)为回收利用含I2的CCl4废液,某化学兴趣小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是
A. 步骤I中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
B. 步骤I中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C. 试剂X可用硫酸
D. 粗I2可用升华法进一步提纯
答案:B
解析:由题给流程可知,向碘的四氯化碳溶液中加入碳酸钠溶液,碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,分液得到四氯化碳和溶液A;向溶液A中加入硫酸溶液,碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘。
A.由分析可知,步骤I中,加入足量碳酸钠溶液发生的反应为碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,则充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,下层为四氯化碳,故A正确;
B.四氯化碳的密度大于水,加入足量碳酸钠溶液充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,下层为四氯化碳,则分液时应从分液漏斗上口倒出溶液A,故B错误;
C.由分析可知,向溶液A中加入硫酸溶液的目的是使碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘,则试剂X可用硫酸,故C正确;
D.碘受热会发生升华,所以实验制得的粗碘可用升华法进一步提纯,故D正确;
9.(2024年1月“七省联考”考前猜题卷)辉铜矿[Cu2S,含Fe3O4杂质]合成[Cu(NH3)4]SO4∙H2O目标产物的流程如下。下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ在足量O2中煅烧产生气体的主要成分:SO3
B.步骤Ⅱ得溶液C中溶质的主要成分:FeCl2和CuCl2
C.步骤Ⅲ的溶液D中存在平衡平衡:[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq)
D.为得纯净目标产物,步骤Ⅳ的实验操作步骤依次:加热蒸发、冷却结晶、抽滤洗涤
答案:C
解析:辉铜矿通入氧气进行煅烧,发生反应Cu2S+2O2 2CuO+SO2↑,固体B为CuO和Fe3O4,加入盐酸得到Cu2+、Fe3+、Fe2+的溶液,加入过量氨水,得到氢氧化铁、氢氧化亚铁、Cu[(NH3)4]Cl2。
A. 步骤Ⅰ在足量O2中煅烧时,发生反应的化学方程式为Cu2S+2O2 2CuO+SO2↑,产生气体的主要成分为SO2,故A错误;
B. 步骤Ⅱ得溶液C中溶质的主要成分为FeCl2、CuCl2和FeCl3,故B错误;
C. 步骤Ⅲ的溶液D中存在平衡平衡[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq),故C正确;
D. 从流程看,溶液D中阴离子主要为氯离子,为得纯净目标产物,溶液D中应引入硫酸根离子,再向滤液中加入乙醇,再过滤、洗涤、干燥,故D错误。
10. (2024年1月“七省联考”广西卷)实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液,并对其中的物质进行回收,流程如下。下列有关说法正确的是
A. 浸出液呈中性 B. 滤渣只有铜粉
C. 用KSCN溶液检验是否“氧化”完全 D. 溶液a回收后可用于处理覆铜板
答案:D
解析:从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中进行物质回收,由流程可知,先加入过量的Fe,与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜,滤渣中含Fe、Cu,加氯气氧化FeCl2产生FeCl3,据此分析解题。
A.腐蚀废液含有Fe3+,Cu2+,Fe2+,水解使得溶液呈酸性,故A错误;
B.据分析可知,滤渣中含Fe、Cu,故B错误;
C.氯气氧化FeCl2产生FeCl3,因为FeCl3为产物,只要反应开始就能使KSCN溶液变红,无法检验是否“氧化”完全,故C错误;
D.溶液a为FeCl3,可用于处理覆铜板,故D正确;
11. (2024年1月“七省联考”贵州卷)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为Fe,杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是
A. “碱浸”可以除去废铁屑中的油脂 B. “滤渣”的主要成分是Al和C
C. “操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替 D. 若流程改为先“氧化”后“调pH”,可能会生成Cl2
答案:B
解析:废铁屑(主要成分为Fe,杂质有Al、C及油脂)加NaOH碱浸,可以除去废铁屑表面的油脂和Al,过滤后滤液中含有Na[Al(OH)4]和油脂水解后的杂质,固体中含有Fe、C,加盐酸酸浸,过滤后滤渣为C,滤液为氯化亚铁溶液,通入空气Fe2+被氧化为Fe3+,加NaOH调pH为碱性,NaClO和Fe(OH)3发生氧化还原反应得到Na2FeO4、NaCl,并通过结晶分离出Na2FeO4。
A.根据分析,“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂,A正确;
B.根据分析,“滤渣”的主要成分是C,B错误;
C.根据分析,“操作Ⅰ”目的是将Fe2+氧化为Fe3+,用H2O2也可以做氧化剂,且不会引人杂质,因此“操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替,C正确;
D.若先“氧化”,溶液为酸性,Na2FeO4在酸性条件下有较强的氧化性,能将盐酸中的Cl-氧化为Cl2,D正确;
12. (2024年1月“七省联考” 吉林、黑龙江卷)实验室合成高铁酸钾(K2FeO4)的过程如下图所示。下列说法错误的是
A. 气体a的主要成分为Cl2
B. 沉淀b的主要成分为KClO3
C. K2FeO4中Fe的化合价为+6
D. 反应2为2Fe(NO3)3+10KOH+3KClO=2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O
答案:B
解析:高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,氯气中混有HCl气体,通过饱和食盐水洗气除去HCl气体,得到气体a的主要成分为Cl2,氯气和饱和KOH溶液在10~15℃条件下反应生成KClO,由于KClO的溶解度小于KOH,会析出KClO白色沉淀,将Fe(NO3)3和KOH加入饱和次氯酸钾中发生反应生成K2FeO4,以此解答。
A.由分析可知,气体a的主要成分为Cl2,故A正确;
B.由分析可知,沉淀b的主要成分为KClO,故B错误;
C.由化合物化合价的代数和为零可知,K2FeO4中Fe的化合价为+6,故C正确;
D.反应2中Fe(NO3)3和KClO在碱性条件下发生氧化还原反应生成K2FeO4和KCl,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:2Fe(NO3)3+10KOH+3KClO=2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O,故D正确;
13. (2025年1月八省联考内蒙古卷)下列有关物质的工业制备反应正确的是
A. 侯氏制碱:2NaCl+2NH3+CO2+H2O=Na2CO3↓+2NH4Cl
B. 制硝酸:NaNO3+HCl(浓)=NaCl+HNO3
C. 制氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
D. 冶炼铝:Al2O3+3H22Al+3H2O
答案:C
解析:A.侯氏制碱法是将氨气和二氧化碳通入到饱和食盐水中生成碳酸氢钠,再将生成的碳酸氢钠分解生成碳酸钠,其化学方程式为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,A错误;
B.工业制硝酸是利用氨的催化氧化将氨转化为NO,再与氧气反应生成NO2,最后用水吸收得到硝酸,具体的反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、H2O+3NO2=2HNO3+NO,B错误;
C.工业制氯气是利用电解饱和食盐水的方法,其化学方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,C正确;
D.工业冶炼铝是利用电解熔融Al2O3的原理,其化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑,D错误;
14. (2025年1月八省联考内蒙古卷)一种现行回收工艺的流程如下图所示。下列说法正确的是
A. “浸取”反应中,正极材料成分为还原剂
B. “浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4
C. 滤液2中=3×105
D. LiCoO2再生:4Co(OH)2+2Li2CO34LiCoO2+2CO↑+4H2O
答案:B
解析:电池正极材料LiCoO2 (含少量金属Cu),加稀硫酸及过氧化氢反应,生成铜离子、钴离子、锂离子,再加氢氧化钠进行沉铜,进一步加氢氧化钠进行沉钴,进行一系列操作得到碳酸锂,将得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧,实现LiCoO2的再生;由太阳能电池电解回收工艺的原理可知,电极a上水失去电子变为氧气,所以电极a为阳极,电极式为2H2O-4e-=O2↑+2H+,电极b为阴极,电极式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,据此作答。
A.“浸取”反应中,正极材料成分LiCoO2中Co元素化合价由+3价降低为+2价,所以正极材料成分为氧化剂,故A错误;
B.“浸取”时LiCoO2和稀硫酸及过氧化氢反应,由流程图可知,沉钴时加NaOH溶液生成Co(OH)2,则Co元素在“浸取”时转化为Co2+,Li元素化合价不变,所以“浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4,故B正确;
C.滤液2中Cu(OH)2、Co(OH)2达到饱和,则滤液2中===×10-5,故C错误;
D.LiCoO2再生的过程中,在空气中煅烧,氧气为氧化剂,所以化学方程式为:4Co(OH)2+2Li2CO3+O24LiCoO2+2CO2↑+4H2O,故D错误;
15. (2025年1月八省联考四川卷)TiO2是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的TiO2废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,Al转化为难溶于酸和碱的α-Al2O3,TiO2转化为TiOx(1≤x≤1.5);“浸取”时,TiOx溶于盐酸生成易被空气氧化的Ti3+。
下列说法错误的是
A.TiO2具有弱氧化性 B.“浸取”需要惰性气体保护
C.“滤液”中存在Fe3+和Ca2+ D.H2来自于Fe和盐酸的反应
答案:B
解析:二氧化钛废渣与铝粉进行铝热还原生成TiOx(1≤x≤1.5)和难溶于酸和碱的α-Al2O3,同时铁的氧化物转化为铁单质,加入盐酸后TiOx、Fe与酸反应生成Fe2+、Ti3+和氢气,难溶的α-Al2O3转化为滤渣,滤液中由Fe2+、Ti3+被H2O2氧化生成Fe3+和Ti4+,Ti4+水解生成TiO2·xH2O分离,滤液含有Fe3+、Ca2+。
A.TiO2中Ti为高价态,具有氧化性,A正确;
B.“浸取”过程中,不需要惰性气体保护,产生的Ti3+在下一步需要氧化生成Ti4+,B错误;
C.Ti4+转化为TiO2·xH2O分离,滤液含有Fe3+、Ca2+,C正确
D.铝热反应中只有铁的氧化物转化为铁单质,故氢气是铁与盐酸反应产生的,D正确;
16. (2025年1月八省联考云南卷)开发海水资源对发展海洋新质生产力意义重大。下列说法正确的是
A. 海水提溴工艺中可利用SO2和水对溴进行吸收富集
B. 电解海水可同时获得氢气、氯气和钠单质
C. 所有高分子分离膜淡化海水时仅允许水分子通过
D. 工业上常用澄清石灰水和海水为原料制备Mg(OH)2
答案:A
解析:A.海水提溴先向盐卤通入Cl2置换出溴单质,再用热空气吹出Br2蒸气,用SO2和水吸收溴蒸气,利用SO2和水对溴进行吸收富集,A正确;
B.电解海水可同时获得氢气、氯气和氢氧化钠,B错误;
C.所有高分子分离膜淡化海水时仅允许离子通过,C错误;
D.工业上常用石灰乳和海水为原料制备Mg(OH)2,D错误;
17.(2025届黑吉辽蒙模拟)某小组回收锌锰电池废料(主要含MnO2、MnOOH等)制备高锰酸钾,简易流程如图所示。
下列说法不正确的是
A.“浸出”过程使用过滤操作,用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗
B.“系列操作”中,进行高温干燥KMnO4
C.“氧化”操作利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4,可推知在碱性条件下Cl2氧化性大于KMnO4
D.“碱熔”的产物K2MnO4是氧化产物
答案:B
解析:锌锰电池废料主要含MnO2、MnOOH等,因二氧化硅与碱高温下反应,可选铁坩埚碱熔,Mn元素的化合价升高,氯酸钾中Cl元素的化合价降低,生成K2MnO4溶液,碱熔时氯酸钾可能分解生成氧气,氧化时氯气可氧化生成KMnO4,加热结晶分离出固体KMnO4。
A.“浸出”过程使用过滤操作,用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗,A正确;
B.高温干燥KMnO4会受热分解,B错误;
C.“氧化”中氯气是氧化剂,高锰酸钾是氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,C正确;
D.“碱熔”的产物K2MnO4是氧化产物,D正确;
18.(2025届新八省模拟)处理废弃的锂电池正极材料LiCoO2以回收Li、Co等金属的部分工艺路线如下,已知气体1无毒无害,烧渣中Co仅有一种价态,下列说法错误的是
A.500℃焙烧生成的烧渣成分有LiCl、SiO2、CoCl2
B.滤饼2转化为Co3O4的反应中氧化剂∶还原剂=1∶6
C.若500℃焙烧后直接水浸可能会产生大量烟雾,腐蚀设备
D.流程中仅有滤液3和气体1可直接在该工艺路线中再利用
答案:B
解析:根据流程图可知要回收Li、Co等金属,先将废弃的锂电池正极材料LiCoO2加SiCl4焙烧后加水溶解过滤,在滤液中加烧碱沉淀钴后再过滤,再在滤液中加纯碱再次沉淀锂过滤;在沉钴的滤渣中通入空气煅烧得Co3O4,根据分析解答。
A.在焙烧过程中发生反应:4LiCoO2+3SiCl4LiCl+4CoCl2+3SiO2+O2↑,烧渣成分为LiCl、SiO2、CoCl2,A正确;
B.滤饼2转化为Co3O4的反应为:6Co(OH)2+O22Co3O4+6H2O,氧化剂为:O2,1mol得电子数为4mol,还原剂为Co(OH)2,6mol Co(OH)2只有4mol Co(OH)2被氧化,失去4mol电子,则氧化剂∶还原剂=1∶4,B错误;
C.若500℃焙烧后直接水浸,烧渣中的氯化物会大量水解生成HCl酸雾,腐蚀设备,C正确;
D.沉锂过程中的滤液3为NaOH,可以返回到沉钴中循环使用,气体1为O2,可在滤饼2的煅烧中再利用,D正确;
19.(2025届江苏模拟)已知室温下,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-36,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,Ka(HClO)=3×10-8。用含少量Fe3+的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的过程如下。下列说法正确的是
A.0.1mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=0.1mol·L-1+c(H2CO3 )
B.pH=11的NaClO溶液中:c(HClO)>c(ClO-)
C.“调pH”得到的上层清液中:>10-28
D.“氧化”时主要发生反应:2ClO-+2Ni2++2OH-=1NiOOH↓+Cl2↑+H2O
答案:C
解析:用含少量Fe3+的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的流程:加入Na2CO3溶液调pH,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,Ni2+不沉淀,过滤除去Fe(OH)3沉淀得到含Ni2+的滤液,碱性条件下加入NaClO溶液,氧化Ni2+得到NiOOH沉淀,发生的反应为2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O,过滤、洗涤、干燥得到NiOOH固体,据此分析解答。
A.0.1mol·L-1Na2CO3溶液中物料守恒关系为c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=c(Na+)=0.1mol/L,电荷守恒关系为c(OH-)+2 c(CO)+c(HCO)=c(H+)+c(Na+),则c(OH-)-c(H+)=c(HCO)+2 c(H2CO3)=0.1mol/L+c(H2CO3)-c(CO)<0.1mol•L-1+c(H2CO3),A错误;
B.pH=11的NaClO溶液中==3000,即c(HClO)<c(ClO-),B错误;
C.“调pH”得到的上层清液中浓度积Q[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],Q[Ni(OH)2]=c(Ni2+)•c2(OH-)<Ksp[Ni(OH)2],则上层清液中>==1.25×10-28>10-28,C正确;
D.碱性条件下加入NaClO溶液氧化Ni2+得到NiOOH沉淀,反应为2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl£+H2O,D错误;
20.(2025届江苏模拟)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点,利用含钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量的铝箔,LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图:
下列有关描述错误的是
A.“滤液①”主要成分是NaAlO2
B.“操作①”、“操作②”的分离方法不同
C.“酸溶”反应中H2O2可以换成O2
D.“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大将导致产品不纯,其原因是溶液碱性增强会产生Co(OH)2杂质
答案:C
解析:经过第一步碱浸操作,废料中的铝箔溶解转化为NaAlO2(滤液①)而被除去,钴渣①主要含Co3O4和LiCoO2,后续萃取的是Co2+,说明经过酸溶之后,Co元素转化为Co2+,即在酸溶步骤中Co元素被还原,故H2O2此时作还原剂,经过操作①得到滤液②,说明操作①为过滤操作,所得滤液②中主要含CoSO4和Li2SO4,经过萃取操作(操作②)实现两者分离,有机相中为CoR2,向有机相中加入硫酸,进行反萃取,实现Co元素从有机相转移到水相,最后经过沉钴操作获得CoCO3,据此分析解题。
A.由分析知,滤液①”主要成分是NaAlO2,A正确;
B.“操作①”为过滤,“操作②”为萃取、分液,二者的分离方法不同,B正确;
C.由分析知,“酸溶”反应中H2O2作还原剂,不可以换成O2,C错误;
D.“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大溶液碱性增强会产生Co(OH)2杂质,将导致产品不纯,D正确;
21.(2025届江苏模拟)室温下,由二氧化锰与硫化锰矿(含Fe、Mg等杂质)制备MnSO4的流程如下:
已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11,Ksp(MnCO3)=2.24×10-11,下列说法正确的是
A.NH4HCO3溶液中:c(NH)<c(HCO)+2c(CO)
B.“酸溶”时主要离子方程式:MnO2+MnS+2H2O=2Mn2++SO+4H+
C.“除铁除镁”后上层清液中:2c(Mn2+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
D.“沉锰”后上层清液中: =2.5
答案:D
解析:向二氧化锰与硫化锰矿中加入硫酸溶液酸溶,将硫化锰中的硫元素转化为硫酸根离子、金属元素转化为可溶的硫酸盐,过滤得到滤液;向滤液中加入氨水,将铁元素转化为氢氧化铁沉淀,再加入氟化锰,将溶液中的镁离子转化为氟化镁沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸锰的滤液;向滤液中加入碳酸氢铵溶液,将溶液中的锰离子转化为碳酸锰沉淀,过滤得到碳酸锰;碳酸锰溶于硫酸溶液得到硫酸锰。
A.由题意可知,一水合氨的电离常数大于碳酸的一级电离常数,则碳酸氢铵溶液中铵根离子的水解程度小于碳酸氢根离子的水解程度,溶液呈碱性,溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系c(NH)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)可知,溶液中c(NH)>c(HCO)+2c(CO),A错误;
B.由分析可知,“酸溶”时主要反应为二氧化锰与硫化锰、硫酸溶液反应生成硫酸锰和水,反应的离子方程式为4MnO2+MnS+8H+=5Mn2++SO+4H2O,B错误;由分析可知,“除铁除镁”后上层清液为硫酸铵和硫酸锰的混合溶液,溶液中存在电荷守恒关系2c(Mn2+)+c(H+)+c(NH)=2c(SO)+c(OH-),C错误;
D.“沉锰”后上层清液中:====2.5,D正确;
22.(2025届新八省模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,一种制备亚氯酸钠的流程如图。下列说法错误的是
A.反应①②均为氧化还原反应
B.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.为防止反应②中有NaClO3生成,投料时加入的H2O2应过量
答案:C
解析:反应①为NaClO3、H2SO4、SO2反应生成NaHSO4、ClO2,其中Cl的化合价由+5价变为+4价,S化合价由+4变+6价,NaClO3为氧化剂,SO2为还原剂;反应②为ClO2、H2O2、NaOH反应生成NaClO2等,其中Cl的化合价由+4价变为+3价,ClO2为氧化剂,H2O2为还原剂。
A.根据以上分析可知,Cl的化合价由+5变+4,再由+4变+3,均发生了氧化还原反应,故A正确;
B.反应①中氧化剂和还原剂分别为NaClO3和SO2,根据电子得失守恒,二者物质的量之比为2∶1,故B正确;
C.反应②ClO2与H2O2反应时,ClO2转化为NaClO2氯元素的化合价降低,做氧化剂;H2O2做还原剂,氧元素的化合价升高,所以不能用NaClO4代替H2O2,故C错误;
D.NaClO3可被H2O2还原,为防止反应②中有NaClO3生成,投料时加入的H2O2应过量,故D正确;
23.(2025届新八省模拟)以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的的过程如下:
下列说法错误的是
A.反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行
B.反应釜2中反应的离子方程式为4CaO+6H2O+4Fe2++O2=4Fe(OH)3+4Ca2+
C.为加快反应速率,可采取的措施有适当升高温度
D.反应釜3中调节pH时,pH越大越好
答案:D
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CaO反应生成Fe(OH)2和Fe(OH)3,产物在反应釜3中调节pH使铁进一步沉淀,加压过滤后,Fe(OH)3、Fe(OH)2经过后处理得Fe3O4,滤液中含氯化钙,后处理后得氯化钙水合物,据此分析作答。
A.空气中氧气具有氧化性,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氧气氧化为三价铁,A正确;
B.反应釜2中,加入CaO和分散剂的同时通入空气,氧气将Fe2+氧化Fe3+,Fe3+与CaO和水生成的Ca(OH)2生成Fe(OH)3,反应的离子方程式为4CaO+6H2O+4Fe2++O2=4Fe(OH)3+4Ca2+,B正确;
C.为加快反应速率,可采取的措施有适当升高温度、搅拌等,C正确;
D.反应釜3中溶液碱性过强时,Ca2+会转化为Ca(OH)2沉淀,D错误;
24.(2025届新八省模拟)草酸亚铁(FeC2O4)是生产磷酸铁锂电池的原料,实验室可通过如下反应制取:
已知室温时:Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4、Ksp(FeC2O4)=2.1×10-7。
下列说法正确的是
A.酸化、溶解后的溶液中存在:2c(Fe2+)+c(NH)=2c(SO)
B.室温下,0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中存在:c(C2O)<c(H2C2O4)
C.向稀硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加Na2C2O4溶液至溶液褪色,反应的离子方程式为:5C2O+2MnO+8H2O=10CO2↑+2Mn2++16OH-
D.室温时反应Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+的平衡常数K=40
答案:D
解析:该工艺流程原料为(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O,产品为FeC2O4,(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O “酸化、溶解”后溶液中含有Fe2+、NH、H+、SO、OH-,在“沉铁”工艺中Fe2+与C2O结合生成FeC2O4,从溶液中过滤、洗涤得FeC2O4固体。
A.“酸化、溶解”后溶液中含有Fe2+、NH、H+、SO、OH-,溶液显酸性,存在2c(Fe2+)+c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),则2c(Fe2+)+c(NH)<2c(SO),A错误;
B.Na2C2O4溶液中存在HC2OH++C2O、HC2O+H2OH2C2O4+OH-,根据Kh(HC2O)==≈1.8×10-13<Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4可知,HC2O的电离程度大于水解程度,故c(C2O)>c(H2C2O4),B错误;
C.溶液呈酸性,故反应的离子方程式为:5C2O+2MnO+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,C错误;
D.反应Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+的平衡常数K=====40,D正确;
25.(2025届新八省模拟)硒是人体微量元素中的“胰岛素”。含硒废料(主要含Se、S、Fe2O3、ZnO、CuO、SiO2等)制取硒的流程如图,下列有关说法正确的是
A.“分离”时得到含硫煤油的操作方法是分液
B.“酸溶”后,滤渣是Se
C.“酸化”时,生成1mol Se,反应转移2mol电子
D.若向“酸溶”所得的滤液中滴加硫氰化钾溶液,溶液不变红
答案:C
解析:由流程可知,煤油溶解S后,过滤分离出含硫的煤油,分离出Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2后,加硫酸溶解、过滤,滤液含硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁,滤渣含Se、SiO2,再加亚硫酸钠浸取Se生成Na2SeSO3,最后酸化生成粗硒;
A.煤油溶解S后,过滤分离出含硫的煤油,滤渣为Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2,“分离”时得到含硫煤油的方法是过滤,A错误;
B.根据分析,“酸溶”后,滤渣是Se、SiO2,B错误;
C.“酸化”过程中化合物硒代硫酸钠反应后生成Se单质,Se元素从+2价降低至0价,生成1mol Se,反应转移2mol电子,C正确;
D.酸溶后的溶液中含Fe3+,与硫氰化钾溶液作用,溶液呈红色,D错误;
26.(2025届开学摸底福建卷)实验室在酸性环境下用重铬酸钠氧化环己醇制备环己酮的流程如图所示:
已知:主反应为放热反应;环己酮沸点为155℃,能溶于水,可与水形成沸点为95℃的共沸混合物。
下列说法不正确的是
A.若将环己醇滴加入Na2Cr2O7和H2SO4的混合溶液中会降低环己酮的产率
B.NaCl可降低产物在水中溶解度,便于后续萃取、分液
C.“试剂X”可选用丙酮一次萃取“液相2”来提高产率
D.“操作1”中可选用空气冷凝管
答案:C
解析:第一步环己醇用酸性重铬酸钠氧化为环己酮,第二步加少量草酸的目的是还原过量的氧化剂重铬酸钠,防止环己酮被氧化,第三步95℃蒸馏收集到环己酮和水的共沸物,第四步加氯化钠固体,可以增大水层的密度,从而把环己酮和水分离,第五步加入无水碳酸钾除去环己酮中少量的水再进行蒸馏得到纯环己酮。
A.将环己醇滴入Na2Cr2O7和H2SO4的混合溶液中而不是将环己醇与其混合,会导致反应物接触面积小,反应速率慢,因而使环己醇转化率降低,故A项正确;
B.NaCl是离子化合物,可降低有机物环己酮在水中的溶解度,便于后续萃取、分液,故B项正确;
C.丙酮能溶于水,因此不能作为水溶液的萃取剂,故C项错误;
D.空气冷凝管是一种适用于蒸馏沸点较高的物质的冷凝管,可用于环己酮的蒸馏,故D项正确;
27.(2025届开学摸底福建卷)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
下列说法正确的是
A.加入少量MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,使用H2O2替代MnO2效果更好
B.反应器流出的溶液pH=4,此时用石灰乳调节至pH≈7,目的是除去Fe3+
C.加入少量BaS溶液后滤渣的成分为NiS
D.为保持电解液成分稳定,应不断补充MnSO4溶液,排出含酸电解液,电解废液可在反应器中循环利用
答案:D
解析:菱锰矿主要含有MnCO3,还含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素,硫酸溶矿MnCO3和稀硫酸反应生成硫酸锰,同时得到硫酸亚铁、硫酸镍、硫酸铝等盐,用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁,加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝,加BaS生成NiS除Ni,过滤,滤液中含有硫酸锰,电解硫酸锰溶液得到MnO2,煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成LiMn2O4,据此分析解题。
A.MnO2具有氧化性,加入少量MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+可以催化H2O2分解,所以不宜使用H2O2替代MnO2,A错误;
B.pH=4,c(OH−)=1×10−10mol/L,此时c(Fe3+)==2.8×10-9mol·L-1;pH=7,c(OH−)=1×10−7mol/L,c(Al3+)==1.3×10-12mol·L-1,所以目的是为了使Fe3+和Al3+都沉淀完全,故B错误;
C.由分析可知,加入少量BaS溶液除去Ni2+,可知生成的沉淀有BaSO4、NiS,此外,二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁,加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝,所以 “滤渣”的成分至少有四种,故C错误;
D.为保持电解液成分稳定,应不断补充MnSO4溶液,排出含酸电解液,电解废液中含有硫酸,可在反应器中循环利用,故D正确;
28.(2025届开学摸底黑吉辽卷)某V2O5失活催化剂是重要的含钒二次资源。从酸浸处理之后的浸出液中提取钒的一种工艺流程如图。下列说法错误的是
已知:HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力的顺序:Fe3+>VO2+>Fe2+
A.物质X为高锰酸钾溶液
B.反萃取时,物质Y可以选用硫酸
C.氧化过程中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为6∶1
D.调pH时,发生反应:VO+2NH3•H2OVO+2NH+H2O
答案:A
解析:根据流程图,结合HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力可知,物质X应为氧化剂,将亚铁离子氧化为铁离子,便于萃取操作的进行,经过萃取后,通过加入反萃取剂硫酸,可将VO2+从萃取剂中分离出,经过氧化、调pH、沉钒及焙烧操作得V2O5。
A.若物质X为高锰酸钾溶液,在氧化亚铁离子过程中会引入新杂质,A错误;
B.HA为有机酸性萃取剂,反萃取及应为酸,结合后续流程离子种类判断可为硫酸,B正确;
C.氧化过程中V元素化合价从+4价升高为+5价(VO2+),Cl元素从+5价降低为-1价,根据得失电子守恒,氧化产物与还原产物的物质的量之比为6∶1,C正确;
D.调pH时,发生反应:VO+2NH3•H2OVO+2NH+H2O,D正确。
29.(2025届开学摸底山东卷)一种利用废铜渣(主要成分为CuO,及少量的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SiO2
B.向“沉铁”后的滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2
C.“沉铜”过程中发生了氧化还原反应,SO2是还原剂
D.“转化”后的滤液中含有的阳离子为NH和H+
答案:AC
解析: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,所以滤渣的成分是SiO2,滤液中加过量氨水沉铁除去Fe3+,铜离子转化为Cu(NH3),所得滤液通二氧化硫沉铜,过滤出产生的CuNH4SO3沉淀,加稀硫酸转化,+1价铜发生歧化反应,得到铜离子、和Cu。
A. 据分析,“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2,A正确;
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(NH3)4SO4 ,B错误;
C. “沉铜”时含有Cu(NH3)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,SO2是还原剂,C正确;
D.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错误;
30.(2025届开学摸底江苏卷)磷化氢(PH3)具有能量密度高、可再生优势,常用作新能源材料。一种工业上利用副产法制备PH3的流程如图所示:
下列说法正确的是
A.白磷(P4)属于共价晶体 B.次磷酸钠是酸式盐
C.白磷与浓NaOH溶液反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D.流程中的每一步反应均属于氧化还原反应
答案:C
解析:由题给流程可知,白磷与过量浓氢氧化钠溶液在加热条件下发生氧化还原反应生成磷化氢和次磷酸钠,反应的化学方程式为:P4+3NaOH (浓)+3H2OPH3↑+3NaH2PO2,反应生成的次磷酸钠和硫酸反应生成次磷酸,反应的化学方程式为:NaH2PO2+H2SO4=NaHSO4+H3PO2,次磷酸分解生成磷化氢和磷酸,反应的化学方程式为:2H3PO2=PH3↑+H3PO4,据此答题。
A.P4是4个磷原子构成的分子,白磷属于分子晶体,故A错误;
B.H3PO2是一元酸,氢氧化钠溶液过量的情况下,白磷与氢氧化钠反应生成的NaH2PO2是正盐,不是酸式盐,故B错误;
C.由分析可知,白磷与过量浓氢氧化钠溶液在加热条件下发生氧化还原反应生成磷化氢和次磷酸钠,反应的化学方程式为:P4+3NaOH (浓)+3H2OPH3↑+3NaH2PO2,PH3中P化合价为-3,是还原产物,NaH2PO2 中P化合价为+1,是氧化产物,可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3, 故C正确;
D.由分析可知,第二步中次磷酸钠和硫酸反应生成次磷酸的反应不涉及元素化合价变化,属于非氧化还原反应,故D错误;
31.(2025届开学摸底新高考卷)镍电池芯废料中主要含有金属镍,还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下。下列说法正确的是
A.“酸浸”时,若改用浓硫酸,反应速率更快,效果更好
B.H2O2在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用相同
C.洗涤“Co(OH)3”操作是向漏斗内加水至浸没滤饼,用玻璃棒搅拌使水快速流下
D.“结晶”时,应加热至出现少量晶膜时,再冷却结晶
答案:D
解析:电池芯废料先用稀硫酸浸泡,使其中的镍元素,还有钴、铝、铁等元素转化为溶于水的硫酸盐,然后加入H2O2使其中的Fe2+氧化为Fe3+,然后调节pH值,使铝、铁元素转化为沉淀而除去,向氧化、除杂后的滤液中加入次氯酸钠溶液,Co2+转化为Co(OH)3沉淀,而Ni2+不发生变化,从而实现钴、镍分离;过滤后向沉淀中加入H2O2和H2SO4,在H2O2还原下,使Co(OH)3转化为CoSO4,再经过一系列操作得到醋酸钴晶体,据此分析解答。
A.浓硫酸会使得铁、铝钝化,反而会降低反应速率,故A错误;
B.“酸溶”中H2O2的作用是将三价钴转化为二价钴,过氧化氢起还原剂作用,H2O2在“氧化除杂”是将亚铁离子转化为铁离子,过氧化氢起氧化剂作用,利于将铁转化为氢氧化铁沉淀而除去,故B错误;
C.化学中过滤后洗涤固体的操作方法是:向过滤器中加入蒸馏水至浸没滤饼,待水自然流下后,重复操作几次,直至洗涤干净即可,不能用玻璃棒搅拌,故C错误;
D.“结晶”时,缓慢蒸发溶液,晶体颗粒长的较大,得到的晶体颗粒较大,冷却结晶防止失去结晶水,故D正确;
32. (2025届山西大学附中质检)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是
A. 不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B. 采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C. 从吸收塔进入合成槽中的反应物除NaF外,还有CO2
D. 滤液可回收进入吸收塔循环利用
答案:C
解析:烟气(含HF)通入吸收塔,加入过量的碳酸钠,发生反应Na2CO3+2HF=2NaF+H2O+CO2↑,向合成槽中通入NaAlO2,发生反应NaAlO2+6NaF+2CO2=Na3AlF6+2Na2CO3,过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液。
A.陶瓷的成分中含有SiO2,SiO2在高温下与Na2CO3发生反生反应Na2CO3+SiO22Na2SiO3 +CO2↑,因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料,故A 正确;
B.采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积,提高吸收塔内烟气吸收效率,故B正确;
C.由上述分析可知,合成槽内发生反应NaAlO2+6NaF+2CO2=Na3AlF6+2Na2CO3,产物是Na3AlF6和含有Na2CO3,故C错误;
D.由上述分析可知,滤液的主要成分为Na2CO3,可进入吸收塔循环利用,故D正确;
33. (2025届山西大学附中质检)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. 煅烧时将菱镁矿粉碎,有利于加快反应速率
B. 浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O
C. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D. 将反应温度调控在高温条件下进行浸出和沉镁操作,均有利于提高镁元素的转化率
答案:D
解析:菱镁矿煅烧后主要发生反应MgCO3MgO+CO2↑,轻烧粉中主要含有MgO、SiO2、Fe2O3和Al2O3,加入氯化铵溶液浸出,氯化铵溶液显酸性,金属氧化物会溶解,由于镁离子、铝离子、铁离子的氢氧化物的Ksp不同,可以通过调节pH达到分离的目的,因此废渣中主要是铁和铝的氢氧化物以及二氧化硅,浸出液为氯化镁,加入氨水得到氢氧化镁,煅烧之后得到高纯镁砂。
A.煅烧时将菱镁矿粉碎,增大了反应物的受热面积,有利于加快反应速率,故A正确;
B.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,故B正确;
C.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中,故C正确;
D.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,不利于提高镁元素的转化,故D错误;
34. (2025届山西大学附中质检)硼氢化钠(NaBH4)为白色粉末,容易潮解,可溶于异丙胺(熔点-101℃,沸点33℃),在干燥空气中稳定,是合成中常用的选择性还原剂。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下:
下列说法正确的是
A. 实验室中取用钠时,从钠块上切下小块钠后,剩余的部分放入废液缸
B. 操作②、操作③分别是过滤与蒸发
C. 反应①加料之前需将反应器加热至100℃以上并通入氩气
D. 反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
答案:C
解析:NaBO2、SiO2、Na和H2在一定条件下反应生成NaBH4、Na2SiO3,NaBH4容易吸水潮解,可溶于异丙胺,在干空气中稳定,在湿空气中分解,为防止NaBH4水解,可将生成的NaBH4、Na2SiO3溶于异丙胺,NaBH4溶解于异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺,难溶性固体和溶液采用过滤方法分离,所以操作②为过滤,异丙胺沸点:33℃,将滤液采用蒸馏的方法分离,得到异丙胺和固体NaBH4,所以操作③为蒸馏,据此解答。
A.钠是活泼金属,极易和水、氧气等反应,实验室中取用钠时,从钠块上切下小块钠后,剩余的部分放入试剂瓶,故A错误;
B.根据分析可知,操作②、操作③分别是过滤与蒸馏,故B错误;
C.NaBH4在湿空气中分解,且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象,为防止NaBH4水解、防止产生安全事故,需要将装置中的空气和水蒸气排出,所以反应①加料之前需将反应器加热至100℃以上并通入氩气排尽装置中的空气和水蒸气,故C正确;
D.反应①中发生的反应为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2=NaBH4+2Na2SiO3,反应中氢气是氧化剂,钠是还原剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故D错误;
35.(2025届黑吉辽模拟卷)某小组回收锌锰电池废料(主要含MnO2、MnOOH等)制备高锰酸钾,简易流程如图所示。
下列说法不正确的是
A.“浸出”过程使用过滤操作,用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗
B.“系列操作”中,进行高温干燥KMnO4
C.“氧化”操作利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4,可推知在碱性条件下Cl2氧化性大于KMnO4
D.“碱熔”的产物K2MnO4是氧化产物
答案:B
解析:锌锰电池废料主要含MnO2、MnOOH等,因二氧化硅与碱高温下反应,可选铁坩埚碱熔,Mn元素的化合价升高,氯酸钾中Cl元素的化合价降低,生成K2MnO4溶液,碱熔时氯酸钾可能分解生成氧气,氧化时氯气可氧化生成KMnO4,加热结晶分离出固体KMnO4。
A.“浸出”过程使用过滤操作,用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗,A正确;
B.高温干燥KMnO4会受热分解,B错误;
C.“氧化”中氯气是氧化剂,高锰酸钾是氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,C正确;
D.“碱熔”的产物K2MnO4是氧化产物,D正确;
36. (2025届华中师大学附中质检)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “灼烧”可在石英坩埚中进行
B. “母液”中的溶质仅有KHCO3、KCl
C. “结晶”过程宜采用蒸发结晶的方法
D. “转化”过程中的反应方程式为3K2MnO4+4CO2+2H2O=MnO2↓+2KMnO4+4KHCO3
答案:D
解析:灼烧过程中氯酸钾将MnO2氧化为K2MnO4,浸取K2MnO4,向K2MnO4溶液中通入足量二氧化碳,K2MnO4发生歧化反应生成MnO2和KMnO4,过滤,得到KMnO4滤液,再加热浓缩、冷却结晶,得到KMnO4晶体。
A.KOH能与SiO2反应,会腐蚀石英坩埚,故A错误;
B.“结晶”过程中析出KMnO4,但不可能完全析出,则“母液”中的溶质有KMnO4、KCl、KHCO3,故B错误;
C.由于KMnO4受热容易分解,“结晶”过程宜采用加热浓缩、冷却结晶的方法,故C错误;
D. “转化”过程中K2MnO4发生歧化反应生成MnO2和KMnO4,二氧化碳足量,生成碳酸氢钾,根据得失电子守恒、元素守恒配平反应方程式为3K2MnO4+4CO2+2H2O=MnO2↓+2KMnO4+4KHCO3,故D正确;
37. (2025届北京模拟卷)为减轻环境污染,提高资源的利用率,可将钛厂、氯碱厂和甲醇厂联合进行生产。生产工艺流程如下:
已知:“氯化”过程在高温下进行,且该过程中Ti元素的化合价没有变化。下列叙述错误的是
A.FeTiO3中Ti为+4价
B.“合成”过程中原子利用率为100%
C.“氯化”时发生反应的化学方程式为7Cl2+2FeTiO3+6C=2FeCl3+2TiCl4+6CO
D.上述流程中生成钛时可用CO2代替Ar
答案:D
解析:A.由已知信息知,Ti元素化合价没有变化,TiCl4中Ti为+4价,则FeTiO3中Ti为+4价,故A正确;
B.“合成”反应中CO与H2反应生成CH3OH,化学方程式为CO+2H2CH3OH,则原子利用率为100%,故B正确;
C.根据流程图知,“氯化”过程中,C转化为CO,FeTiO3转化为FeCl3和TiCl4,反应为2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO,故C正确;
D.Ar与Mg不反应,所以Ar可以用作保护气,Mg与CO2反应生成氧化镁和碳,所以不能用CO2代替Ar,故D错误。
38.(2025届山东模拟卷)工业废铁的综合利用,是节约资源的重要组成部分。下图是以废铁块生产净水剂聚合氯化铁和高铁酸钠的流程。
下列说法不正确的是
A.①过程可以用盐酸
B.②氧化的目的是将Fe2+转化为Fe3+
C.为使③中Fe3+的水解程度增大,可将溶液加热
D.④中阳极的电极反应式为Fe-6e-+4H2O=FeO+8H+
答案:D
解析:对于废铁块,首先用酸溶解,再用氧化剂将二价铁氧化为三价铁,水解,聚合后得到产物;另一种方案,在碱性条件下对废铁块电解得到高铁酸钠,以此解题。
A.由分析可知,用酸溶解废铁块,可以用盐酸,A正确;
B.由分析可知,氧化的目的是将Fe2+转化为Fe3+,B正确;
C.温度升高可以促进水解,C正确;
D.在NaOH为电解质的溶液中电解,电极反应式中不能出现氢离子,正确是:Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O,D错误;
39.(2025届重庆模拟卷)以废旧锌锰电池中的黑锰粉[含MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、ZnCl2、Fe2O3 及炭黑等]为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工艺流程如图:
下列说法不正确的是
A.步骤①分离出NH4Cl、ZnCl2的试剂和操作为:水、过滤
B.步骤②中发生的反应:C+O2CO2、4MnO(OH)+O24MnO2+2H2O
C.步骤③若先加H2O2、后加H2SO4,可提高H2O2的利用率
D.步骤④所得MnCl2溶液中含有少量CaSO4杂质
答案:C
解析:黑锰粉中含有MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、ZnCl2、Fe2O3及炭黑等,步骤①将黑锰粉分离为溶液和MnO2粗品,可知步骤①为水洗、过滤分离出NH4Cl溶液、ZnCl2溶液和MnO2固体;所得MnO2粗品中含有MnO2、MnO(OH)、Fe2O3及炭黑等,步骤②是将MnO2粗品在空气中加热,可知MnO(OH)、炭黑(主要成分为C单质)被O2氧化,其中C被氧化为CO2,MnO(OH)被氧化为MnO2,此时MnO2粗产品中含有MnO2、Fe2O3;步骤③是向MnO2粗产品(含MnO2、Fe2O3中加入H2O2溶液、稀H2SO4,并加热得到MnSO4溶液和Fe(OH)3沉淀;步骤④是向MnSO4溶液中加入CaCl2,二者反应生成MnCl2和微溶于水的CaSO4,再经过滤操作得到MnCl2溶液。
A.步骤①将黑锰粉分离为溶液和MnO2粗品,可知步骤①为水洗、过滤分离出NH4Cl溶液、ZnCl2溶液和MnO2固体,可知步骤①分离出NH4Cl、ZnCl2的试剂和操作为:水、过滤,故A项正确;
B.经步骤①分离所得的MnO2粗品中含有MnO2、MnO(OH)、Fe2O3及炭黑等,步骤②是将MnO2粗品在空气中加热,可知MnO(OH)、炭黑(主要成分为C单质)被O2氧化,其中C被氧化为CO2,MnO(OH)被氧化为MnO2,则步骤②中发生的反应正确,故B项正确;
C.③中先加入双氧水,MnO2会催化分解H2O2,使其利用率降低,故C项错误;
D.步骤④是向MnSO4溶液中加入CaCl2,二者反应生成MnCl2和微溶于水的CaSO4,所以含有少量的CaSO4,故D项正确。
40.(2025届重庆模拟卷)正高碘酸(H5IO6)是白色结晶性粉末,溶于水,主要用作氧化剂和分析试剂。由NaI制取H5IO6 的实验流程如图所示:
下列说法错误的是
A.“反应1”是为了将I-转化为IO
B.“反应2”中发生的反应是NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6↓+2NaCl
C.“反应3”的滤液中含有大量的NaNO3、NaI等
D.“反应4”得到的无色气体可能是氧气
答案:C
解析:电解NaI溶液生成NaIO3,往NaIO3溶液中加入NaOH溶液和通入氯气,反应生成不溶于水的Na2H3IO6,过滤得到Na2H3IO6,加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6,过滤得到黑色Ag5IO6,通入氯气和加入水发生反应4Ag5IO6+10Cl2+10H2O=4H5IO6+20AgCl+5O2,过滤得到H5IO6,以此解答。
A.“反应1”中,电解NaI溶液生成NaIO3,目的是将I-转化为IO,A正确;
B.“反应2”中,往NaIO3溶液中加入NaOH溶液和通入氯气,反应生成不溶于水的Na2H3IO6,反应的化学方程式为NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6↓+2NaCl,B正确;
C.由分析可知,“反应3”中Na2H3IO6加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6,同时生成NaNO3和HNO3,C错误;
D.“反应4”中发生的反应为4Ag5IO6+10Cl2+10H2O=4H5IO6+20AgCl+5O2,因此生成的无色气体可能是氧气,D正确;
41. (2025届北京人大附中质检)某MgO粗品中含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3等杂质,以氧化镁粗品为原料制备耐火材料-轻质氧化镁的流程如下:
以下说法中,不正确的是
A. 滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2
B. 步骤Ⅱ利用了Al(OH)3是两性氢氧化物的特点将之分离
C. 硫酸铵溶液中各离子浓度大小关系满足:c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-)
D. 步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为:2Mg2++2OH-+CO=Mg2(OH)2CO3↓
答案:D
解析:MgO粗品加入足量稀硫酸,二氧化硅不能发生反应,因此滤渣1为二氧化硅,镁、铁、铝元素进入滤液1;加入足量氢氧化钠溶液,生成氢氧化镁沉淀、氢氧化铁沉淀得到滤渣2,铝元素进入滤液2;氢氧化镁沉淀、氢氧化铁沉淀加入足量硫酸铵溶液后,氢氧化铁沉淀进入滤渣3,镁元素进入滤液3,加入碳酸铵得到镁的沉淀,最终生成氧化镁。
A.由分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2,故A正确;
B.步骤Ⅱ中加入足量氢氧化钠溶液,生成氢氧化镁沉淀、氢氧化铁沉淀,而Al(OH)3为两性氢氧化物,可以与氢氧化钠反应生成Na[Al(OH)4]溶液,而后过滤分离沉淀和溶液,故B正确;
C.(NH4)2SO4溶液中铵根离子浓度是硫酸根离子浓度的两倍,但铵根离子会结合水电离出氢氧离子发生水解而减小,溶液显酸性,但水解程度微弱,因此铵根离子浓度仍旧大于硫酸根离子浓度,可知各离子浓度大小关系满足:c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-),故C正确;
D.步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为:2Mg2++H2O+2CO=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑,故D错误;
42. (2025届清华附中质检)以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)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
答案:B
解析:菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅烧得到高纯镁砂。
A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,故A正确;
B.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,故B错误;
C.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中,故C正确;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,故D正确;
43. (2025届河南八市重点高中调研)碳还原法制备高纯硫酸锶的原理及工艺流程如图所示。天青石精矿的主要有效成分为SrSO4。SrS易溶于水且易水解。经过多次浸取除杂得到纯净的Sr(OH)2,Sr(OH)2与硫酸溶液反应生成硫酸锶。已知在元素周期表中,锶与钙同族。下列说法错误的是
A. 回转窑中发生反应的化学方程式为SrSO4+4C SrS+4CO↑
B.浸取时,升高温度,浸出速率加快,浸出率增大,同时还有气体生成
C. 该工艺流程中发生了氧化还原反应、水解反应和中和反应
D.Sr(OH)2、SrSO4均不溶于水
答案:D
解析:回转窑中SrSO4被炭粉还原为SrS;浸取时,SrS发生水解反应生成Sr(OH)2和H2S气体;Sr(OH)2和硫酸反应生成SrSO4沉淀。
A.回转窑中SrSO4被炭粉还原为SrS,发生反应的化学方程式为SrSO4+4C SrS+4CO↑,故A正确;
B.浸取时,SrS发生水解反应生成Sr(OH)2和H2S气体,升高温度,浸出速率加快,浸出率增大,同时还有气体生成,故B正确;
C.该工艺流程中,回转窑焙烧发生氧化还原反应,“浸取”发生水解反应,“沉淀”发生中和反应,故C正确;
D.用水“浸取”Sr(OH)2,可知Sr(OH)2能溶于水;Sr(OH)2和硫酸反应生成沉淀,可知SrSO4不溶于水,故D错误;
44.(2025届福建一模)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3∙nH2O的工艺流程如下:
下列关于上述流程的叙述,错误的是
A.焙烧过程中产生的酸性废气可用于刻蚀玻璃
B.滤渣Ⅲ的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3
C.“沉铈”步骤,也可以用(NH4)2CO3沉淀得到Ce2(CO3)3∙nH2O
D.分离出Ce2(CO3)3的方法为过滤,需用到的玻璃仪器:漏斗、烧杯和玻璃棒
答案:C
解析:焙烧浓硫酸和独居石的混合物、水浸,CePO4转化为Ce2(SO4)3和H3PO4,SiO2与硫酸不反应,Al2O3转化为Al2(SO4)3,Fe2O3转化为Fe2(SO4)3,CaF2转化为CaSO4和HF,酸性废气含HF;后过滤,滤渣Ⅰ为SiO2和磷酸钙、FePO4,滤液主要含H3PO4,Ce2(SO4)3,Al2(SO4)3,Fe2(SO4)3,加氯化铁溶液除磷,滤渣Ⅱ为FePO4;聚沉将铁离子、铝离子转化为沉淀,过滤除去,滤渣Ⅲ主要为氢氧化铝,还含氢氧化铁;加碳酸氢铵沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O。
A.焙烧过程产生的酸性废气是HF,可用于刻蚀玻璃,A正确;
B.调pH和加入絮凝剂以后,沉淀出Fe(OH)3和Al(OH)3,B正确;
C.选择NH4HCO3的原因是呈现出弱碱性,若改为(NH4)2CO3,碱性太强,生成的沉淀中会混有氢氧化物,C错误;
D.过滤需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒等玻璃仪器,D正确;
45.(2025届贵州一模)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4,黄褐色固体]是一种新型高效絮凝剂和污泥处理剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图
已知:部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
金属阳离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
下列说法不正确的是
A.“搅拌”时加入少量NaHCO3将溶液的pH调节在4.4≤pH<7.5
B.生成滤渣的方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
C.该工艺流程不符合绿色化学的理念
D.“反应Ⅱ”中若用O2代替NaNO2,当11.2L(标准状况)O2参与反应,则相当于节约了2mol NaNO2
答案:B
解析:废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,然后反应I中加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,发生反应Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以滤渣中成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁。
A.加入少量NaHCO3调节pH,使Al3+完全沉淀,而Fe2+不沉淀,根据表格数据可推断,应控制在4.4≤pH<7.5范围内,A正确;
B.NaHCO3和Al3+完全双水解生成Al(OH)3,离子方程式为Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑,B错误;
C.该过程中有NO生成,不符合绿色化学的理念,C正确;
D.若有11.2L(标准状况)O2即0.5molO2参与反应,则转移电子2mol,若用NaNO2作氧化剂,还原产物为NO,每1 molNaNO2转移1mole-,所以标况下11.2 LO2参与反应相当于节约2molNaNO2,D正确;
46.(2025届海南一模)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.“沉镁”时可能发生反应:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+
B.在实验室中“煅烧”时使用的仪器为坩埚,同时需要用玻璃棒不断搅拌
C.“氯化”过程中发生的反应为气体分子数增加的反应
D.不可以通过直接灼烧MgCl2∙6H2O晶体的方法得到无水MgCl2固体
答案:BC
解析:A.“沉镁”是将Mg转化为Mg(OH)2,用CaO或者Ca(OH)2,可能发生反应:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,故A正确;
B.在实验室中“煅烧”时使用的仪器为坩埚,坩埚灼烧不能用玻璃棒不断搅拌,故B错误;
C.“氯化”过程中在氯气氛围中高温煅烧氧化镁和碳混合物将镁转化为氯化镁,反应方程式为MgO+C+Cl2MgCl2+CO,反应为气体分子数不变的反应,故C错误;
D.直接灼烧MgCl2⋅6H2O晶体不能得到无水氯化镁,只能得到氢氧化镁固体,如果要从MgCl2⋅6H2O晶体的方法得到无水MgCl2固体需要在HCl氛围中灼烧,故D正确;
47.(2025届黑吉辽一模)工业上从钴镍渣(主要含CoO、NiO和少量FeO、Cu)中回收Co和Ni的流程如下。
已知:①Co2++6NH3∙H2O=[Co(NH3)6]2++6H2O,K=105 ;②Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15,完全沉淀时c(Ni2+)≤10-5mol·L-1;③Kb(NH3∙H2O)=10-5。下列说法正确的是
A.滤渣1是Cu,滤渣2是Fe(OH)2
B.氧化性:H2O2>Co3+>Fe3+
C.若沉镍完全后滤液中c(NH)=10-3mol·L-1,则≥10-13
D.“氧化沉钴”中氧化剂、还原剂的物质的量之比为2∶1
答案:C
解析:由题给流程可知,向钴镍渣加入硫酸溶液酸浸,将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐,铜与硫酸溶液不反应,过滤得到含有铜的滤渣和滤液;向滤液中加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,向反应后的溶液中加入碳酸亚钴调节溶液pH,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液;向滤液中加入氨水,将溶液中的镍离子转化为氢氧化镍沉淀,亚钴离子转化为六氨合亚钴离子,过滤得到氢氧化镍和含有六氨合亚钴离子的滤液;向滤液中Na2SO5和氢氧化钠的混合溶液,将溶液中的六氨合亚钴离子转化为氢氧化钴沉淀,过滤得到氢氧化钴。
A.由分析可知,滤渣1是铜,滤渣2是氢氧化铁,A错误;
B.氧化除杂步骤中,加入过氧化氢溶液,可以将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,但不能将亚钴离子氧化为钴离子,由氧化还原反应规律可知,钴离子的氧化性强于过氧化氢,B错误;
C.由溶度积可知,镍离子完全沉淀时,溶液中氢氧根离子浓度c(OH—)≥=1×10-5mol/L,由方程式可知,反应平衡常数K====105,由溶液中铵根离子浓度为10-3mol/L可知,溶液中=≥=10-13,C正确;
D.Na2SO5中钠元素为+1价,S元素化合价为+6价,氧元素的化合价存在-1价、-2价,为方便计算,可令氧元素全部为-2价,则硫元素的化合价为+8价,则溶液中六氨合亚钴离子与Na2SO5溶液反应时,钴元素的化合价升高被氧化、硫元素化合价降低被还原,由得失电子数目守恒可知,氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶2,D错误。
48.(2025届江苏一模)以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)和氨水为原料可实现CO2矿物封存同时制备轻质CaCO3,转化部分流程如图。
Ksp(CaSO4)=5.0×10-5,Ksp(CaCO3)=3.0×10-9,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.61×10-11。
下列说法正确的是
A.氨水中存在:c(NH)>c(H+)+c(NH3∙H2O)
B.“转化”步骤,通入CO2后清液中始终存在>×104
C.“转化”步骤,若通入CO2至溶液pH为6.5,此时溶液中c(HCO)>c(CO)
D.“滤液”中存在:c(H+)+2c(Ca2+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)+2c(SO)
答案:C
解析:A.氨水显碱性, c(OH-)>c(H+),一水合氨微弱电离产生铵根离子和氢氧根,(NH3∙H2ONH+OH-,则c(NH3∙H2O)>c(OH-),根据电荷守恒,c(OH-)=c(NH)+c(H+),故c(NH3∙H2O)>c(NH)+c(H+),A项错误;
B.“转化”后的清液中,CaCO3一定达到沉淀溶解平衡,而CaSO4不一定达到沉淀溶解平衡,则=c(Ca2+)≤,≤=×104,B项错误;
C.“转化”步骤,若通入CO2至溶液pH为6.5时,Ka2=,==<1,则c(HCO)>c(CO),C项正确;
D.“转化”步骤CaSO4+2NH3∙H2O+2CO2=Ca2++2HCO+2NH+SO ,“滤液”中粒子有Ca2+、HCO、NH、SO,根据电荷守恒,过滤后所得滤液中一定存在:c(H+)+c(NH)+2c(Ca2+)=c(OH-)+2c(SO)+2c(CO)+c(HCO),D项错误;
49.(2025届江西一模)已知:氰化钠水溶液呈碱性。利用氰化钠可冶炼金,其工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.“浸金”发生反应的化学方程式为4Au+O2+8NaCN+2H2O=4Na[Au(CN)2]+4NaOH
B.“沉金”中Zn作还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au
C.“转化”中发生反应的离子方程式为[Zn(CN)4]2-+4H+=Zn2++4HCN
D.ZnSO4溶液在蒸发皿中经蒸发结晶可获得ZnSO4·7H2O固体
答案:D
解析:金矿粉在空气中用NaCN浸金,将金转化为二氰合金离子,向含有二氰合金离子的浸出液中加入锌,将溶液中二氰合金离子转化为金,过滤得到含有四氰合锌离子的滤液和金,四氰合锌离子的滤液加入稀硫酸得到ZnSO4溶液和HCN气体,HCN被NaOH溶液吸收得到NaCN溶液,NaCN被循环利用;
A.Au在空气中被氧化为+1价离子,与CN-形成络合物[Au(CN)2]-离子,“浸金”的化学方程式为4Au+O2+8NaCN+2H2O=4Na[Au(CN)2]+4NaOH,A 正确;
B.Zn的活泼性大于Au,“沉金”中Zn作还原剂,将[Au(CN)2]-置换为Au,B正确;
C.含[Zn(CN)4]2-溶液加热稀硫酸转化为ZnSO4和HCN, “转化”中发生反应的离子方程式为[Zn(CN)4]2- +4H+=Zn2++4HCN,C正确;
D.带结晶水的晶体要采用蒸发浓缩、冷却结晶方法,ZnSO4溶液在蒸发皿中要采用蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤、洗涤、干燥可制得ZnSO4·7H2O固体,D错误;
50.(2025届湖南一模)元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是
A.工业制取漂白粉:饱和食盐水 Cl2漂白粉
B.工业制取镁:MgCl2溶液无水MgCl2 Mg
C.工业制纯碱:N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
D.由重晶石制可溶性钡盐:重晶石(BaSO4) BaCO3 BaCl2(aq)
答案:D
解析:A.工业制取漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得,A不符合题意;
B.由于MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl,HCl易挥发,故直接蒸干MgCl2溶液得不到无水MgCl2,B不符合题意;
C.氮气与氢气在高温高压催化剂的条件下反应产生氨气,向饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳,反应得到碳酸氢钠固体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,C不符合题意;
D.BaSO4在水中存在沉淀溶解平衡,加饱和碳酸钠溶液会生成碳酸钡沉淀,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡溶液,所以能由重晶石制可溶性钡盐,D符合题意;
51.(2025届湖南一模)KMnO4是重要氧化剂,广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料,经中间产物K2MnO4制备KMnO4的流程如图。下列说法正确的是
A.“熔融”过程中,n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶1
B.滤渣2经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率
C.用盐酸替代CO2能加快“酸化”时的速率
D.得到 KMnO4晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、加热烘干
答案:B
解析:A.“熔融”过程中,发生反应:2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O,由反应方程式可知,O2作为氧化剂,MnO2是还原剂,n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2,A项错误;
B.由分析可知,滤渣2为MnO2,经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率,B项正确;
C.由于KMnO4和K2MnO4均能与HCl发生氧化还原反应,故不能用盐酸替代CO2,可用稀硫酸代替CO2来加快“酸化”时的速率,C项错误;
D.由KMnO4的溶解度随温度变化的曲线图可知,KMnO4的溶解度随温度升高而增大,故得到 KMnO4晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥,D项错误;
52.(2025届山东一模)轻质碳酸镁[MgCO3∙Mg(OH)2∙3H2O]是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品,以卤块(主要成分为MgCl2,含Fe2+、Fe3+等杂质离子)为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程如图。下列说法错误的是
A.在实验室进行①操作所用的仪器为玻璃棒、烧杯
B.“氧化”工序中发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
C.②和③工序名称均为“过滤”
D.“沉镁”工序控制合适的温度,产生的气体主要为NH3和CO2
答案:D
解析:由图知,向卤块(主要成分为MgCl2,含Fe2+、Fe3+等杂质离子)中加入盐酸进行酸溶,再加入过氧化氢发生2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O将Fe2+氧化为Fe3+,再加入氢氧化钠溶液Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,过滤将其除去得到滤渣,滤渣为氢氧化铁,向滤液中加入碳酸氢铵进行沉镁,发生2Mg2++4HCO+2H2O=MgCO3∙Mg(OH)2∙3H2O↓+3CO2↑,故X主要为二氧化碳,经过过滤,得到轻质碳酸镁MgCO3∙Mg(OH)2∙3H2O,据此回答。
A.①操作需用盐酸溶解卤块,所用仪器为玻璃棒、烧杯,A正确;
B.“氧化”目的是将Fe2+氧化为Fe3+,再通过调节pH除去,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,B正确;
C.②和③操作都得到液体和固体,均为过滤,C正确;
D.“沉镁”工序中Mg2+、HCO转化为MgCO3∙Mg(OH)2∙3H2O (2Mg2++4HCO+2H2O=MgCO3∙Mg(OH)2∙3H2O↓+3CO2↑),温度过高NH4HCO3分解才可能产生NH3,D错误;
53.(2025届开学摸底广东卷)南海是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示,下列说法错误的是
A.物质X可以选用CaO
B.操作1中玻璃棒的作用是引流
C.第①步中,蒸发结晶、高温烘干可以得到干燥的MgCl2·6H2O固体
D.第②步反应的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O=SO+2Br-+4H+
答案:C
解析:苦卤中加石灰乳沉淀Mg2+生成氢氧化镁,①中在HCl气流中蒸发得到无水氯化镁,滤液含NaBr,NaBr与氯气反应生成溴,②中溴与二氧化硫发生氧化还原反应,吸收液成分为硫酸和HBr;
A.苦卤中加OH-沉淀Mg2+生成氢氧化镁,物质X常选用CaO,氧化钙和水反应生成石灰乳便宜易得,且氢氧化镁比氢氧化钙更难溶,工业生产中常选用石灰乳作为Mg2+的沉淀剂,故A正确;
B.操作l是过滤,其中玻璃棒的作用是引流,故B正确;
C.因加热促进镁离子水解,且生成盐酸易挥发,因此第①步是将MgCl26H2O晶体在HC1气流中加热脱去结晶水得无水MgCl2,故C错误;
D.第②步SO2作还原剂,SO2 与Br2发生氧化还原反应生成HBr和H2SO4,反应的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O=SO+2Br-+4H+,故D正确;
54.(2025届新八省一模)硼酸(H3BO3)是重要的化工原料,一种以硼镁矿(含2MgO∙B2O3∙H2O,SiO2及少量Al2O3、Fe2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
[已知:硼酸和硼砂(Na2B4O7∙10H2O)均易溶于热水,在冷水中溶解度小]
A.将硼镁矿研磨成粉末可以加快浸取速率
B.NaBO2溶液中的杂质主要是NaOH和Na[Al(OH)4]
C.一系列操作主要包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.硼砂溶液与硫酸反应的离子方程式为B4O+5H2O+2H+=4H3BO3
答案:B
解析:向硼镁矿粉中加入氢氧化钠溶液碱浸,将2MgO·B2O3·H2O转化为氢氧化镁、硼酸钠,二氧化硅转化为硅酸钠,氧化铝转化为四羟基合铝酸钠,氧化铁与氢氧化钠溶液不反应,过滤得到含有氢氧化镁、氧化铁的滤渣和滤液;向滤液中通入二氧化碳气体,将硼酸钠转化为硼砂,硅酸钠和四羟基合铝酸钠转化为硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀,过滤得到含有硅酸、氢氧化铝的滤渣和滤液;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶得到硼砂;向硼砂中加入热水和稀硫酸调节溶液pH为2,将硼砂转化为硼酸,反应后的溶液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硼酸。
A.硼镁矿研磨成粉末可以增大固体的表面积,有利于增大反应物的接触面积,加快浸取速率,故A正确;
B.由分析可知,硼酸钠溶液中的主要杂质为硅酸钠和四羟基合铝酸钠,故B错误;
C.由分析可知,得到硼酸的一系列操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故C正确;
D.由分析可知,加入热水和稀硫酸调节溶液pH为2的目的是将硼砂转化为硼酸,反应的离子方程式为B4O+5H2O+2H+=4H3BO3,故D正确;
55.(2025届开学摸底辽宁卷)氢氧化锆[Zr(OH)4]广泛应用于塑料、橡胶、交换树脂等多种化工行业。实验室中以含锆废料(含ZrO2和少量Cu、Si、Al的氧化物)为原料制备氢氧化锆的工艺流程如下。
下列说法正确的是
A.“熔融”操作可在瓷坩埚中进行
B.“浸取”后通过分液可得到含有Na2SiO3和NaAlO2的浸液
C.Cu2+与NH3形成配离子的稳定性强于Cu2+与H2O形成配离子的稳定性
D.可用浓NaOH溶液洗涤Zr(OH)4粗品
答案:C
解析:含锆废料(含ZrO2和少量Cu、Si、Al的氧化物)加入烧碱熔融得到熔渣,加入氢氧化钠溶液浸取,得到含有Na2SiO3和NaAlO2的浸液,浸渣含有Na2ZrO3,加入稀硫酸酸溶,再加入氨水除铜得到含 [Cu(NH3)4]2+滤液和Zr(OH)4粗品;
A.瓷坩埚中含二氧化硅,烧碱在高温条件下与二氧化硅反应,会腐蚀瓷坩埚,选项A错误;
B.分离溶液和难溶物需用过滤,选项B错误;
C.在水溶液中[Cu(NH3)4]2+稳定存在,则Cu2+与NH3形成配离子的稳定性强于Cu2+与H2O形成配离子的稳定性,选项C正确;
D.由转化关系推知,ZrO2为两性氧化物,则Zr(OH)4为两性氢氧化物,能溶于浓NaOH溶液,选项D错误;
56.(2025届河南南阳实验高级中学质检)一种锰矿的主要成分为MnCO3,杂质为SiO2、CaCO3、MnS、FeS、CuS、NiS等。研究人员设计了如下流程制备金属锰,可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ni(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.5
7.6
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.5
9.8
下列说法错误的是
A.“脱硫”过程中FeS发生反应:4FeS+3O2+6H2O=4S+4Fe(OH)3
B.物质X为H2SiO3,滤渣Y为Fe(OH)3
C.上述流程表明:Ksp(CuS)<Ksp(MnS),Ksp(NiS)<Ksp(MnS)
D.“电解”所得阳极产物均可循环利用
答案:B
解析:锰矿(主要成分为MnCO3,杂质为SiO2、CaCO3、MnS、FeS、CuS、NiS)在催化剂条件下与氢氧化钠、氧气反应生成硫单质、硅酸钠和金属氢氧化物,过滤,向滤渣中加入硫酸进行酸浸,生成硫酸盐,过滤,滤渣1为硫和硫酸钙,向滤液中加入MnO调节pH=4从而沉淀铁离子,过滤,向滤液中加入MnS沉淀铜和镍元素后再过滤得到主要含有MnSO4的溶液,将该溶液电解得到金属锰,据此结合混合物分离提纯原理分析解答。
A.“脱硫”过程中FeS被氧气氧化在碱性条件下生成硫单质与氢氧化铁,4FeS+3O2+6H2O===4S+4Fe(OH)3,A正确;
B.脱硫过程中二氧化硅与氢氧化钠溶液发生反应转化为硅酸钠,过滤后进入滤液,滤渣中CaCO3与H2SO4反应生成硫酸钙沉淀,B错误;
C.难溶沉淀会向更难溶沉淀转化,“除杂”过程中加入MnS的目的是为了使Ni2+与Cu2+转化为NiS和CuS,推知Ksp(CuS)<Ksp(MnS)、Ksp(NiS)<Ksp(MnS),C正确;
D.惰性电极“电解”MnSO4,会产生氧气和硫酸,这些所得阳极产物均可循环利用,D正确。
57.(2025届河南许昌高级中学质检)某工厂废液经简易处理后的沉淀泥浆中含有大量废铜丝和少量V、Ti、Fe、Si元素氯化物及复杂化合物,一种以该沉淀泥浆为原料回收铜与钒的工艺流程如图所示
已知:常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,溶液中的离子浓度在10-5时可以认为已经除尽。下列说法错误的是
A.泥浆在空气中堆放后由灰色变为疏松的绿色粉状,是因为铜被氧化,便于后续酸浸时铜进入溶液
B.流程中利用Cu2(OH)3Cl+OH-=2Cu(OH)2+Cl-除氯,可以减少酸浸时含氯化合物的挥发
C.若浸出液中Cu2+的浓度为0.1 mol·L-1,则酸浸时可调pH=5
D.焙烧加入Na2CO3的目的是使V元素转化成可溶性的钒酸盐
答案:C
解析:A.泥浆堆放后由灰色变为疏松的绿色粉状可以得出是铜被氧化,酸浸时可以进入溶液便于后期制备胆矾,A正确;
B.常温下除氯,可以在酸浸时减少HCl挥发,更加环保,B正确;
C.pH=5时,c平(OH-)=10-9 mol/L,经计算c平(Fe3+)== mol/L=2.79×10-12 mol/L,能使Fe3+除尽,但c平(Cu2+)==mol/L=2.2×10-2 mol/L,Cu2+也会随之沉淀,C错误;
D.焙烧加入Na2CO3,可以使V元素转化成可溶性的钒酸盐进入溶液,水浸除掉杂质元素,更好的回收钒,D正确。
58.(2025届黑龙江实验中学质检)索尔维制碱法制备纯碱的制备流程如图所示,其反应原理与侯氏制碱法相同。下列说法不正确的是
A.流程中能循环利用的物质是NH3和CO2 B.饱和食盐水精制过程需用操作1
C.吸氨和碳酸化所用NH3和CO2最佳比为1∶1 D.两种制碱法的食盐利用率相同
答案:D
解析:A.由图知,经过灰蒸后产生的NH3可以循环利用,且A物质为CO2,也可循环利用,A正确;
B.碳酸化过程发生反应生成沉淀,操作1是过滤操作,饱和食盐水精制过程需要除掉其他杂质离子,故饱和食盐水精制过程需要用到过滤,即操作1,B正确;
C.根据反应方程式:NaCl+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,吸氨和碳酸化所用NH3和CO2最佳比为1∶1,C正确;
D.索尔维制碱法有碳酸钙参与反应,会导致最终母液中有大量的氯化钙剩余,使氯离子没有被充分利用,故索尔维制碱法的食盐利用率低于侯氏制碱法,D错误。
59.(2025届衡水二中模拟)某污水处理厂用“Pb2+沉淀法”处理含铬废水(主要含Cr3+以及少量Cu2+、Fe2+)的工艺流程如下。
已知:①金属离子Cu2+、Cr3+、Fe3+沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol·L-1)pH分别为6.7、5.6、2.8;②Cr2O+H2O2CrO+2H+。下列说法错误的是
A.“氧化”时生成CrO的离子方程式为2Cr3++3H2O2+2H2O=CrO+10H+
B.“沉降”过程中加入NaOH溶液,调节溶液pH>6.7
C.加入PbSO4生成PbCrO4,说明Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCrO4)
D.“沉铬”过程中,增大溶液的pH,沉铬率提高
答案:A
解析:A.碱性环境中不能生成H+,A错误;
B.“沉降”过程中加入NaOH溶液,调节pH使Cu2+和Fe3+转化为沉淀,故需要调节溶液的pH>6.7,B正确;
C.在滤液中加入PbSO4通过沉淀转化生成PbCrO4,说明溶度积Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCrO4),C正确;
D.在“沉铬”过程中增大溶液的pH,平衡Cr2O+H2O2 CrO+2H+正向移动,CrO浓度增大,沉铬率提高,D正确。
60.(2025届长沙浏阳景雅高级中学质检)软磁材料Mn3O4可由阳极渣和黄铁矿FeS2制得。阳极渣的主要成分为MnO2且含有少量Pb、Fe、Cu等元素的化合物。制备流程如下。
已知:25 ℃时,Ksp(MnF2)=5.0×10-3,Ksp(CaF2)=3.5×10-11。下列说法错误的是
A.X可为稀硫酸
B.滤渣2的成分是Cu(OH)2和CaSO4
C.“净化”步骤发生的反应为MnF2 (s)+Ca2+(aq)CaF2(s)+Mn2+(aq) K≈1.4×108
D.利用MnCO3替代CaO可优化该流程
答案:B
解析:MnO2在酸性条件下具有强氧化性,FeS2具有强还原性,二者在“酸浸”时会发生氧化还原反应,结合题图中后续操作得到的是MnSO4溶液可知,X为稀硫酸;然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子Fe2+氧化为Fe3+,再加入CaO调节溶液pH,使Fe3+、Cu2+转化为Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀,过滤;向滤液中加入MnF2使Ca2+转化为难溶物CaF2除去,过滤得到的滤液中含有MnSO4,然后经一系列操作得到Mn3O4。
A.X可为稀硫酸,故A正确;
B.滤渣2的成分是Fe(OH)3和Cu(OH)2,故B错误;
C.“净化”步骤发生反应的离子方程式为MnF2 (s)+Ca2+(aq)CaF2(s)+Mn2+(aq),K====≈1.4×108,故C正确;
D.利用MnCO3替代CaO也可以调节溶液pH且不会引入Ca2+杂质,可优化该流程,故D正确。
61.(2025届山东师范大学附中质检)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下:
下列说法正确的是
A.过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价为+7价
B.氧化除锰后的溶液中存在:Na+、Zn2+、Fe2+、SO
C.调节pH时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质
D.沉锌时的离子方程式为3Zn2++6HCO===ZnCO3·2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O
答案:D
解析:A.过二硫酸钠中含有过氧键,分子中硫元素的化合价为+6价,A项错误;
B.氧化除锰后的溶液中存在的离子为Na+、Zn2+、Fe3+、SO,B项错误;
C.溶液中铁离子能与锌反应生成硫酸亚铁和硫酸锌,所以调节溶液pH时试剂X不能选用锌,C项错误;
D.沉锌时发生的反应为溶液中锌离子与碳酸氢根离子反应生成ZnCO3·2Zn(OH)2沉淀、二氧化碳和水,D项正确。
62.(2024届湖南岳阳三模)由赤泥(含有大量Na、Al、Fe、Si、Ca、Sc、Zr等的氧化物)为原料制备钪(Sc)的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.Fe位于元素周期表第四周期ⅧB族
B.操作1使用的主要玻璃仪器为漏斗、烧杯
C.灼烧时生成1 mol CO2,消耗8 g O2
D.在空气中灼烧Sc2(C2O4)3生成Sc2O3的反应是非氧化还原反应
答案:C
解析:A.Fe位于元素周期表第四周期Ⅷ族,A错误;
B.操作1是把浸出液分成了水相和有机相,则操作1为萃取和分液,使用的主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯,B错误;
C.由流程图可知灼烧时Sc2(C2O4)3与氧气反应生成Sc2O3和CO2,反应的化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2,生成1 mol CO2,消耗0.25 mol O2,即8 g O2,C正确;
D.Sc2(C2O4)3中C为+3价,生成CO2,元素化合价发生了变化,该反应为氧化还原反应,D错误。
63.(2024届福州联考)采用高压氢气还原法可以从溶液中直接提取金属粉末。以黄铜矿(含CuFeS2、FeS2,少量的SiO2等)为原料制备铜粉的流程如图:
下列说法错误的是
A.“废气”成分中含SO2
B.“沉铁”时加入CuO的目的是调节pH
C.“滤液”中含有硫酸,可循环使用提高原料的利用率
D.“还原”时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
答案:D
解析:黄铜矿(含CuFeS2、FeS2,少量的SiO2等)在空气中灼烧,硫元素被氧化,故得到废气含二氧化硫,灼烧后固体加硫酸酸浸,得到溶液含Fe2+、Fe3+、Cu2+等,二氧化硅不反应,为浸渣,滤液中加过氧化氢,将Fe2+转变为Fe3+,加氧化铜调pH使铁离子完全沉淀除去,且不引入杂质离子,还原过程为高压氢气将Cu2+转变为Cu,反应为Cu2++H2=Cu+2H+。
A.“废气”成分中含SO2,A正确;
B.铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子,氧化铜能消耗氢离子促进铁离子水解,故“沉铁”时加入CuO的目的是调节pH以使铁离子沉淀完全,B正确;
C.还原过程将Cu2+转变为Cu,反应为Cu2++H2===Cu+2H+,则“滤液”中含有硫酸,硫酸可用于酸浸,故硫酸可循环使用提高原料的利用率,C正确;
D.从“还原”反应看,“还原”时生成硫酸和铜,则增大溶液酸度使平衡左移,不利于Cu的生成,D错误。
64.(2024届福州二模)工业上采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4),其主要的生产流程如下:
已知:K2FeO4在碱性环境中稳定,在中性和酸性条件下不稳定,难溶于醇等有机溶剂。
下列说法错误的是
A.反应②为3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
B. 由反应③可知,此温度下Ksp(K2FeO4)>Ksp(Na2FeO4)
C.“提纯”步骤的洗涤剂可以选用CH3COOK溶液、异丙醇
D.K2FeO4可用于水的消毒
答案:B
解析:氯气通入氢氧化钠溶液中制取NaClO,次氯酸钠溶液中加硝酸铁反应生成高铁酸钠,过滤,将高铁酸钠与饱和KOH混合反应生成高铁酸钾,再经分离、提纯得到纯净的高铁酸钾固体。
A.反应②中次氯酸钠氧化硝酸铁,1mol次氯酸钠得2mol电子,1mol硝酸铁生成高铁酸钠失去3mol电子,根据得失电子守恒可得反应:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH===2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O,A正确;
B.由反应③可知,高铁酸钠与KOH溶液混合生成高铁酸钾,该反应为复分解反应,反应发生的条件为高铁酸钾的Ksp小于高铁酸钠,B错误;
C.高铁酸钾在碱性条件下稳定,且在醇中的溶解度小,因此可用CH3COOK溶液、异丙醇作洗涤剂,C正确;
D.K2FeO4具有强氧化性,可起到杀菌消毒作用,D正确。
65. (2024届长沙市雅礼中学)以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.1mol过二硫酸钠(Na2S2O8)中含有σ键数目为9NA
B.“氧化除锰”后的溶液中一定存在:Na+、Zn2+、Fe3+、SO
C.“调节pH”时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质
D.“氧化除锰”过程中生成MnO2的离子方程式:Mn2++S2O+2H2O===MnO2↓+2SO+4H+
答案:C
解析:A.S2O的结构式为,单键为σ键,双键中有1个σ键、1个π键,因此1mol过二硫酸钠(Na2S2O8)中含有σ键数目为9NA,A正确;
B.向含锌废液中加入 Na2S2O8溶液,生成MnO2沉淀且将Fe2+氧化为Fe3+,“氧化除锰”后的溶液中存在的离子为Na+、Zn2+、Fe3+、SO,B正确;
C.溶液中Fe3+能与锌反应,所以调节溶液pH时试剂X不能选用Zn,C错误;
D.氧化除锰发生反应的离子方程式是Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+,D正确。
66.(2024届江苏无锡一模)室温下用0.1 mol•L-1 Na2SO3溶液吸收SO2的一种脱硫工艺流程如图所示。已知H2SO3电离平衡常数分别为Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3电离平衡常数分别为Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11,忽略通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发。
下列说法正确的是
A.0.1 mol•L-1 Na2SO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+c(H2SO3)
B.NaHSO3溶液中:c(SO)<c(H2SO3)
C.“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:CaCO3+HSO=CaSO3+HCO
D.“沉淀”分离后的滤液中:c(Ca2+)·c(SO)<Ksp(CaSO3)
答案:C
解析:0.1 mol•L-1 Na2SO3溶液中,存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),元素守恒c(Na+)=2c(HSO)+2c(SO)+2c(H2SO3),则c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3),A不正确;NaHSO3溶液中,Ka2=1.02×10-7,Kh2=≈6.49×10-13,则以HSO的电离为主,溶液呈酸性,所以c(SO)>c(H2SO3),B不正确;由于Ka2(H2SO3)=1.02×10-7<Ka1(H2CO3)=4.30×10-7,所以NaHSO3与CaCO3反应只能生成NaHCO3和CaSO3,“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:CaCO3+HSO===CaSO3+HCO,C正确;“沉淀”分离后的滤液仍是CaSO3的饱和溶液,则c(Ca2+)·c(SO)=Ksp(CaSO3),D不正确。
67.(2024届湖北黄冈调研)工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下,下列叙述错误的是
A.步骤①中,试剂X一般使用的是氢氧化钠溶液
B.步骤②中,主要的离子反应可能是AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
C.步骤③中,加热固体常在蒸发皿中完成
D.步骤④中,在电解装置的阴极得到液态金属铝
答案:C
解析:A.步骤①中是分离出Fe2O3,Al2O3能溶于氢氧化钠溶液,Fe2O3不能,故试剂X一般使用的是氢氧化钠溶液,A项正确;
B.步骤①得到的是NaAlO2溶液,步骤②中,通入过量的二氧化碳,主要的离子反应是AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO,B项正确;
C.步骤③中,加热Al(OH)3固体常在铁坩埚中完成,C项错误;
D.步骤④中,电解熔融态的氧化铝制备铝,在电解装置的阴极得到液态金属铝,D项正确。
68.(2024届河北邢台调研)用绿矾(FeSO4·7H2O)制备电池电极材料LiFePO4的流程如下:
下列说法正确的是
A.反应2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.洗涤沉淀时可用玻璃棒搅拌
C.可用酸性KMnO4溶液检验反应1中Fe2+是否完全反应
D.溶解过程中H3PO4可抑制Fe2+的水解
答案:D
解析:A.通过反应2得到LiFePO4,则反应中H2C2O4将FePO4还原生成LiFePO4,根据得失电子守恒可知FePO4与H2C2O4的物质的量之比为2∶1,A错误;
B.洗涤沉淀时不能用玻璃棒搅拌,B错误;
C.反应1中NaClO被还原为NaCl,而Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色,则不能用酸性KMnO4溶液检验反应1中Fe2+是否完全反应,C错误;
D.Fe2+在水溶液中会发生水解,溶解过程中H3PO4电离出H+,可抑制Fe2+水解,D正确。
69.(2024届河南重点高中联考)以粉煤灰(主要成分为Al2O3,还含有少量Fe2O3杂质)为原料制备AlCl3·6H2O的工艺流程如下,下列说法错误的是
A.“酸浸”时,适当增大盐酸浓度可提高金属离子的浸出速率
B.应选择蒸馏水对得到的AlCl3·6H2O粗品进行洗涤
C.“母液”经一系列操作后可重新获得FeCl2·4H2O
D.与在HCl气流中蒸发结晶相比,盐析结晶对设备的要求较低
答案:B
解析:向粉煤灰中加入盐酸酸浸,氧化铝、氧化铁转化为氯化铝、氯化铁;加入铁屑,氯化铁转化为氯化亚铁,过滤得到含有氯化铝、氯化亚铁的滤液;滤液经蒸发浓缩后,加入四水氯化亚铁晶体经盐析结晶、过滤、洗涤得到六水氯化铝晶体。六水氯化铝晶体易溶于水,用蒸馏水洗涤会使晶体溶解造成产率降低,应选择浓盐酸或乙醇洗涤,据此分析解答:
A.酸浸时,适当增大盐酸浓度,可增大溶液中氢离子浓度,有利于提高金属离子的浸出速率,故A正确;
B.六水氯化铝晶体易溶于水,用蒸馏水洗涤会使晶体溶解造成产率降低,应选择浓盐酸或乙醇洗涤,故B错误;
C.由分析可知,母液的主要成分是氯化亚铁,经一系列操作后可重新获得四水氯化亚铁晶体循环使用,故C正确;
D.氯化亚铁溶液的酸性较弱,与盐酸相比,对设备腐蚀程度较小,且盐析结晶在常温下进行,所以与在氯化氢气流中蒸发结晶相比,盐析结晶对设备的要求较低,故D正确;
70.(2024届陕西铜川三模)用含铁废铜制备胆矾晶体的流程如下图所示:
下列说法错误的是
A.“溶解”时延长浸泡时间,可以提高铜的浸出速率
B.流程中Cu2(OH)2CO3可用CuO代替
C.常温下,流程中pH=3时,c(Cu2+)·c2(OH-)<Ksp[Cu(OH)2]
D.“系列操作”前加入H2SO4的目的是抑制Cu2+的水解
答案:A
解析:由制备实验流程及制备胆矾的原理可知,“溶解”后的溶液中含Fe2+、Cu2+,加H2O2可将Fe2+氧化为Fe3+,再加碱式碳酸铜可调节pH加热使铁离子转化为沉淀,过滤分离出滤液含硫酸铜,加硫酸后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可分离出胆矾晶体,据此分析解题:
A.“溶解”时延长浸泡时间,不可以提高铜的浸出速率,A错误;
B.流程中Cu2(OH)2CO3是消耗H+,增大pH值,是Fe3+完全沉淀,故可用CuO代替,B正确;
C.常温下,流程中pH=3时,Fe2+完全沉淀而Cu2+未开始沉淀,故有c(Cu2+)-c²(OH-)<Ksp[Cu(OH)2],C正确;
D.由于Cu2+易发生水解,是溶液呈酸性,故“系列操作”前加入H2SO4的目的是抑制Cu2+的水解,D正确;
71.(2024届山东济南一模)工业上可通过“酸性歧化法”和“电解法”制备KMnO4。“酸性歧化法”中,利用软锰矿(主要成分为MnO2)先生成K2MnO4,进而制备KMnO4的流程如下图所示。
下列说法正确的是
A.为加快“熔融”反应速率,可将矿石粉碎,并用玻璃棒不断翻炒固体
B.“酸化”时若改用盐酸,则反应为3MnO+4H+=2MnO+MnO2+2H2O
C.“结晶”获取KMnO4晶体时采用蒸发结晶
D.该流程中涉及到的氧化还原反应至少有2个
答案:D
解析:A.玻璃中含有SiO2,高温下能与强碱KOH反应,因此不能用玻璃棒翻炒固体,A错误;
B.KMnO4具有强氧化性,能与盐酸反应生成Cl2,因此酸化时不能改用盐酸,B错误;
C.高锰酸钾的热稳定性差,受热易分解,故通过“结晶”获取KMnO4晶体时应采用蒸发浓缩,冷却结晶的方法,C错误;
D.“熔融”、“酸化”过程均发生氧化还原反应,因此该流程中涉及到的氧化还原反应至少有2个,D正确;
72.(2024届河北衡水中学一调)过氧化钙(CaO2)常用作杀菌消毒剂,是一种白色固体,能潮解,难溶于水,不溶于醇类,加热至315 ℃时开始分解。一种工业生产过氧化钙(CaO2)的流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“冷水浴反应”发生的是非氧化还原反应
B.母液经处理后可返回“冷水浴反应”循环利用
C.操作2为灼烧,需要用到坩埚、酒精灯、玻璃棒
D.“洗涤”产品需依次用蒸馏水、无水乙醇洗涤,其中乙醇洗涤的目的是除去表面的水分
答案:C
解析:由题给流程可知,在氯化铵溶液的作用下,过氧化氢溶液与氢氧化钙在冷水浴中发生反应得到八水过氧化钙沉淀,过滤得到八水过氧化钙和含有氯化铵的母液;母液经处理后可返回“冷水浴反应”循环利用,八水过氧化钙经蒸馏水、无水乙醇洗涤除去晶体表面的可溶性杂质,然后干燥;过氧化钙(CaO2)加热至315°C时开始分解,应在低于315℃条件下失水得到过氧化钙。
A.在氯化铵溶液作用下,过氧化氢溶液与氢氧化钙发生反应得到八水过氧化钙沉淀时,没有元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,A正确;
B.由分析可知,母液中含有氯化铵,经处理后可返回“冷水浴反应”循环利用,B正确;
C.由分析可知,不能通过灼烧八水过氧化钙的方法得到过氧化钙,C错误;
D.由分析可知,八水过氧化钙经蒸馏水、无水乙醇洗涤晶体表面的可溶性杂质,其中乙醇洗涤的目的是除去表面的水分,D正确;
73. (2024届沈阳第二中学段测)室温下,用含有少量Mn2+的ZnSO4溶液制备ZnCO3的过程如图所示。下列说法正确的是
A. NaClO溶液中:c(Na+)=c(ClO-)+c(OH-)
B. NH4HCO3溶液中:c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+)+c(H2CO3)+c(CO)
C. “过滤”所得滤液中:c(NH)+c(NH3·H2O)>c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO)
D. “过滤”所得滤液中:<
答案:C
解析:A.NaClO溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(OH-),A错误;
B.在NH4HCO3溶液中,电荷守恒式为c(NH)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO),元素质量守恒式为c(NH)+c(NH3·H2O)=c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO),二者联合可得:c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO),B错误;
C.加入NH4HCO3“沉锌”的过程中消耗了一部分碳元素(与Zn2+结合生成ZnCO3),氮元素没有消耗,根据元素质量守恒可知c(NH)+c(NH3·H2O)>c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO),C正确;
D.“过滤”后的溶液为ZnCO3的饱和溶液,不是Zn(OH)2的饱和溶液,c(OH-)很小,故=>,D错误。
74. (2024届山东烟台联考)室温下,通过矿物中PbSO4获得Pb(NO3)2的过程如图所示:
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14。下列说法正确的是
A.Na2CO3溶液中:c(OH-)<c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
B. 反应PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)正向进行,需满足>×106
C.“脱硫”后上层清液中:2c(SO)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
D.PbCO3悬浊液加入HNO3“溶解”过程中,溶液中c(CO)的浓度逐渐减小
答案:D
解析:A.Na2CO3溶液中电荷守恒和元素质量守恒式分别为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO)+2c(CO),则c(OH-)=c(HCO)+c(H+)+2c(H2CO3)>c(HCO)+c(H+)+c(H2CO3),A错误;
B.该反应的平衡常数K====×106,若反应正向进行,需满足<×106,B错误;
C.“脱硫”后上层清液中存在的电荷守恒关系为2c(CO)+2c(SO)+c(HCO)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)+2c(Pb2+),C错误;
D.PbCO3悬浊液加入HNO3“溶解”过程中生成Pb(NO3)2、CO2气体和H2O,c(CO) 逐渐减小,D正确。
75. (2024届天津八校联考)室温下,用含少量Ca2+的FeSO4溶液制备FeCO3的过程如图所示。已知:Ksp(CaF2)=5.3×10-9,Ka(HF)=6.3×10-4,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11。下列说法正确的是
A. 0.1 mol/L NH4F溶液中:c(F-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
B. “除钙”得到的上层清液中:c(Ca2+)<
C. pH=10的氨水-NH4HCO3溶液:c(CO)<c(HCO)
D. “沉铁”反应的离子方程式:Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O
答案:C
解析:A.NH4F溶液中元素质量守恒式为c(F-)+c(HF)=c(NH)+c(NH3·H2O),A错误;
B.“除钙”得到的上层清液为CaF2饱和溶液,则c(Ca2+)=,B错误;
C.pH=10的氨水-NH4HCO3溶液中,因===0.47<1,则c(CO)<c(HCO),C正确;
D.该“沉铁”反应的离子方程式应为Fe2++HCO+NH3·H2O===FeCO3↓+NH+H2O,D错误。
76. (2024届湖南衡阳一中)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂,以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图。
已知:“沉铝”步骤在煮沸条件下进行,生成Al(OH)3、NH3和NaHCO3。下列说法错误的是
A. “碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑
B. 可通过焰色试验检验“沉铝”所得滤液中的主要阳离子
C. 用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4溶液,需要将水缓慢加入浓硫酸中
D. “一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4
答案:C
解析: A.“碱溶”过程中发生的是NaOH和Al的反应,A正确;
B.“沉铝”之后所得滤液中主要含有的阳离子为Na+,故可通过焰色试验检验“沉铝”所得滤液中的主要阳离子,B正确;
C.浓硫酸稀释时需要酸入水,并用玻璃棒不断搅拌,故用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4,需要将浓硫酸缓慢加入水中,并用玻璃棒不断搅拌,C错误;
D.过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中,得到硫酸铝溶液,添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到明矾,则“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4,D正确。
77. (2024届合肥168中学)某种以辉铜矿(Cu2S,含Fe3O4、SiO2杂质)为原料制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O的流程如图所示。下列说法错误的是
A. 向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物
B. 向溶液C中加入硫氰化钾溶液后呈现红色
C.“煅烧”过程中涉及的主要反应化学方程式为2Cu2S+5O24CuO+2SO3
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配位原子为N
答案:C
解析:A.向溶液D中加入无水乙醇,可减小溶液的极性、降低产物的溶解性,用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物,A正确;
B.溶液C中溶质的主要成分为FeSO4、CuSO4和Fe2(SO4)3,加入硫氰化钾溶液会产生红色,B正确;
C.辉铜矿通入氧气进行煅烧,发生反应Cu2S+2O22CuO+SO2↑,C错误;
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配体是氨气分子,配位原子为N,D正确。
78. (2024届滁州一检)以钴渣(主要成分是CoO、Co2O3含少量Ni、Al2O3等杂质)为原料制取CoCO3,工艺流程如下。下列说法错误的是
已知:①碱性条件下,Co2+会转化成Co(OH)2;
②Ni2+被萃取原理:Ni2+(水层)+2HA(有机层)NiA2(有机层)+2H+(水层)。
A. 试剂X为稀硫酸
B.“酸浸”中Co2O3反应的离子方程式为Co2O3+6H+=2Co3++3H2O
C. 为保证工艺所得产品的纯度,萃取过程中,添加萃取剂应采用少量多次的方法进行
D.“沉钴”时,应向上一步所得含Co2+的溶液中逐滴滴加Na2CO3溶液,以提高CoCO3产率
答案:B
解析:A.Ni2+被萃取原理:Ni2+(水层)+2HA(有机层)NiA2(有机层)+2H+(水层),加入酸使平衡逆向进行,则试剂X为稀硫酸,A正确;
B.“酸浸”中 Co2O3反应的离子方程式为Co2O3+SO2+2H+===2Co2++SO+H2O,B错误;
C.若萃取剂的总量一定,分次加入相当于不断降低物质的浓度,提高萃取效率,比一次加入效果更好,C正确;
D.“沉钴”时,将含Co2+的溶液滴入Na2CO3溶液中,Co2+过量,可以提高CoCO3的产率,D正确。
79. (2024届泉州一检) NaClO2(亚氯酸钠)是造纸工业中常见的漂白剂,与可燃物接触易爆炸。一种制备NaClO2的流程如图所示。下列说法错误的是
A. NaClO2的漂白原理与O3相似 B. 气体1、气体2分别是CO2、O2
C. 反应3的离子方程式:Ba2++SO=BaSO4↓ D.“分离”操作过程包括结晶、过滤、乙醇洗涤等
答案:D
解析:A.NaClO2和O3都具有强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应,使有色物质褪色,漂白原理相似,A正确;
B.反应1在酸性环境下NaClO3将H2C2O4氧化为CO2,自身被还原为ClO2;反应2中ClO2将H2O2氧化为O2,自身被还原为ClO,气体1、气体2分别是CO2、O2,B正确;
C.反应③生成了硫酸钡沉淀,可知反应3的离子方程式为Ba2++SO=BaSO4↓,C正确;
D.亚氯酸钠与可燃物接触易爆炸,乙醇具有可燃性,所以不能用乙醇洗涤,D错误。
80.(2024届厦门四检)氧化沉淀法回收石油炼制的Co-Fe/Al2O3加氢脱氮催化剂的流程如下。
已知:25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=10-37.4。下列说法正确的是
A. “浸出”时可将H2SO4替换为HNO3 B. “氧化”过程说明氧化性:Fe3+>Co3+
C. “沉铁”后溶液中c(Fe3+)=10-5 mol/L,则a=3.2 D. “沉淀”中X主要成分为Al2(CO3)3
答案:C
解析:A.HNO3具有强氧化性,会生成污染性气体NO,且会引入杂质离子硝酸根离子,A错误;
B.“氧化”过程Fe2+被氧化为Fe3+,而Co2+没有被氧化为Co3+,说明氧化性Fe3+<Co3+,B错误;
C.“沉铁”后溶液中c(Fe3+)=10-5 mol/L,则c(OH-)==mol/L=10-10.8mol/L,pOH=10.8,则pH=3.2,即a=3.2,C正确;
D.CO促进Al3+水解生成Al(OH)3沉淀,故固体X主要成分为Al(OH)3,D错误。
81. (2024届张家界质检)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图所示,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”过程中镁元素参与的反应为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O
B. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
C. “浸出”和“沉镁”的操作均应在较高温度下进行
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
答案:C
解析:菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅烧得到高纯镁砂,以此分析解答:
A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,A正确;
B. “浸出”过程产生的氨气可以回收制备氨水,“沉镁”时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到“浸出”过程中,B正确;
C.一水合氨受热易分解,若“沉镁”时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,C错误;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时,Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,D正确。
82. (2024届长沙一模)“中国芯”的主要原料是单晶硅,制取纯硅的过程如图所示。下列说法正确的是
A. 步骤①中的反应为SiO2+CSi+CO2↑ B. 二氧化硅是酸性氧化物,能与水反应生成硅酸
C. 步骤②和③均属于置换反应 D.28 g纯硅中含有4 mol Si—Si(Si—28)
答案:C
解析:A.步骤①中的反应为SiO2+2CSi+2CO↑,A错误;
B.二氧化硅是酸性氧化物,不能与水反应生成硅酸,B错误;
C.步骤②硅与氯化氢反应生成三氯硅烷和氢气,步骤③三氯硅烷与氢气反应生成硅与氯化氢,都属于置换反应,C正确;
D.28 g纯硅物质的量为1 mol,含有2 mol Si—Si,D错误。
83. (2024届漳州三模)某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下:
已知:①“溶解”后所得滤液为Na2CrO4、Na[Al(OH)4]和NaVO3的混合溶液;
②Cr的最高价含氧酸根离子在酸性介质中主要以Cr2O存在,在碱性介质中主要以CrO存在。
下列说法错误的是(B)
A. “灼烧”步骤的尾气中含CO2
B.“沉铝”步骤的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO2=2Al(OH)3↓+CO+H2O
C.“分离钒”之后Cr元素的存在形式主要为Cr2O
D.“转化沉铬”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
答案:B
解析:A.在“灼烧”步骤,Cr2O3、V2O3、Al2O3与Na2CO3、O2反应产生相应钠盐的同时产生CO2,因此所得的尾气中含CO2,A正确;
B.“沉铝”步骤通入足量CO2,反应产生NaHCO3,该反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO,B错误;
C.“分离钒”之后,所得溶液显强酸性,根据题意可知:Cr元素的存在形式主要为Cr2O,C正确;
D.Cr2O具有强氧化性,与加入NaOH溶液和Na2C2O4后溶液发生氧化还原反应,Cr变为+3价的Cr3+,并与加入的NaOH溶液中的OH-转化为Cr(OH)3沉淀,发生反应:Cr2O+3C2O+H2O+4OH-===2Cr(OH)3↓+6CO,在该反应中Cr2O作氧化剂,C2O作还原剂,则“转化沉铬”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,D正确。
84. (2024届潍坊联考)砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在]中回收As2O3的工艺流程如图所示:
已知:①As2S3+6NaOH=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O ②As2S3(s)+3S2-(aq)=2AsS(aq)
③砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,能被SO2、HI等还原。下列说法错误的是
A.“沉砷”过程,用过量的Na2S代替FeS效果更好
B.浸渣的主要成分为FeS
C.“还原”过程的离子方程式为2SO2+2H3AsO4=As2O3+2SO+4H++H2O
D.“还原”后可以用HI、淀粉溶液检验溶液中是否仍存在砷酸
答案:A
解析:A.“沉砷”过程,Na2S易溶于水,溶液中c(S2-)增大,促进反应As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS(aq)平衡正向移动,不利于沉砷,故“沉砷”过程中FeS不可以用过量的Na2S替换,A错误;
B.FeS不溶于水,浸渣的主要成分为FeS,B正确;
CC.“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3,SO2被氧化为H2SO4,C正确;
D.根据砷酸在酸性条件下有强氧化性,能被SO2、HI等还原,而HI被氧化为碘单质,故可以用HI、淀粉溶液检验溶液中是否仍存在砷酸,D正确。
85. (2024届济宁二模)二氧化氯的制备及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂-亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图,下列说法正确的是
A. “滤渣”的成分为MgCO3、CaCO3 B. 两处HCl的作用相同
C. H2O2可以用KMnO4代替 D. 理论上,产生气体A、B的物质的量之比为1∶1
答案:D
解析:A.“滤渣”的成分为Mg(OH)2、CaCO3,A错误;
B.第一次用盐酸是除氢氧化钠、碳酸钠,第二次用盐酸是还原氯酸钠生成二氧化氯气体,两处HCl的作用不相同,B错误;
C.H2O2的作用是还原二氧化氯生成亚氯酸钠,不能用KMnO4代替,C错误;
D.还原1 mol 氯酸钠生成1 mol 二氧化氯转移1 mol 电子,同时生成0.5 mol 氯气,把1 mol 二氧化氯还原为亚氯酸钠转移1 mol 电子,同时生成0.5 mol 氧气,理论上,产生气体氯气、氧气的物质的量之比为1∶1,D正确。
86. (2024届泰安一模)某沿海地区的煤电厂排放烟气量为2.0×106 kg/h,其中SO2的含量为0.15%,该厂开发出海水脱硫新工艺,流程如图所示。已知:25 ℃时,Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11。下列说法正确的是
A. 吸收塔内,烟气应从吸收塔的顶部通入,与喷洒的海水充分接触
B. 吸收塔发生的主要反应为SO2+2HCO===SO+H2O+2CO2
C. 经该流程脱硫处理后SO2为144 kg/h,则脱硫率为95.2%
D. 水质恢复系统主要作用是调节吸收液的酸、碱性
答案:C
解析:A.为了使吸收塔中烟气与海水充分接触反应,吸收塔内烟气应从吸收塔的下部通入,与塔顶喷淋的海水充分接触,A错误;
B.吸收塔发生的主要反应为SO2+HCO=HSO+CO2,B错误;
C.经该流程脱硫处理后SO2为144 kg/h,脱硫率=×100%=95.2%,C正确;
D.水质恢复系统主要作用是降低二氧化碳浓度和提高溶液pH,达标后排入大海,D错误。
87. (2024届泉州三检)SrCl2是一种治疗牙本质过敏症的牙膏添加剂。一种用工业碳酸锶(含少量BaCO3、FeO杂质)制取氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)的工业流程如图所示。下列说法错误的是
A.Ksp(SrSO4)>Ksp(BaSO4)
B. 溶液Ⅰ中发生了反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
C. 工业碳酸锶的纯度为×100%(Sr—88)
D. 系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶等操作
答案:C
解析:A.向溶液Ⅰ中加入适量硫酸发生反应生成硫酸钡除去钡离子,而不生成硫酸锶沉淀,说明溶解度:SrSO4>BaSO4,则Ksp(SrSO4)>Ksp(BaSO4),A正确;
B.向溶液Ⅰ中加入H2O2和适量硫酸,可将Fe2+氧化为Fe3+, 发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,B正确;
C.根据锶元素守恒,过程中溶液Ⅱ加入了SrCO3,则由a g工业碳酸锶得到b g纯净产品,工业碳酸锶的纯度应小于×100%,C错误;
D.溶液Ⅱ主要溶质为氯化锶,要得到氯化锶晶体(SrCl2·6H2O),其系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等,D正确。
88. (2024届广东高州第一中学质检)回收利用废旧锂离子电池正极材料钴酸锂粗品来制备LiCoO2产品,可实现资源的循环利用。其工艺流程如下:
已知:①氯化胆碱[HOCH2CH2N+(CH3)3·Cl-]是铵盐,熔点较低,LiCoO2熔点较高;
②Co2+在溶液中常以[CoCl4]2-(蓝色)和[Co(H2O)6]2+(粉红色)形式存在;
③常温下,Ksp[Co(OH)2]=1×10-15。下列说法错误的是
A. 将废旧电池拆解并将其浸入NaCl溶液中,其目的是进行放电处理,使得锂离子从负极脱出,经过电解质溶液进入正极材料
B.“微波共熔”中氯化胆碱的作用是作为反应物提供Cl-作助熔剂,降低熔融LiCoO2所需的温度
C.“沉钴”过程发生反应的离子方程式为Co2++2OH-=Co(OH)2↓
D.“水浸”过程中溶液由蓝色逐渐变为粉红色,则“微波共熔”后获得的含Li、Co的化合物为Li2[CoCl4]
答案:C
解析:A.废旧电池拆解提取正极材料前,需将其浸入NaCl溶液中,其目的是进行放电处理,使得锂离子从负极脱出,经过电解质溶液进入正极材料,提高LiCoO2产品产率,A正确;
B.氯化胆碱[HOCH2CH2N+(CH3)3·Cl-]是铵盐,熔点较低,LiCoO2熔点较高,则“微波共熔”中氯化胆碱的作用是作为反应物提供Cl-,作助熔剂降低熔融LiCoO2所需的温度,B正确;
C.水浸滤液加入氢氧化钠沉钴,得到Co(OH)2沉淀,则“沉钴”过程发生反应的离子方程式为[Co(H2O)6]2++2OH-=Co(OH)2↓+6H2O,C错误;
D.“水浸”过程中溶液由蓝色逐渐变为粉红色,则“微波共熔”后获得的含Li、Co的化合物为Li2[CoCl4],D正确。
89. (2024届山东菏泽预测)锡碲渣废料(主要成分为SnO、TeO,还含有少量铁、砷、铅等元素的氧化物)为原料,制备锡酸钠晶体和碲的工艺流程如下。
已知:水碎液中溶质主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na2PbO2、Na2TeO3;碱性条件下,锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小。下列说法正确的是
A.“除碲”时,碲的脱除率随温度升高持续增大
B.“除铅”时,主要反应的化学方程式为Na2S+Na2PbO2+2H2O=PbS↓+4NaOH
C.制备碲的过程中,若每步消耗等物质的量的含碲物质,则转移电子数相等
D.经“溶析结晶”获得产品的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥
答案:B
解析:A.温度过高会使H2O2分解,导致Te的脱除率下降,A错误;
B.“除铅”时,Na2PbO2与硫化钠反应生成硫化铅沉淀,主要反应的化学方程式为Na2S+Na2PbO2+2H2O=PbS↓+4NaOH,故B正确;
C.“除Te”过程中发生反应的化学方程式为Na2TeO3+H2O2===Na2TeO4↓+H2O,该过程中消耗1 mol Na2TeO3转移2 mol 电子;生成的Na2TeO4溶于盐酸,再通二氧化硫反应生成Te单质,该过程中1 mol Na2TeO4反应转移6 mol 电子,C错误;
D.由题意可知碱性条件下,锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小,则“溶析结晶”获得产品的操作为浓缩、结晶、过滤、洗涤和干燥,不能进行降温结晶,D错误。
90.(2024届好教育云二模)碲被誉为“现代工业的维生素”,它在地壳中的丰度值很低。某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的工艺流程如下图所示。下列说法不正确的是
已知:①“焙烧”后,碲主要以TeO2形式存在;②TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱。
A.“焙烧”用到的主要仪器有:坩埚、泥三角、三角架、酒精灯、玻璃棒
B.“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag,可用稀盐酸将其分离
C.“碱浸”时,反应的离子方程式为TeO2+2OH-=TeO+H2O
D.“还原”时,Na2SO3作还原剂
答案:B
解析:A.焙烧固体应用坩埚,且放在泥三角上,加热时需要用酒精灯,并用玻璃棒搅拌,A项正确;
B.Au、Ag均为不活泼金属,不溶于稀盐酸,无法用稀盐酸将其分离,应选择强氧化性酸如稀硝酸,B项错误;
C.根据已知信息,“碱浸”时TeO2与氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为TeO2+2OH-=TeO+H2O,C项正确;
D.根据流程图可知,加入Na2SO3后,Te4+变为了Te,被还原,D项正确;
91. (2024届广东省河源中学)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图,下列叙述不正确的是
A. 加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
B. 向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
C. 隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶5
D. 烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
答案:C
解析:焙烧步骤中, Fe2O3为碱性氧化物,不与CaO反应,FeS2与氧气反应生成Fe2O3和SO2,SO2与CaO、O2反应生成CaSO4,Al2O3能与CaO反应生成Ca(AlO2)2,但CaO为少量,氧化铝不参与反应,因此焙烧后物质为CaSO4、Al2O3、Fe2O3,氧化铝为两性氧化物,碱浸时,氧化铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2,隔绝空气焙烧,根据流程,发生的反应为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑,据此分析;
A.SO2是酸性氧化物且有还原性,可与CaO及空气中O2反应,生成CaSO4固体,减少污染,故A正确;
B.Al2O3是两性氧化物,可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,通入过量CO2,与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,过滤后得到Al(OH)3固体灼烧发生分解反应生成Al2O3和H2O,故B正确;
C.由流程图可知,过滤后的固体中含Fe2O3、FeS2,在隔绝空气条件下焙烧,发生反应的化学方程式为:FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑,理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16,故C错误;
D.Fe3O4有磁性,可用磁铁吸引,将其从烧渣中分离,故D正确;
92. (2024届黑龙江齐齐哈尔普高联考)海洋约占地球表面积的71%,其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。海水资源的开发利用如图所示,下列有关说法错误的是
A. 粗盐中含有SO、Mg2+、Ca2+等杂质,除杂过程中可依次加入BaCl2、NaOH、Na2CO3
B. 步骤④直接电解溶液X可以得到金属镁
C. 步骤⑥利用了溴单质的挥发性
D. 步骤⑦反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO+2Br-
答案:B
解析:A.粗盐中含有SO、Mg2+、Ca2+等杂质,除杂过程中可依次加入BaCl2、NaOH、Na2CO3,生成沉淀进行除杂,故A正确;
B.电解熔融氯化镁得到镁单质,直接电解氯化镁溶液得不到镁,故B错误;
C.由于溴单质易挥发,则热空气可将溶液中的溴单质吹出,故C正确;
D.步骤⑦中溴单质与二氧化硫反应生成硫酸和溴化氢,其反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO+2Br-,故D正确;
93. (2024届黑龙江齐齐哈尔普高联考)利用如下流程可从废光盘的金属层中回收其中的银(金属层中其他金属含量过低,对实验影响可忽略):
已知:NaClO溶液在加热时易分解产生NaCl和NaClO3;“溶解”工序发生的反应为可逆反应;水合肼(N2H4∙H2O)是一种强还原性的碱性液体。下列说法正确的是
A. “氧化”时用稀硝酸代替NaClO溶液更好
B. 滤渣Ⅱ洗涤后的滤液可送入“还原”工序利用
C. 若省略第一次过滤,会使氨水的用量减少
D. “还原”时,理论上消耗0.5mol N2H4∙H2O,则可生成108g Ag单质
答案:B
解析:由流程可知,氧化时发生4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑,过滤分离出AgCl、可能含Ag,加氨水发生AgCl+2NH3∙H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2O,再加还原剂、过滤分离出Ag。
A. “氧化”时若用稀硝酸代替NaClO溶液,则没有Cl-,不能生成AgCl沉淀,且反应会生成氮氧化物,污染空气,故A错误;
B.滤渣Ⅱ洗涤后的滤液含有[Ag(NH3)2]2+,则可送入“还原”工序提高产率,故B正确;
C.若省略第一次过滤,过量NaClO与NH3∙H2O反应,同时未过滤掉的溶液会对加入的氨水起稀释作用,且其中含有一定浓度的Cl-,也不利于AgCl与氨水反应,则会使氨水的用量增加,故C错误;
D.还原[Ag(NH3)2]2+过程中银元素化合价降低生成单质银,由+1价变为0价,N2H4∙H2O中氮元素化合价升高生成N2,由-2价变为0价,根据得失电子守恒,n([Ag(NH3)2]2+)∶n[N2H4∙H2O]=4∶1,理论上消耗0.5molN2H4∙H2O,则可生成216gAg单质,故D错误;
94.(2024学年重庆名校联盟)海水“晒盐”得到的粗盐中常含有难溶性杂质和氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。为除去可溶性杂质,进行如图所示实验操作。下列说法正确的是
A.步骤①和②的顺序不能颠倒 B.加入过量氢氧化钠溶液的目的是除尽Ca2+
C.步骤③中所得沉淀的成分是氢氧化镁和碳酸钙 D.步骤④中只发生了中和反应
答案:C
解析:根据镁离子用氢氧根离子沉淀,钙离子用碳酸根离子沉淀,过滤要放在所有的沉淀操作之后,最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子,进行分析解答。
A.镁离子用氢氧根离子沉淀;钙离子用碳酸根离子沉淀;至于先除镁离子;步骤①和②的顺序可以颠倒,故A错误;
B.氢氧化钠和氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,故B错误;
C.氢氧化钠和氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,步骤③中所得沉淀的成分是氢氧化镁和碳酸钙,故C正确;
D.步骤④中,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠,不只发生了中和反应,故D错误;;
95. (2023届山东鄄城一中第三模)加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业上生产碘酸钾的流程如下。
已知:20℃KIO3的溶解度为8.08g,50℃KIO3的溶解度为10.20g,100℃KIO3的溶解度为15.30g。
下列说法不正确的是
A. 步骤①反应器发生的反应为6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑
B. 步骤②中可用氢氧化钠代替KOH
C. 步骤②中氢氧化钾的主要作用是将KH(IO3)2转化为KIO3
D. 步骤③的操作为加热浓缩、冷却结晶
答案:B
解析:由框图可知:碘酸钾是一种较强的氧化剂,加入氯水增加溶液的酸性,生成KH(IO3)2,在加水和氢氧化钾调节溶液酸碱性,得到KIO3溶液,在经过蒸发浓缩、冷却结晶即得KIO3晶体。
A.根据流程可知,步骤①反应器发生的反应为6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑,A正确;
B.步骤②中可用氢氧化钠代替KOH,则会导致产品中混入碘酸钠杂质,B错误;
C.碘单质与氯酸钾在水中发生反应产生KH(IO3)2,加入KOH时可以使之转化为KIO3.,C正确;
D.根据信息可知,KIO3的溶解度随温度变化较大,故步骤③的操作为加热浓缩、冷却结晶,D正确;
96.(2024届安徽百校大联考)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量,部分步骤已省略):
下列叙述正确的是
A. 步骤②中发生的反应均为置换反应
B. 步骤④中使用的H2O2作还原剂
C. 不能用KSCN溶液检验滤液B中是否有Fe3+
D. 将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中,有丁达尔效应
答案:D
解析:铁泥酸浸后,通过步骤②将铁元素转变为二价铁,滤液B中加氢氧化钠,经过步骤③、④得到FeOOH,FeOOH与二价铁在碱性条件下经过步骤⑤得到产品Fe3O4。
A.加入铁粉还原铁离子的反应2Fe3++Fe=3Fe2+不是置换反应,铁单质与过量盐酸的反应,属于置换反应,故 A 错误;
B.步骤④中使用的 H2O2 是作为绿色氧化剂,故 B 错误;
C.滤液 B 的溶质主要为氯化亚铁,可以用 KSCN 溶液检验滤液 B 中是否含有 Fe3+,C 错误;
D.超顺磁性纳米 Fe3O4 平均直径为 25 nm,其均匀分散在水中后得到胶体,有丁达尔效应,故 D 正确;
97. (2024届安徽百校大联考)用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示,下列说法正确的是
已知:(1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物:
(2)当溶液中离子浓度≤1×10-5mol·L-1时,视为沉淀完全。
A.“碱熔”时,Cr2O3被氧化,SiO2、Al2O3转化为可溶性盐,Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣
B.“酸化”时,产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3,加热近沸有利于形成沉淀
C.“沉铬”时,为了确保Cr3+完全沉淀,应加入过量的NaOH溶液
D.若室温下,沉铬恰好完全时,溶液的pH=8,则Cr(OH)3的溶度积常数Ksp=1×10-29
答案:B
解析:制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程中,含铬不锈钢废渣加入氢氧化钾、通入氧气反应将Cr2O3转化为K2CrO4,水浸过滤后滤液加入硫酸酸化调节pH,除去硅、铝元素,得到含K2Cr2O7滤液,加入亚硫酸钠还原得到三价铬,加入氢氧化钠得到三价铬沉淀,最终生成Cr2O3。由流程可知,在碱性条件下,Cr2O3 发生氧化反应生成K2CrO4,反应中氧气为氧化剂,Cr2O3 为还原剂;由流程可知,“还原”时K2Cr2O7中加入亚硫酸钠、稀硫酸后K2Cr2O7发生还原反应生成三价铬,则亚硫酸钠发生氧化反应生成硫酸钠,发生反应的离子方程式为Cr2O+3SO+8H+=2Cr3++3SO+4H2O。
A.Fe2O3不反应,碱熔水浸得到的滤渣为Fe2O3,不是Fe(OH)3滤渣,A项错误;
B.酸化除硅、铝,加热近沸有利于形成较大颗粒的沉淀,沉淀更充分,B项正确;
C.氢氧化铬是两性氢氧化物,加入过量氢氧化钠会溶解,C项错误;
D.沉铬完全时,若pH=8,则Cr(OH)3的溶度积常数为1×10-5×(1×10-6)3=1×10-23,D项错误;
98. (2024届安徽蒙城五校联考)钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属,广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒,其工艺流程图如下:
已知:钒有多种价态,其中+5价最稳定。钒在溶液中主要以VO和VO的形式存在,且存在平衡VO+H2OVO+2H+。下列说法正确的是
A. 工业生产中,碱浸步骤可选用较为廉价的氨水
B. 可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3
C. 焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时,应加入过量盐酸使其溶解完全
D. 将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,则磁性产品中一定不含铁元素
答案:B
解析:赤泥进行碱浸,氧化铝溶解形成偏铝酸盐,再通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀。滤渣1系列操作得到V2O5,可知滤渣1中含有Fe2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物,进行还原、磁选,磁性产品中含有Fe等,非磁性产品含有V元素,在空气中焙烧后用盐酸溶解,钒在溶液中主要以VO和VO的形式存在,再加入氯化铵转化为NH4VO3,焙烧得到V2O5,由溶液中存在平衡VO+H2OVO+2H+,盐酸过量会抑制的生成NH4VO3,盐酸溶解时不宜过量。
A.氧化铝不溶于弱碱,氨水不能溶解氧化铝,故A错误;
B.用盐酸溶液后的溶液中含有VO和VO、Cl﹣,加入氯化铵生成NH4VO3沉淀,反应向生成更难溶的物质进行,可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3,故B正确;
C.溶液中存在平衡VO+H2OVO+2H+,盐酸过量平衡逆向移动,会抑制的生成NH4VO3,所以不能加入过量的盐酸,故C错误;
D.磁性产品中有铁的单质存在,若加入的硝酸不足,Fe元素被硝酸氧化可能生成亚铁离子,亚铁离子遇KSCN溶液无明显现象,故D错误;选B。
99.(2024届湖南长沙第一中学六模)废旧电器中电路板主要含有Fe、Cu、SnO2、PbO2、塑料等物质,研究小组从废旧电路板中回收金属锡(50Sn)的流程如图。下列说法正确的是
已知:SnO2、PbO2可与强碱共热反应生成易溶于水的Na2SnO3和Na2PbO3。
A. Sn元素的核外电子排布式为[Kr]5s25p2
B. 焙烧的主要目的是将Fe和Cu变成氧化物
C. 若过滤后得到干燥的PbS和S的固体混合物27.1g,则反应①有NA个电子转移
D. 焦炭和SnO2反应的方程式为2C+SnO2Sn+2CO↑
答案:D
解析:由题给流程可知,废旧电路板粉碎后在空气中焙烧可将塑料转化为气体除去,铁、铜转化为氧化铁、氧化铜,向焙烧渣中加入过量的氢氧化钠溶液碱浸,将SnO2、PbO2转化为Na2SnO3和Na2PbO3,过滤得到含有氧化铁、氧化铜的滤渣和含有Na2SnO3和Na2PbO3的滤液a;向滤液中加入硫化钠溶液将Na2PbO3还原为PbS,过滤得到含有PbS、S的固体混合物和含有Na2SnO3的滤液b;滤液b用水热法将Na2SnO3转化为二氧化锡,二氧化锡与焦炭在高温下反应制得锡。
A.锡元素的原子序数为50,基态原子的的核外电子排布式为[Kr]4p65s25p2,故A错误;
B.由分析可知,焙烧的主要目的是将塑料转化为气体除去,故B错误;
C.设混合物中PbS和S的物质的量分别为xmol和ymol,由质量可得:239x+32y=27.1,由得失电子数目守恒可得:x=y,解联立方程可得x=y=0.1,则反应①转移电子数目为0.1mol×2×NAmol-1=0.2NA,故C错误;
D.由分析可知,二氧化锡与焦炭在高温下反应生成锡和一氧化碳,反应的化学方程式为2C+SnO2Sn+2CO↑,故D正确;
100. (2024届安徽省徽师联盟联考)大力推广锂电池新能源汽车对实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。Li4Ti5O12与LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如图:
已知:“酸浸”后,钛主要以TiOCl好形式存在,FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl+2H2O。下列说法不正确的是
A. 在制备TiO2·xH2O时需要加入水,同时加热,促使水解反应趋于完全
B. 高温煅烧反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为3∶2
C. 滤液②中的阳离子有Fe2+、Mg2+、H+
D. 在制备Li4Ti5O12的过程中会生成Li5Ti5O15(Ti为+4价),则Li2Ti5O15中过氧键的数目为4
答案:B
解析:FeTiO3 、MgO、SiO2 加入硫酸,FeTiO3 与盐酸反应生成FeTiOCl4、MgCl2,SiO2 和硫酸不反应,滤渣是SiO2 ,滤液① 中含有FeTiOCl4、MgCl2,滤液① 水解过滤生成沉淀TiO2∙xH2O ,滤液② 中含有 FeCl2、MgCl2,滤液② 加入过氧化氢把 Fe2+氧化为 Fe3+,加入磷酸生成 FePO4沉淀,FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成LiFePO4 。
A.在制备TiO2∙xH2O时需要加入水,同时加热,目的是促使水解反应趋于完全,A正确;
B.FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成LiFePO4、二氧化碳、水,由FePO4 制备LiFePO4 的化学方程式2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑,生成物中3个CO2有2个是氧化产物,故高温煅烧反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶1,B错误;
C.由分析可知滤液②中的阳离子有Fe2+ 、Mg2+ 、H+,C正确;
D.在制备Li4Ti5O12 的过程中会生成Li2Ti5O15(Ti为+4价),根据化学式中各元素化合价之和为 0 可知 15 个氧原子化合价总和为2×1+5×4=22,设-1价氧原子数为x,-2价氧原子数为y,x+y=15且x+2y=22,故 x=8,y=7,则Li2Ti5O15 中过氧键的数目为 4,D正确;
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