内容正文:
小题突破4 探析工艺“微流程”
真题领航 明方向
1.[2024·辽宁卷]某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备,流程如下。“脱氯”步骤仅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)见下表:
离子
浓度/
145
0.03
1
A. “浸铜”时应加入足量,确保铜屑溶解完全
B. “浸铜”反应:
C. “脱氯”反应:
D. 脱氯液净化后电解,可在阳极得到
【答案】C
【解析】选C。铜屑中加入 和 得到,反应的离子方程式为,再加入锌浸出液进行“脱氯”,由“脱氯”步骤中仅 元素的化合价发生改变,得到 固体可知,“脱氯”步骤发生反应的离子方程式为,过滤得到脱氯液。由分析得,“浸铜”时,铜屑不能溶解完全,在“脱氯”步骤还需要充当还原剂,故A错误,C正确;“浸铜”时,铜屑中加入 和 得到,反应的离子方程式为,故B错误;脱氯液中含大量的,净化后电解,在阴极得到电子生成,故D错误。
2.[2024·贵州卷]贵州重晶石矿(主要成分)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工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是( )
A. “气体”主要成分是,“溶液1”的主要溶质是
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”中生成的反应是氧化还原反应
D. “洗涤”时可用稀硫酸去除残留的碱,以提高纯度
【答案】B
【解析】选B。A项,溶液中加入盐酸酸化,发生反应 ,加入过量 发生反应,故“气体”主要成分是,结合“系列操作”之后的产物,可知“溶液1”的主要溶质是,错误;B项,经“系列操作”得到,则其操作为蒸发浓缩至有晶膜出现时停止加热,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,正确;C项,“合成反应”的化学方程式为,没有元素化合价发生变化,是非氧化还原反应,错误;D项,与稀硫酸反应生成更难溶的 沉淀,沉积在粗品表面,降低纯度,错误。
3.[2024·湖南卷]中和法生产的工艺流程如下:
已知:的电离常数:,,;
易风化。
下列说法错误的是( )
A. “中和”工序若在铁制容器中进行,应先加入溶液
B. “调”工序中为或
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】选C。铁是较活泼金属,可与 反应生成氢气,故“中和”工序若在铁制容器中进行,应先加入 溶液,使溶液呈碱性,避免 腐蚀铁制容器,A正确。若“中和”工序加入 过量,则需要加入酸性物质来调节,为了不引入新杂质,可加入;若“中和”工序加入 过量,则需要加入碱性物质来调节,为了不引入新杂质,可加入,所以“调”工序中 为 或,B正确。“结晶”工序中的溶液为饱和 溶液,由 的,可知,的水解常数,,的水解程度大于电离程度,溶液显碱性,C错误;由于 易风化失去结晶水,故“干燥”工序需要在低温下进行,D正确。
核心再悟 破重难
“四线法”巧析工艺“微流程”
四线
内涵
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
操作线
分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等
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
产品线
工艺流程主线,关注目标元素在每一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,保证目标元素始终位于工艺流程主线
精准演练 提能力
1.[2024·重庆三模]氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。由石英砂和原料气(含和少量)制备(粗硅中含、的单质及化合物,高温氮化时杂质未参加反应)的一种工艺流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. “还原”时焦炭主要被氧化为
B. “高温氮化”时作为还原剂
C. “操作”可将原料气通过灼热的铜粉
D. “酸洗”时,稀酸选用稀硫酸
【答案】C
【解析】选C。“还原”时 与焦炭在高温下发生反应 ,焦炭主要被氧化为,A错误;“高温氮化”时粗硅与氮气反应生成,元素的化合价降低,作为氧化剂,B错误;原料气中含有 和少量的,能与 反应生成,不与 反应,“操作”可将原料气通过灼热的铜粉得到纯净的氮气,C正确;粗硅中含有少量、,即 中也含有少量、,不溶于稀硫酸,故不能用稀硫酸“酸洗”,D错误。
2.[2024·合肥三模]某种以辉铜矿,含、杂质]为原料制备的流程如下图所示。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中加入溶液后,溶液呈红色
C. 煅烧过程中涉及主要反应的化学方程式为
D. 中配位原子为原子
【答案】C
【解析】选C。向辉铜矿中通入氧气进行煅烧,发生反应,固体B为、和,加入硫酸,然后过滤得到含有、、的溶液C,向溶液C中加入过量氨水,得到氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和 溶液。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项正确;溶液C中含有,加入 溶液后,溶液呈红色,B项正确;向辉铜矿中通入氧气进行煅烧,发生反应,C项错误;中配体是,配位原子为 原子,D项正确。
3.[2024·张家口二模]氧化铍是一种核反应器燃料基体和减速剂,还可用作有机反应催化剂,其化学性质与相似。以绿柱石(主要成分为,还有少量含铁化合物)为原料制备氧化铍的工艺流程如下。下列说法错误的是( )
A. 滤渣1的主要成分为
B. 转化时为氧化剂
C. 调的目的是除去和
D. 试剂可以选用氨水或溶液
【答案】D
【解析】选D。酸浸时,得到含(可能有)、、的溶液,过滤得到的滤渣1的主要成分为,A正确;转化时 为氧化剂,把 氧化为,B正确;加入碳酸钙调,使 和 转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀,经过滤除去,C正确;能与强碱发生反应,难以控制强碱的用量使 恰好完全沉淀,故不宜使用 溶液来沉淀,D错误。
4.[2024·大连模拟]二氧化氯是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。“法”制备二氧化氯的优点是副产品氯气经处理后可循环利用,具体制备流程如下图所示。消毒剂的消毒效率可用单位质量消毒剂被还原时得电子数表示,即得电子数越多,消毒效率越高。下列说法正确的是( )
A. 和的消毒效率之比为
B. 反应①生成的离子方程式:
C. 反应①消耗的硫酸与反应②生成的硫酸物质的量相等
D. 反应②中为还原剂,物质为
【答案】B
【解析】选B。氯气与热氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、水和氯酸钠,向反应后的溶液中加入 生成 和,反应②中 和 反应生成 和,物质 为 和 的混合物。设 和 的质量均为,消毒时,中氯元素化合价由 价降低为 价,消毒效率为,中氯元素化合价由0降低为 价,消毒效率为,故 和 的消毒效率之比为,A错误;反应①中氯化钠和氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应生成 和,根据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平离子方程式为 ,B正确;反应②中 和 反应生成,根据得失电子守恒和质量守恒配平化学方程式为,反应①的离子方程式为 ,当反应①生成 时,消耗,反应②消耗 时,生成,反应①消耗的硫酸与反应②生成的硫酸物质的量不相等,C错误;由C项分析可知,反应②的化学方程式为,元素化合价升高,为还原剂,物质 为 和 的混合物,D错误。
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