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重难02 微型化工流程分析与应用
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重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:
快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:
总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数
:
聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分:
聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:
挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
)
一、原料预处理——研磨、浸取、焙烧
1.研磨、粉碎、雾化
研磨
(粉碎、雾化)
概念
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分
目的
提高原料转化率、利用率、浸取率,提高产品的产率等
接触面积增大的措施
固体——粉碎、研磨
液体——喷淋
气体——用多孔分散器等
2.浸取
浸取
概念
向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水浸、酸浸、碱浸、盐浸、醇浸等
浸出率
固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(工业上往往为了追求更多转化)
提高浸出
率的措施
①增大接触面积;②适当升温(加热)③增大反应物(酸或碱)的浓度④搅拌,使反应更加充分
水浸
与水接触反应或溶解,使原料变成离子进入溶液,做到初步分离。
酸浸
与酸反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。常用硫酸、盐酸、硝酸等,用盐酸、硝酸酸溶时注意控制温度,用硫酸酸溶时要关注Pb2+、Ca2+、Ag+会生成PbSO4、CaSO4、AgSO4在滤渣中出现。
碱浸
常用NaOH溶液、Na2CO3溶液、氨水溶液等,与碱接触反应或溶解NaOH溶液与金属(Al、Zn等)或氧化物 (如SiO2、Al2O3、ZnO、Cr2O3等)反应,Na2CO3溶液(与原料反应或去油污),金属阳离子与NH3形成配离子进入溶液
醇浸
提取有机物,常采用有机溶剂(如乙醚、二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物
盐浸
常用铵盐、FeCl3溶液等,与盐溶液接触反应或溶解
3. 焙烧
固体高温加热
概念
使固体在高温下分解或改变结构,使杂质高温氧化、分解、物质能溶解等。如:金属(多)硫化物,使硫元素→SO2↑(再钙基固硫除);煅烧高岭土和石灰石。
煅烧
物质受热分解或发生晶形转变,温度低于熔点高于1200℃;如:锻烧石灰石、生产玻璃、打铁等,设备如回转窑等
焙烧
固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程,可以有氧化、热解、还原、卤化等。物质与空气,氧气或添加剂发生化学反应,以固——气反应为主,温度低于熔点,在500--1500℃之间。如沸腾炉、焙烧炉等。可以通过增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧。适当升温等来提高焙烧效率。
灼烧
物质在高温条件下发生脱水、分解、挥发等化学变化的过程。1000℃左右,如煤气灯、电炉等;如:灼烧海带、颜色反应、灼烧失重、灼烧残渣等
备注
灼烧所需要的仪器:坩埚、泥三角、酒精灯、三脚架、坩埚钳
蒸发所需要的仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、铁架台、坩埚钳
二、条件控制——调溶液的pH
1.调pH除杂:控制溶液的pH使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去。
(1)原理:加入的物质能使溶液中的H+反应,降低了H+浓度,使溶液pH增大。
(2)pH调整范围:杂质离子沉淀完全时pH值~主要离子开始沉淀时pH(注意端值取)。
(3)调pH需要加入的物质:含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸盐,能与H+反应,使溶液pH增大;如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型物质。
(4)除去Cu2+溶液中混有的Fe3+:可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。(原因:加CuO等消耗溶液中的H+的,促进Fe3+的水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀析出)
(5)除去Cu2+溶液中混有的Fe2+:一般先加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
2.抑制某些离子的水解,防止产品混入杂质
像盐酸盐、硝酸盐溶液,通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相应的无水盐时。由于水解生成的盐酸或硝酸挥发,促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯。
如:有MgCl2·6 H2O制无水氯化镁要在HCl气流中加热,否则MgCl2·6 H2OMg(OH)2↓+2HCl↑+4H2O
3.控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性(增强MnO4-、NO3-的氧化性)。
4.调节离子的水解程度。
5.控制PH的目的的答题思路
(1)pH调小:抑制某离子水解,防治某离子沉淀
(2) pH调大:确保某离子完全沉淀,防止某物质溶解等
三、条件控制——调节温度
1.升高温度(加热)
①加快反应速率或溶解速率;
②促进平衡向某个(吸热)方向移动;如:促进水解生成沉淀
③除去受热不稳定的杂质,如H2O2、铵盐、硝酸盐、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质
④使沸点相对较低或易升华的杂质气化。
2.降低温度
①防止某物质在高温时会挥发(或分解) ;
②使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向),从而提高产物的产率;
③使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;
④降低晶体的溶解度,减少损失。
3.控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
(1)温度太低:反应速率太慢或溶解速率太小
(2)温度过高:
①催化剂会失去活性,化学反应速率下降
②物质会分解:如铵盐、H2O2、NaHCO3、氨水等
③物质会挥发:如浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等
④物质易被氧化:如Na2SO3等
⑤物质易升华:如I2升华
4.答题方法与技巧
①若用到双氧水、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质,控温的目的是防止物质分解
②若题目中出现有机物和有机溶剂,控温的目的是防止其挥发
③若溶液中制备物质,常使用加热的方法加快反应速率
④煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气
⑤温度范围答题模板
a.温度不高于××℃的原因:适当加快反应速率,但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等,影响产品的生成。
b.温度不低于××℃的原因:加快反应速率或者对于吸热反应而言可使平衡正移,增加产率
四、微流程——分离与提纯
1.过滤:分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法
(1)常压过滤
使用范围
分离难溶物和易溶物
仪器
铁架台、铁圈、漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯
注意事项
一贴:滤纸紧贴漏斗;两低:滤纸边沿低于漏斗边沿,液体低于滤纸。三靠:玻璃棒紧靠三层滤纸处,烧杯紧靠玻璃棒,漏斗下端紧靠烧杯内壁。
过滤后所得的滤液仍然浑浊,需更换滤纸,重新过滤,直至溶液澄清透明为止 原因可能是:玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;过滤时液体高于滤纸边缘等
(2)减压过滤(抽滤):加快过滤速度;减少晶体含有的水分。
(3)趁热过滤:减少过滤时间、保持过滤温度;
a.要滤渣(产品):防止降温时析出××杂质,提高产品纯度;
b.要滤液(产品):或防止降温过程中××析出产品而损耗;
2.蒸发结晶
(1)适用范围:适用于溶解度受温度影响不大的物质(如NaCl)。
(2)实例: ①从NaCl溶液中获取NaCl晶体
a.方法:蒸发结晶 b.具体操作:加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干。
②NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液
a.方法:蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥 b.趁热过滤的目的:防止KNO3溶液因降温析出,影响NaCl的纯度
3.冷却结晶:
(1)适用范围:适用于溶解度受温度影响大的物质(如KNO3)、带结晶水的物质(例CuSO4·5H2O)、受热易分解的物质(如铵盐、KMnO4)、易水解的物质(如FeCl3)。
(2)常考的“一系列操作”:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(3)易水解的盐蒸发时的气氛:
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解
4.重结晶:将晶体重复溶解、制成热饱和溶液、冷却结晶、再过滤、洗涤的过程。
5.蒸馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇或甘油。
图1 图2 图3
(1)仪器:铁架台、铁圈、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(尾接管)、锥形瓶、碎瓷片
(2)冷凝管有直形、球形和蛇形冷凝管三种(图3),蒸馏只能用直形冷凝管,冷凝回流直形、球形和蛇形冷凝管均可使用,冷凝效果蛇形冷凝管最好。沸点较高的物质的冷却用空气冷凝即可。
(3)冷凝管的作用;图1蒸馏时起冷凝作用 图2反应发生器中起冷凝回流作用。
(4)步骤及操作注意事项:①温度计水银球位于支管处;②两种情况冷凝水都是从下口通入;③加碎瓷片防止暴沸
(5)减压蒸馏:减小压强,使液体沸点降低,防止(如双氧水、硝酸等)受热分解、挥发。
6、灼烧(硫酸铜结晶水测定、干燥)
(1)仪器:研钵、托盘天平、药匙、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、干燥器
坩埚使用:必须用坩埚钳夹取,不可用手拿;灼烧碱性物质不可用瓷坩埚和石英坩埚;
(2)硫酸铜结晶水测定步骤:(四秤、两热两冷、一算)
①称量坩埚质量m1 ②称量坩埚及晶体m2 ③加热至白色 ④冷却称量 ⑤再加热 ⑥冷却再称量m3
研钵研磨有利于晶体失去结晶水;晶体必须放在坩埚内称量,以免造成误差;坩埚要放到干燥器中冷却。
硫酸铜晶体质量:m2-m1 ;无水硫酸铜质量:m3-m1
(3)如何证明晶体完全失去结晶水(已干燥):加热,冷却后称量,再加热,冷却后称量,至两次称量质量差不超过0.1g或连续两次称量质量不变
(4)如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2:
在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽
7.萃取与反萃取
(1)萃取:利用溶质在互不相溶的两种溶剂里溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法叫萃取。分液:分液是把两种不相混溶的液体进行分离的操作。
仪器:
铁架台、铁圈、烧杯、分液漏斗
萃取剂选择的原则
两种溶剂互不混溶;溶质在两种溶剂中的溶解度相差很大;溶质和萃取剂不发生化学反应。
注意事项
①分液漏斗使用之前必须检漏②放液时,打开分液漏斗上端塞子,或使塞上的凹槽与分液漏斗上的小孔对齐;使使内外空气相通,保证下层液体顺利流下③下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体从上口倒出;
(2)反萃取:在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施,往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取,可看作是萃取的逆过程。
如:用反萃取法从碘的CCl4溶液提取碘单质
五、微流程——答题规范
1.沉淀洗涤操作:沿玻璃棒向漏斗(或过滤器)中加入蒸馏水至完全浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次。
2.检验离子是否已经沉淀完全的方法:
答题模板:静置,取少量上层清液于试管中,滴加××试剂(沉淀剂),若不再产生沉淀,则××离子已经沉淀完全
实例:在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4=的质量分数时,可以再混合物中加入过量BaCl2溶液,沉淀SO42-,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量,判断SO42-完全沉淀的方法:静置,取少量上层清液于试管中,滴加BaCl2试剂,若无白色沉淀产生,则SO42-离子已经沉淀完全
3.检验沉淀是否洗涤干净的操作
答题模板:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入××试剂,若未出现××现象(特征反应现象),则沉淀洗涤干净。
规范解答:以FeCl3溶液与NaOH溶液制得Fe(OH)3沉淀后过滤为例:取最后一次的洗涤液少许于试管中,加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则沉淀未洗涤干净,若无白色沉淀生成,则沉淀已经洗涤干净。
注意:要选择一种溶液中浓度较大的、比较容易检验的离子检验,不能检验沉淀本身具有的离子。
4.洗涤液的选择:冰水洗、热水洗、乙醇洗等洗去晶体表面的可溶性杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
例:FeC2O4用热水洗涤的原因:FeC2O4难溶于水,用热水洗涤有利于除去可溶性杂质
5.冰水洗涤的目的: 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗。
6.乙醇洗涤的目的: 降低被洗涤物质的溶解度, 减少其在洗涤过程中的溶解损耗,;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥
7.判断滴定终点的答题规范
答题模板:当滴入最后半滴×××溶液后,溶液由××变成××色(或溶液××色褪去),且半分钟不恢复原色
实例:用标准盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,酚酞作指示剂,滴定终点的判断:当加入最后半滴盐酸溶液后,溶液由红色变成无色,且半分钟不恢复原色
8.离子检验答题模板
(1)答题规范:取试样→加水溶解,加入×××试剂,若×××(现象),则×××(结论)
(2)例:SO42-检验:取少量溶液于试管中,加入稀盐酸,再加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明有SO42-
例:检验Fe2+被完全氧化的试剂/操作: 取所得溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若没有蓝色沉淀产生,证明Fe2+被完全氧化。
9.加H2O2、NaClO3、HNO3等的作用:多为将Fe2+氧化为Fe3+,(若溶液中有其他还原性的离子,也要考虑,例将Cr3+氧化为CrO42-等)
10.H2O2可用什么替代:一般为O2或空气(氧化剂,不引杂)
11.加入试剂除杂:例:含有Cu2+、Cd2+中的溶液中加入Zn
注意:在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去XX杂质”,不能答“除杂”
12.蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发 AlCl3溶液时为获得 AlCl3需在 HCl气流中进行。
13.方案的优缺点:考虑原料是否易得,操作是否简单,成本是否低廉,有无环境污染等。
六、微流程——试剂加入的作用与循环物质的确定
1.初步判断试剂加入目的及分析试剂的作用
(1)看反应目的:分析加入试剂后化学反应实现的目的。
(2)看试剂性质:分析加入试剂本身的性质(物质类别、所含元素化合价、周期表中的位置)。
(3)看生成物:分析反应前后的物质组成的变化。
(4)看可能信息:综合利用流程信息和题中设问提供的信息。
2.工艺流程中循环物质的确定
(1)循环物质的确定
①从流程图上看:箭头回头。
②从物质的转化上看:在流程中加入的物质,后续步骤中又会产生(在滤渣或滤液中寻找)。
优点:提高利用率、降低成本、保护环境、减少污染等
(2)副产品的判断
①从流程图上看:支线产品。②从制备的目的上判断:不是主产品。
(3)滤渣成分的确定
①过量的反应物。②原料中不参与反应的物质。③由原料转化的生成物。④由杂质转化的沉淀物。
七、微流程——Ksp计算与溶解平衡图像
(一)、工艺流程题中有关Ksp的计算的类型
类型① 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度
饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系
应用:比较溶解度的大小
1:1型
1:2型或2:1型
1:3型或3:1型
类型② 已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度
类型③ 根据溶度积规则判断沉淀是否生成
类型④ 沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
类型⑤ 沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算
类型⑥ Ksp与水解常数的关系
1.化工流程中Ksp有关计算的常考角度
(二)解沉淀溶解平衡图像题三步骤
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义。
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义。
(1)曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在
温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲
线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp。
第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断。
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在
同一曲线上的点,溶度积常数相同。
(建议用时:10分钟)
1.(25-26高三上·天津南开·开学考试)磷酸铁常用作电极材料。室温下,用含少量的溶液制备磷酸铁的过程如图所示。下列说法错误的是
A.实验室中分离出滤渣I所需玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
B.可选用KSCN溶液检验“氧化”步骤是否反应完全
C.“氧化”步骤发生的主要反应的离子方程式为
D.“除铝”时可选用代替
【答案】B
【分析】由题给流程可知,向硫酸亚铁溶液中加入氧化亚铁调节溶液pH,将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到含有氢氧化铝的滤渣1和滤液;向滤液中加入过氧化氢和硫酸的混合溶液,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磷酸氢铵溶液,将溶液中的铁离子转化为磷酸铁沉淀,过滤、洗涤、干燥得到磷酸铁。
【解析】A.实验室中分离出滤渣1的操作为过滤操作,过滤所需玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,A正确;
B.检验“氧化”步骤是否反应完全应用铁氰化钾溶液检验溶液中是否存在亚铁离子,不能用硫氰化钾溶液检验铁离子是否存在,B错误;
C.由分析可知,“氧化”步骤加入过氧化氢和硫酸的混合溶液的目的是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为,C正确;
D.由分析可知,加入氧化亚铁调节溶液pH的目的是将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀,碳酸亚铁也能与溶液中的氢离子反应,所以“除铝”时可选用碳酸亚铁代替氧化亚铁调节溶液pH,D正确;
故选B。
2.(24-25高三上·天津河西·期中)碘及其化合物广泛用于医药、染料等方面。的一种制备方法如下图所示,已知的氧化性强于。
下列说法错误的是
A.碘离子浓度:溶液2>溶液1
B.加入Fe后进行转化的化学方程式为:
C.若时,会降低单质碘的回收率
D.若时,氧化产物为
【答案】D
【分析】利用Ag+与I-生成沉淀,富集I元素,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,再利用Cl2氧化I-获得I2,以此解答。
【解析】A.溶液1中碘离子浓度较低,利用Ag+与I-生成沉淀,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,起到富集I元素的作用,则碘离子浓度:溶液2>溶液1,A正确;
B.利用Ag+与I-生成AgI沉淀,再利用Fe的还原性置换Ag,加入Fe后进行转化的化学方程式为:,B正确;
C.通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,反应的化学方程式为FeI2+Cl2=I2+FeCl2,然后发生反应为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,若反应物用量比时,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,已知的氧化性强于,若时,Cl2过量,I2被过量的Cl2进一步氧化为,会降低单质碘的回收率,C正确;
D.通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若时,只发生FeI2+Cl2=I2+FeCl2,氧化产物为I2,D错误;
故选D。
3.(24-25高三上·天津·期末)工业上制备高纯硅的流程如图所示,下列说法错误的是
A.Si和C是同一主族元素,所以和均是分子晶体
B.石英砂转化为粗硅的化学方程式为:
C.石英砂是制备普通玻璃的原料之一
D.利用高纯硅的半导体性能可制成光伏电站、电动汽车等的硅太阳能电池
【答案】A
【分析】石英砂主要成分为,和过量焦炭发生反应,得到粗硅。时粗硅和发生反应,生成的和在时发生反应,得到高纯硅。据此分析解答。
【解析】A.是共价晶体,二氧化碳是分子晶体,A错误;
B.利用碳的还原性还原出石英砂中的硅,产物是粗硅和一氧化碳,B正确;
C.制备普通玻璃的主要原料包括纯碱、石灰石和石英(二氧化硅),C正确;
D.高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域,利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片,以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池,D正确;
故选A。
4.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示:
下列判断不合理的是
A.Al、Ga均位于第ⅢA族
B.可与盐酸反应生成
C.可与NaOH溶液反应生成
D.酸性:
【答案】D
【解析】A.镓与铝同主族,铝位于第ⅢA族,因此镓也位于第ⅢA族,A正确;
B.为两性氧化物,两性氧化物可与酸反应生成盐和水,与盐酸反应的化学方程式为,可生成,B正确;
C.为两性氢氧化物,类比两性氢氧化物与NaOH的反应(),与NaOH反应生成,C正确;
D.同主族元素从上到下金属性增强,最高价氧化物对应水化物的碱性增强、酸性减弱;铝在镓上方,金属性Al<Ga,则酸性的说法正确;但结合流程,铝土矿与NaOH反应生成和,通入适量后有沉淀生成,而无沉淀生成,说明发生反应,酸性强于但弱于,即酸性,D错误;
故选D。
5.以粉煤灰(主要成分为Ga2O3,含CaO、Al2O3等杂质)为原料提取Ga的工艺流程如图所示:
已知:镓的活动性与锌相似,比铝低。滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]。
下列说法正确的是
A.“溶浸”过程发生了电子的转移 B.滤渣1、滤渣2的种类不相同
C.由Ga2O3→Ga采取电解法 D.CO2也可以用过量的稀盐酸代替
【答案】B
【分析】由题干信息可知,滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4],即流程图中,从粉煤灰到Ga是镓元素守恒,从粉煤灰到“滤渣2”是铝元素守恒,周期表中镓在铝的正下方,活动性与锌相似,属于两性元素,氧化镓和氧化铝都是两性氧化物,“溶浸”的目的是溶解氧化镓和氧化铝,使之生成Na[Ga(OH)4]和Na[Al(OH)4],同时使氧化钙转化为碳酸钙沉淀,过滤除去碳酸钙,在向滤液1中加入酸调节pH将Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3而除去,继续向滤液2中通入足量的CO2将Na[Ga(OH)4]转化为Ga(OH)3,灼烧Ga(OH)3得到Ga2O3,由于镓的活动性与锌相似,比铝低,则采用热还原法来冶炼Ga,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,“溶浸”过程即将Ga2O3、Al2O3分别转化为Na[Ga(OH)4]和Na[Al(OH)4] ,而CaO转化为CaCO3,未有元素的化合价发生改变,即没有发生电子的转移,A错误;
B.由分析可知,滤渣1为CaCO3,属于盐类,滤渣2为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,即种类不相同,B正确;
C.“镓的活动性与锌相似”,工业上大规模制备为了降低成本,采用还原剂还原的方法,C错误;
D.若用过量的稀盐酸代替,生成GaCl3,D错误;
故答案为:B。
6.(24-25高三下·天津·期中)绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如图流程:
下列说法不正确的是
A.固体1中主要含有
B.X可以是空气,但不能过量
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含废水时,发生的反应为:
【答案】D
【分析】工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分)被过量石灰乳吸收,生成固体1为CaCO3、CaSO3及过量的Ca(OH)2,气体1为不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO;气体1中通入X,再用氢氧化钠溶液处理得到NaNO2溶液,X可以为空气,但不能过量,否则会生成硝酸钠;NaNO2与含的废水反应生成无污染的N2;气体2含有CO、N2,则捕获剂所捕获的气体主要是CO,据此解答。
【解析】A.由分析可知,固体1中主要含有CaCO3、CaSO3、Ca(OH)2,A正确;
B.气体1中含有NO,NO和氧气、氢氧化钠反应生成亚硝酸钠,因此X可以是空气,但不能过量,否则会将NO氧化为NO2,NO2与NaOH溶液反应产生NaNO3,NaNO3不能与含的废水反应生成无污染的N2,B正确;
C.气体2含有CO、N2,经过捕获剂捕获后得到捕获产物和无污染的N2,则捕获剂所捕获的气体主要是CO,C正确;
D.处理含废水时,与反应生成无污染的N2,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得反应的离子方程式为:+=N2↑+2H2O ,D错误;
故选D。
7.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
下列叙述正确的是
A.试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸
B.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C.图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D.反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3
【答案】D
【分析】将铝土矿(主要成分,含杂质)先用试剂X溶解,结合转化后的产物可知,加的X为溶液,反应生成,不反应过滤后在滤渣中分离除去,滤液通过量Y得沉淀和溶液,根据元素守恒说明Y为,最后将加热转化为,电解得金属Al,据此分析解答。
【解析】A.由分析可知,试剂X需要分离铝、铁元素,可以是氢氧化钠溶液,但不可以是盐酸,A错误;
B.反应①过滤后所得沉淀为不溶于强碱的杂质,不与氢氧化钠溶液反应成为沉淀,B错误;
C.图中所示转化反应中,最后一步反应是氧化还原反应,即电解熔融的氧化铝是氧化还原反应,C错误;
D.反应②为向溶液中通入过量的二氧化碳,该反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,化学方程式正确,D正确;
故选D。
8.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。下列说法错误的是
A.整个流程中可以循环利用的物质是和
B.反应1的离子方程式为
C.进行反应1时,向饱和食盐水中先通入,再通入
D.试剂X是固体,其作用是增大,利于副产物析出
【答案】B
【分析】向饱和的食盐水中先通过量氨气再通入过量二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,过滤得到碳酸氢钠,煅烧碳酸氢钠生成碳酸钠,同时生成的二氧化碳可以循环使用,滤液中加入食盐,通过降温结晶析出氯化铵,据此解答。
【解析】A.煅烧碳酸氢钠产生,可以循环利用,向滤液中加入,通过降温结晶析出,所得母液中含有的溶液也可以循环利用,故A正确;
B.反应1是氯化钠、氨、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的离子方程式为,故B错误;
C.氨的溶解度大于二氧化碳,二氧化碳易溶于碱性溶液,进行反应1时,向饱和食盐水中先通入,再通入,故C正确;
D.试剂X是固体,其作用是增大,降低的溶解度,便于副产物析出,故D正确。
综上所述,答案为B。
(建议用时:10分钟)
9.(24-25高三上·天津·期中)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下。下列说法不正确的是
A.电解熔融氧化铝时可加入冰晶石作助熔剂
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.可以用陶瓷作吸收塔内衬材料
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
【答案】C
【分析】烟气(含HF)通入吸收塔,加入过量的碳酸钠,发生反应Na2CO3 +2HF=2NaF+NaHCO3,向合成槽中加入NaAlO2,发生反应6NaF+NaAlO2+ 2CO2=Na3AlF6+ 2Na2CO3 ,过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液,据此分析。
【解析】A.工业冶炼铝时,冰晶石作助熔剂可以降低氧化铝熔点,节约成本,故A 正确;
B.采用溶液喷淋法可增大烟气与碳酸钠溶液的接触面积,提高吸收塔内烟气吸收效率,故B正确;
C.陶瓷的成分中含有SiO2,SiO2能与烟气中的HF发生反应,因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料,故C错误;
D.滤液含有Na2CO3,所以可以回收到吸收塔利用,故D正确;
故答案选C。
10.(24-25高三上·天津静海·阶段练习)利用NaClO氧化尿素[CO(NH)2]制备N2H4•H2O(水合肼)的实验流程如图所示:
已知:N2H4•H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ的反应中变价元素只有氯元素
B.步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,当产物中NaClO与NaClO3的物质的量之比为5:1,则参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶3
C.步骤Ⅱ中可将尿素水溶液逐滴滴入NaClO碱性溶液中
D.生成水合肼反应的离子方程式为:ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4·H2O+
【答案】C
【分析】由流程可知,步骤I中发生Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,温度过高时易发生3Cl2+6OH-=+5Cl-+3H2O,步骤Ⅱ中发生ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4•H2O+CO,且将NaClO溶液逐滴滴加到尿素中,可防止过量的NaClO溶液将N2H4•H2O氧化,步骤Ⅲ中分离出碳酸钠、水合肼,以此来解答。
【解析】A.步骤I中发生Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,氯发生歧化反应,变价的只有氯,故A正确;
B.步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,测得产物中NaClO与NaClO3的物质的量之比为5:1,设NaClO与NaClO3的物质的量分别为5mol、1mol,可知Cl失去电子为5mol×(1-0)+1mol×(5-0)=10mol,由电子守恒可知Cl得到电子数为10mol,由原子守恒可知参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为10mol:(5mol+1mol)=5:3,故B正确;
C.步骤Ⅱ中若将尿素水溶液逐滴滴入NaClO碱性溶液中,会导致NaClO溶液将N2H4•H2O氧化,因此步骤II中可将NaClO碱性溶液逐滴滴入尿素水溶液中,故C错误;
D.由流程可知生成水合肼反应的离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4•H2O+CO,故D正确;
故选C。
11.(24-25高三上·天津南开·阶段练习)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:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿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
【分析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe2O3,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。
【解析】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Fe2O3,故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的“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率,故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,故C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,故D正确;
答案选B。
12.(2024·天津滨海新·三模)用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示,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.流程中可用代替
C.时,
D.“系列操作”是指蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥
【答案】A
【分析】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。
【解析】A.“溶解”时浸出速率与时间长短无关,故A错误;
B.流程中Cu2(OH)2CO3是消耗H+,增大pH,使Fe3+完全沉淀,故可用CuO代替,故B正确;
C.常温下,流程中pH=3时,Fe3+完全沉淀而Cu2+未开始沉淀,故有c(Cu2+)·c2(OH-)<Ksp[Cu(OH)2],故C正确;
D.胆矾晶体为五水硫酸铜,所以“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故D正确;
故选A。
13.部分矿物资源的利用及产品流程如图所示,有关说法正确的是
A.(黄铜矿) ,该反应的化学方程式中的计量数为4
B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应
C.电解精炼粗铜时,粗铜为阴极
D.石英在生活中可用作光导纤维、太阳能电池、芯片以及半导体等
【答案】A
【解析】A.设系数为2a,则FeO的系数为2a,Cu2S的系数为a,则根据质量守恒,可得的系数为3a,因此O2的系数为4a,简化后,黄铜矿和反应的化学方程式为,A正确;
B.生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,发生的反应有:、,制玻璃的过程,是非氧化还原反应,B错误;
C.电解精炼粗铜时,粗铜为阳极,C错误;
D.太阳能电池、芯片以及半导体的成分是,而石英的主要成分是,D错误;
故选A。
14.氯化亚铜为白色粉末状固体,难溶于水和乙醇,潮湿时易被氧化,可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂等。工业以硫化铜精矿为原料,制备氯化亚铜的流程如图:
下列说法中错误的是
A.步骤①焙烧产生的有毒气体可用碱液吸收
B.步骤②所用硫酸浓度越大浸出速率越快
C.步骤③离子方程式:2Cu2++2Cl-+SO+H2O=2CuCl↓+SO+2H+
D.步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl尽快干燥,防止被空气氧化
【答案】B
【分析】CuS精矿在空气中焙烧生成CuO和SO2,CuO用硫酸浸出得到CuSO4溶液,在硫酸铜中加入Na2SO3和NaCl,倾出清液,抽滤即得CuCl沉淀,氯化亚铜难溶于水和乙醇,潮湿时易被氧化,因此,步骤④用乙醇洗涤的目的有利加快去除CuCl表面水分,防止其被空气中的氧气氧化,以此解答。
【解析】A.步骤①焙烧硫化铜,产生的有毒气体为SO2,可用碱液吸收,A正确;
B.步骤②所用硫酸浓度过大,过量的硫酸会和Na2SO3反应,对后续加入Na2SO3还原Cu2+产生干扰,B错误;
C.在硫酸铜中加入Na2SO3和NaCl,倾出清液,抽滤即得CuCl沉淀发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Cu2++SO+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+,C正确;
D.由题中信息可知,氯化亚铜难溶于水和乙醇,潮湿时易被氧化,因此,步骤④用乙醇洗涤的目的有利加快去除CuCl表面水分,防止其被空气中的氧气氧化,D正确;
故选B。
15.实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.“反应1”中,每消耗,在下得到
B.“反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为
C.在密闭容器中进行“反应3”,充分反应后体系中有个
D.“反应4”中,为使完全转化成,至少需要个
【答案】B
【分析】反应1为实验室制备氨气的反应,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,反应2是氨气的催化氧化,方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,方程式为:2NO+O₂=2NO₂ ,反应4为二氧化氮,氧气和水反应生成硝酸,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,以此解题。
【解析】A.根据分析可知,每消耗,生成0.1mol氨气,但是由于不是标准状况,则气体不是2.24L,A错误;
B.根据分析可知,反应2方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,该反应转移20e-,则每生成0.1molNO,转移电子数为,B正确;
C.根据反应3,充分反应后生成个,但是体系中存在2NO2⇌N2O4,则最终二氧化氮数目小于,C错误;
D.根据反应4可知,为使完全转化成,至少需要个O2,D错误;
故选B。
16.工业上煅烧产生的可以按如下流程脱除或利用(反应Ⅲ的原子利用率为100%)。
下列有关说法正确的是
A.X为
B.和均为电解质
C.煅烧时,是氧化产物,不是还原产物
D.途径I脱除的化学方程式为
【答案】A
【分析】
煅烧,即与反应,生成和,途径Ⅰ与、反应,生成和,途径Ⅱ氧化生成,与反应得到。
【解析】A.根据原子利用率100%及质量守恒定律知X为,A正确;
B.为非电解质,B错误;
C.煅烧时发生反应,S元素的价态从-1价升高到+4价,O元素的价态从0价降低到-2价,所以既是氧化产物,也是还原产物,C错误;
D.途径Ⅰ中,S元素价态从+4价升高到+6价,所以反应需要氧化剂,因此途径Ⅰ发生的化学反应为,D错误;
故答案A。
(建议用时:20分钟)
17.(2024·天津北辰·三模)硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸的过程如下图所示,下列说法正确的是
A.图中A和B分别为氧气和水
B.常温下,铝与浓硝酸不反应,可用铝罐材料盛装浓硝酸
C.尾气不需要净化处理,可以直接排放
D.合成氨塔中采用高温有利于提高反应物的平衡转化率
【答案】A
【分析】工业制备硝酸流程为:。
【解析】A.由分析可知,氧化炉中NH3与O2发生催化氧化,A是氧气;吸收塔中NO与O2反应生成NO2,被水吸收生成HNO3,则B是水,A正确;
B.常温下,铝与浓硝酸接触会发生钝化,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻碍二者继续反应,因此可用铝罐材料盛装浓硝酸,B错误;
C.尾气中含有NO、NO2等有毒气体,需经过处理才能排放,C错误;
D.合成氨反应是放热反应,高温会使反应逆向进行,会降低反应物的转化率,D错误。
故本题选A。
18.(2024·天津河北·一模)氮化硅(Si3N4)因其在高温和高频条件下的优异性能,成为现代微电子领域的重要材料。工业上用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备SiN4的操作流程如下(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:
C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉
D.“稀酸Y”可选用稀硝酸
【答案】A
【分析】石英砂为,与焦炭在高温下发生:,粗硅与氮气反应生成,还含有Fe、Cu的单质及化合物,经过酸洗而除去,得到纯净的。
【解析】A.“还原”时焦炭主要被氧化为CO,A错误;
B.“高温氮化”反应为硅与氮气反应生成,化学方程式为,B正确;
C.原料气可以为空气,通过灼热的铜粉除去氧气得到氮气,故“操作X”为原料气通过灼热的铜粉,C正确;
D.“酸洗”目的是除去中含有的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溶解,而与稀硝酸不反应,故“稀酸Y”可选用稀硝酸,D正确;
答案选A。
19.(23-24高三上·天津宁河·期末)《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣”。铁华粉[主要成分为]可用如下方法检测。下列相关说法错误的是
A.在铁华粉中加入稀硝酸,再滴加溶液,一定会变红
B.制备铁华粉的主要反应为
C.气体X的产生是因为发生了复分解反应
D.产生蓝色沉淀证明滤液中含有
【答案】A
【分析】铁华粉中加入稀硫酸并加热,产生的刺激性气味的气体X为醋酸蒸气;铁华粉中加入稀盐酸生成氢气和滤液有氢气生成说明铁华粉中含有铁单质,滤液中加入铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀,说明有滤液中有亚铁离子,该沉淀不溶于稀盐酸,但与NaOH可反应生成棕色沉淀;
【解析】A.根据分析可知铁华粉中含有铁单质,硝酸的量比较少时,生成的Fe3+能与Fe反应生成Fe2+,当溶液中不存在Fe3+时,滴入KSCN溶液不会变红,A错误;
B.铁华粉主要成分为,则制备铁华粉的主要反应为铁和醋酸反应生成醋酸亚铁:,B正确 ;
C.气体X为醋酸蒸气,反应为,反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应,C正确;
D.根据分析可知滤液中加入铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀,说明有滤液中有亚铁离子,D正确;
故选A。
20.某兴趣小组利用废镍材料(含有金属及少量、)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图(部分产物略去)。
已知:①开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:2.2、3.2;②开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:7.2、8.7;③可将氧化为,不与反应。
下列说法不正确的是
A.滤渣1和滤渣2的主要成分分别为、
B.酸浸时可加入稀硝酸,代替稀硫酸和H2O2,以节约原料
C.氧化时发生的反应方程式为:
D.调节pH时须调节的pH范围为3.2~7.2
【答案】B
【分析】往废镍材料(含金属Ni、Fe和Ag)中加入稀硫酸酸浸后过滤,得滤渣Ag和含、的滤液I,往滤液I中加溶液将氧化为,再加氢氧化钠溶液调pH生成氢氧化铁除铁,过滤得滤渣2氢氧化铁沉淀和滤液II中含有,往滤液II中加适量铁粉发生置换反应生成镍单质,过滤得镍。
【解析】A.滤渣1为酸浸时不与稀硫酸反应的Ag,滤液1中经氧化为,调节pH后完全沉淀为,即滤渣2,A正确;
B.稀硝酸具有强氧化性,能将Ni、Fe、Ag氧化溶解,导致第一步过滤无法将Ag分离除去,故不能用稀硝酸代替稀硫酸,B错误;
C.氧化时在酸性条件下将氧化为发生的反应方程式为:,C正确;
D.调节pH需使完全沉淀(pH≥3.2)且不沉淀(pH<7.2),范围为3.2~7.2,D正确;
故选B。
21.一种以菱锰矿(主要成分为,含、、FeO、CuO、NiO等杂质)为原料生产锰的工艺流程如下:
已知:①25℃时,,。
②金属性:。
下列说法错误的是
A.滤渣①主要成分是,滤渣③主要成分是CuS、NiS
B.“氧化”时,发生反应的离子方程式是
C.“除铁”后,25℃时,溶液中为
D.“电解”时,加入抑制剂的作用是减少阴极生成的量
【答案】C
【分析】菱锰矿的主要成分是MnCO3,含SiO2、Fe3O4、FeO、CuO、NiO等杂质,加入硫酸进行酸浸,SiO2不溶,过滤得到滤渣①,酸浸后得到的溶液中含Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ni2+等;结合已知中Ksp[Fe(OH)3]、Ksp[Fe(OH)2]和Ksp[Mn(OH)2]的相对大小知,Fe3+更容易除去,故在酸性环境中加入MnO2,可将Fe2+氧化成Fe3+,便于后续除杂,而MnO2自身被还原成Mn2+,再用氨水调pH,促使Fe3+形成沉淀除去,故滤渣②为Fe(OH)3;沉淀后得到的滤液中含Mn2+、Cu2+、Ni2+,加入MnS得到的沉淀为CuS、NiS,过滤得到滤渣③,滤液为含MnSO4的溶液[含杂质(NH4)2SO4],电解得到Mn。
【解析】A.从分析可知,、、、、均可以和稀硫酸反应,只有不溶于稀硫酸;加入MnS除铜、镍后,、转化为、,滤渣①主要成分是,滤渣③主要成分是CuS、NiS,A正确;
B.“氧化”过程,将氧化成,自身被还原成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:,B正确;
C.由,可知,由氨水除铁控制,可以计算,时,,则,计算可知,C错误;
D.“电解”时,阴极的电极反应可以是和,二者是竞争反应,加入抑制剂可抑制阴极生成,D正确;
故选C。
22.实验室用生产发光二极管(LED)的废料(主要成分为难溶于水的GaN,含少量In、Mg)制备Ga2O3的一种流程如下。
已知:Ga和In均为第ⅢA族元素,In难溶于NaOH溶液。
下列说法错误的是
A.Ga元素位于元素周期表的p区
B.Ⅰ中GaN生成[Ga(OH)4]−的离子方程式为GaN+OH−+3H2O[Ga(OH)4]−+NH3↑
C.从沉淀1中可以提取In和Mg
D.Ⅲ中需加入过量的稀硫酸
【答案】D
【分析】LED生产废料的主要成分为难溶于水的GaN,含少量In、Mg金属,LED生产废料中加入2mol/L的NaOH溶液并加热80℃,In、Mg都不溶于NaOH溶液,GaN溶于NaOH溶液得到Na[Ga(OH)4]和NH3,过滤后得到的沉淀1为In、Mg,滤液中加入H2SO4然后过滤得到Ca(OH)3和滤液,滤液中含有Na2SO4和过量的H2SO4,Ga(OH)3受热分解生成Ga2O3和H2O。
【解析】A.基态镓(Ga)位于第四周期,和Al位于同一主族,Ga元素位于元素周期表的p区,A正确;
B.GaN溶于NaOH溶液得到Na[Ga(OH)4]和NH3,GaN生成[Ga(OH)4]-的反应:GaN+OH−+3H2O[Ga(OH)4]−+NH3↑,B正确;
C.“沉淀1”含金属元素In、Mg,从沉淀1中可以提取In和Mg,C正确;
D.由分析可知,Ⅲ中析出Ga(OH)3沉淀,若加入过量的硫酸会使Ga(OH)3溶解,D错误;
故答案为:D。
23.硫化锂是制取固态电池的重要原料,遇水即放出硫化氢气体。实验室可以按以下路线制备硫化锂:
下列说法正确的是
A.“反应”得到含锂物质的化学式为 B.高温分解主要发生氧化还原反应
C.为 D.不能用蒸馏水代替N-甲基吡咯烷酮
【答案】D
【分析】LiOH溶于N-甲基吡咯烷酮,和过量H2S反应生成,方程式:,高温分解生成H2S,方程式:,得到硫化锂浆液,据此分析;
【解析】A.根据分析可知,“反应”得到的含锂物质的化学式为,A错误;
B.高温分解时的反应为:,没有元素化合价的变化,未发生氧化还原反应,B错误;
C.根据分析可知,为H2S,C错误;
D.硫化锂遇水即放出硫化氢气体,若使用蒸馏水作为溶剂,产物硫化锂会发生水解,故不能用蒸馏水代替N-甲基吡咯烷酮,D正确;
故选D。
24.钻铁矿经焙烧后得到的和,通过如下转化,进行分离。
已知:+4(蓝紫色)此反应可用于检验。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ中、均与焦炭发生反应且根据分析可知的热稳定性强于
B.步骤Ⅳ的操作:将溶于硫酸,加入一定量,45℃恒温加热一段时间后,再加入浓氨水,经过滤、干燥、煅烧,获得
C.检验中是否还含有:将产品溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,若溶液出现蓝紫色,说明含有
D.铁与钴为同周期的邻族元素,此过程利用与的磁性强弱不同进行分离
【答案】B
【分析】该流程通过分步焙烧与磁选实现钴铁分离:首先在真空条件下焙烧使部分Fe2O3还原为Fe3O4,随后富氧焙烧将CoO氧化为Co3O4,再经高温真空焙烧使Co3O4转化CoO,最终利用磁性差异磁选分离出非磁性的CoO与磁性的Fe3O4,后者经后续处理得Fe2O3。
【解析】A. 过程 I 中 C 只与 Fe2O3 反应产生 Fe3O4,过程 II 中 400℃富氧焙烧 CoO 生成了 Co3O4, 过程 III 中只有Co3O4被反应,说明 Co3O4的热稳定性弱于Fe3O4,A错误;
B.步骤 IV 的操作:将Fe3O4溶于硫酸,加入一定量 H2O2,45℃恒温加热一段时间后,再加入浓氨水,经过滤、干燥、煅烧,获得 Fe2O3,B正确;
C.由于 Fe3+和Co2+均可与 SCN-结合,产生的红色[Fe(SCN)]2+与蓝紫色的[Co(SCN)4]2-离子之间互相干扰,无法判断,C错误;
D.铁与钴为同族元素,均为第四周期第 Ⅷ 族,D错误;
故选B。
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聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:
挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
)
一、原料预处理——研磨、浸取、焙烧
1.研磨、粉碎、雾化
研磨
(粉碎、雾化)
概念
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分
目的
提高原料转化率、利用率、浸取率,提高产品的产率等
接触面积增大的措施
固体—— 、
液体——
气体——用多孔分散器等
2.浸取
浸取
概念
向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括 浸、 浸、 浸、盐浸、醇浸等
浸出率
固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(工业上往往为了追求更多转化)
提高浸出
率的措施
①增大 面积;②适当 (加热)③增大反应物(酸或碱)的浓度④搅拌,使反应更加充分
水浸
与水接触反应或溶解,使原料变成离子进入溶液,做到初步分离。
酸浸
与酸反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。常用硫酸、盐酸、硝酸等,用盐酸、硝酸酸溶时注意控制温度,用硫酸酸溶时要关注Pb2+、Ca2+、Ag+会生成PbSO4、CaSO4、AgSO4在滤渣中出现。
碱浸
常用NaOH溶液、Na2CO3溶液、氨水溶液等,与碱接触反应或溶解NaOH溶液与金属(Al、Zn等)或氧化物 (如SiO2、Al2O3、ZnO、Cr2O3等)反应,Na2CO3溶液(与原料反应或去油污),金属阳离子与NH3形成配离子进入溶液
醇浸
提取有机物,常采用有机溶剂(如乙醚、二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物
盐浸
常用铵盐、FeCl3溶液等,与盐溶液接触反应或溶解
3. 焙烧
固体高温加热
概念
使固体在高温下 或改变结构,使杂质高温 、分解、物质能溶解等。如:金属(多)硫化物,使硫元素→SO2↑(再钙基固硫除);煅烧高岭土和石灰石。
煅烧
物质受热分解或发生晶形转变,温度低于熔点高于1200℃;如:锻烧石灰石、生产玻璃、打铁等,设备如回转窑等
焙烧
固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程,可以有氧化、热解、还原、卤化等。物质与空气,氧气或添加剂发生化学反应,以固——气反应为主,温度低于熔点,在500--1500℃之间。如沸腾炉、焙烧炉等。可以通过增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧。适当升温等来提高焙烧效率。
灼烧
物质在高温条件下发生脱水、分解、挥发等化学变化的过程。1000℃左右,如煤气灯、电炉等;如:灼烧海带、颜色反应、灼烧失重、灼烧残渣等
备注
灼烧所需要的仪器: 、泥三角、酒精灯、三脚架、坩埚钳
蒸发所需要的仪器: 、酒精灯、玻璃棒、铁架台、坩埚钳
二、条件控制——调溶液的pH
1.调pH除杂:控制溶液的pH使其中某些金属离子形成 沉淀而被除去。
(1)原理:加入的物质能使溶液中的H+反应,降低了H+浓度,使溶液pH增大。
(2)pH调整范围:杂质离子沉淀完全时pH值~主要离子开始沉淀时pH(注意端值取)。
(3)调pH需要加入的物质:含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸盐,能与H+反应,使溶液pH增大;如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型物质。
(4)除去Cu2+溶液中混有的Fe3+:可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。(原因:加CuO等消耗溶液中的H+的,促进Fe3+的水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀析出)
(5)除去Cu2+溶液中混有的Fe2+:一般先加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
2.抑制某些离子的水解,防止产品混入杂质
像盐酸盐、硝酸盐溶液,通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相应的无水盐时。由于水解生成的盐酸或硝酸挥发,促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯。
如:有MgCl2·6 H2O制无水氯化镁要在HCl气流中加热,否则MgCl2·6 H2OMg(OH)2↓+2HCl↑+4H2O
3.控制反应的发生,增强物质的 性或 性(增强MnO4-、NO3-的氧化性)。
4.调节离子的水解程度。
5.控制PH的目的的答题思路
(1)pH调小:抑制某离子水解,防治某离子沉淀
(2) pH调大:确保某离子完全沉淀,防止某物质溶解等
三、条件控制——调节温度
1.升高温度(加热)
①加快反应 或溶解速率;
②促进平衡向某个(吸热)方向移动;如:促进水解生成沉淀
③除去受热不稳定的杂质,如H2O2、铵盐、硝酸盐、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质
④使沸点相对较低或易升华的杂质气化。
2.降低温度
①防止某物质在高温时会 (或分解) ;
②使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向),从而提高产物的产率;
③使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;
④降低晶体的溶解度,减少损失。
3.控制温度(常用 浴、 浴或油浴)
(1)温度太低:反应速率太慢或溶解速率太小
(2)温度过高:
①催化剂会失去活性,化学反应速率下降
②物质会分解:如铵盐、H2O2、NaHCO3、氨水等
③物质会挥发:如浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等
④物质易被氧化:如Na2SO3等
⑤物质易升华:如I2升华
4.答题方法与技巧
①若用到双氧水、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质,控温的目的是防止物质分解
②若题目中出现有机物和有机溶剂,控温的目的是防止其挥发
③若溶液中制备物质,常使用加热的方法加快反应速率
④煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气
⑤温度范围答题模板
a.温度不高于××℃的原因:适当加快反应速率,但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等,影响产品的生成。
b.温度不低于××℃的原因:加快反应速率或者对于吸热反应而言可使平衡正移,增加产率
四、微流程——分离与提纯
1.过滤:分离 溶物和 溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法
(1)常压过滤
使用范围
分离难溶物和易溶物
仪器
铁架台、铁圈、漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯
注意事项
一贴:滤纸紧贴漏斗;两低:滤纸边沿低于漏斗边沿,液体低于滤纸。三靠:玻璃棒紧靠三层滤纸处,烧杯紧靠玻璃棒,漏斗下端紧靠烧杯内壁。
过滤后所得的滤液仍然浑浊,需更换滤纸,重新过滤,直至溶液澄清透明为止 原因可能是:玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;过滤时液体高于滤纸边缘等
(2)减压过滤(抽滤):加快过滤速度;减少晶体含有的水分。
(3)趁热过滤:减少过滤时间、保持过滤温度;
a.要滤渣(产品):防止降温时析出××杂质,提高产品纯度;
b.要滤液(产品):或防止降温过程中××析出产品而损耗;
2.蒸发结晶
(1)适用范围:适用于溶解度受温度影响不大的物质(如NaCl)。
(2)实例: ①从NaCl溶液中获取NaCl晶体
a.方法:蒸发结晶 b.具体操作:加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干。
②NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液
a.方法:蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥 b.趁热过滤的目的:防止KNO3溶液因降温析出,影响NaCl的纯度
3.冷却结晶:
(1)适用范围:适用于溶解度受温度影响大的物质(如KNO3)、带结晶水的物质(例CuSO4·5H2O)、受热易分解的物质(如铵盐、KMnO4)、易水解的物质(如FeCl3)。
(2)常考的“一系列操作”:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(3)易水解的盐蒸发时的气氛:
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解
4.重结晶:将晶体重复溶解、制成热饱和溶液、冷却结晶、再过滤、洗涤的过程。
5.蒸馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇或甘油。
图1 图2 图3
(1)仪器:铁架台、铁圈、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(尾接管)、锥形瓶、碎瓷片
(2)冷凝管有直形、球形和蛇形冷凝管三种(图3),蒸馏只能用直形冷凝管,冷凝回流直形、球形和蛇形冷凝管均可使用,冷凝效果蛇形冷凝管最好。沸点较高的物质的冷却用空气冷凝即可。
(3)冷凝管的作用;图1蒸馏时起冷凝作用 图2反应发生器中起冷凝回流作用。
(4)步骤及操作注意事项:①温度计水银球位于支管处;②两种情况冷凝水都是从下口通入;③加碎瓷片防止暴沸
(5)减压蒸馏:减小压强,使液体沸点降低,防止(如双氧水、硝酸等)受热分解、挥发。
6、灼烧(硫酸铜结晶水测定、干燥)
(1)仪器:研钵、托盘天平、药匙、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、干燥器
坩埚使用:必须用坩埚钳夹取,不可用手拿;灼烧碱性物质不可用瓷坩埚和石英坩埚;
(2)硫酸铜结晶水测定步骤:(四秤、两热两冷、一算)
①称量坩埚质量m1 ②称量坩埚及晶体m2 ③加热至白色 ④冷却称量 ⑤再加热 ⑥冷却再称量m3
研钵研磨有利于晶体失去结晶水;晶体必须放在坩埚内称量,以免造成误差;坩埚要放到干燥器中冷却。
硫酸铜晶体质量:m2-m1 ;无水硫酸铜质量:m3-m1
(3)如何证明晶体完全失去结晶水(已干燥):加热,冷却后称量,再加热,冷却后称量,至两次称量质量差不超过0.1g或连续两次称量质量不变
(4)如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2:
在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽
7.萃取与反萃取
(1)萃取:利用溶质在互不相溶的两种溶剂里溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法叫萃取。分液:分液是把两种不相混溶的液体进行分离的操作。
仪器:
铁架台、铁圈、烧杯、分液漏斗
萃取剂选择的原则
两种溶剂互不混溶;溶质在两种溶剂中的溶解度相差很大;溶质和萃取剂不发生化学反应。
注意事项
①分液漏斗使用之前必须检漏②放液时,打开分液漏斗上端塞子,或使塞上的凹槽与分液漏斗上的小孔对齐;使使内外空气相通,保证下层液体顺利流下③下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体从上口倒出;
(2)反萃取:在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施,往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取,可看作是萃取的逆过程。
如:用反萃取法从碘的CCl4溶液提取碘单质
五、微流程——答题规范
1.沉淀洗涤操作:沿玻璃棒向漏斗(或过滤器)中加入蒸馏水至完全浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次。
2.检验离子是否已经沉淀完全的方法:
答题模板:静置,取少量上层清液于试管中,滴加××试剂(沉淀剂),若不再产生沉淀,则××离子已经沉淀完全
实例:在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4=的质量分数时,可以再混合物中加入过量BaCl2溶液,沉淀SO42-,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量,判断SO42-完全沉淀的方法:静置,取少量上层清液于试管中,滴加BaCl2试剂,若无白色沉淀产生,则SO42-离子已经沉淀完全
3.检验沉淀是否洗涤干净的操作
答题模板:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入××试剂,若未出现××现象(特征反应现象),则沉淀洗涤干净。
规范解答:以FeCl3溶液与NaOH溶液制得Fe(OH)3沉淀后过滤为例:取最后一次的洗涤液少许于试管中,加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则沉淀未洗涤干净,若无白色沉淀生成,则沉淀已经洗涤干净。
注意:要选择一种溶液中浓度较大的、比较容易检验的离子检验,不能检验沉淀本身具有的离子。
4.洗涤液的选择:冰水洗、热水洗、乙醇洗等洗去晶体表面的可溶性杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
例:FeC2O4用热水洗涤的原因:FeC2O4难溶于水,用热水洗涤有利于除去可溶性杂质
5.冰水洗涤的目的: 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗。
6.乙醇洗涤的目的: 降低被洗涤物质的溶解度, 减少其在洗涤过程中的溶解损耗,;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥
7.判断滴定终点的答题规范
答题模板:当滴入最后半滴×××溶液后,溶液由××变成××色(或溶液××色褪去),且半分钟不恢复原色
实例:用标准盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,酚酞作指示剂,滴定终点的判断:当加入最后半滴盐酸溶液后,溶液由红色变成无色,且半分钟不恢复原色
8.离子检验答题模板
(1)答题规范:取试样→加水溶解,加入×××试剂,若×××(现象),则×××(结论)
(2)例:SO42-检验:取少量溶液于试管中,加入稀盐酸,再加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明有SO42-
例:检验Fe2+被完全氧化的试剂/操作: 取所得溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若没有蓝色沉淀产生,证明Fe2+被完全氧化。
9.加H2O2、NaClO3、HNO3等的作用:多为将Fe2+氧化为Fe3+,(若溶液中有其他还原性的离子,也要考虑,例将Cr3+氧化为CrO42-等)
10.H2O2可用什么替代:一般为O2或空气(氧化剂,不引杂)
11.加入试剂除杂:例:含有Cu2+、Cd2+中的溶液中加入Zn
注意:在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去XX杂质”,不能答“除杂”
12.蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发 AlCl3溶液时为获得 AlCl3需在 HCl气流中进行。
13.方案的优缺点:考虑原料是否易得,操作是否简单,成本是否低廉,有无环境污染等。
六、微流程——试剂加入的作用与循环物质的确定
1.初步判断试剂加入目的及分析试剂的作用
(1)看反应目的:分析加入试剂后化学反应实现的目的。
(2)看试剂性质:分析加入试剂本身的性质(物质类别、所含元素化合价、周期表中的位置)。
(3)看生成物:分析反应前后的物质组成的变化。
(4)看可能信息:综合利用流程信息和题中设问提供的信息。
2.工艺流程中循环物质的确定
(1)循环物质的确定
①从流程图上看:箭头回头。
②从物质的转化上看:在流程中加入的物质,后续步骤中又会产生(在滤渣或滤液中寻找)。
优点:提高利用率、降低成本、保护环境、减少污染等
(2)副产品的判断
①从流程图上看:支线产品。②从制备的目的上判断:不是主产品。
(3)滤渣成分的确定
①过量的反应物。②原料中不参与反应的物质。③由原料转化的生成物。④由杂质转化的沉淀物。
七、微流程——Ksp计算与溶解平衡图像
(一)、工艺流程题中有关Ksp的计算的类型
类型① 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度
饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系
应用:比较溶解度的大小
1:1型
1:2型或2:1型
1:3型或3:1型
类型② 已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度
类型③ 根据溶度积规则判断沉淀是否生成
类型④ 沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
类型⑤ 沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算
类型⑥ Ksp与水解常数的关系
1.化工流程中Ksp有关计算的常考角度
(二)解沉淀溶解平衡图像题三步骤
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义。
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义。
(1)曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在
温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲
线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp。
第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断。
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在
同一曲线上的点,溶度积常数相同。
(建议用时:10分钟)
1.(25-26高三上·天津南开·开学考试)磷酸铁常用作电极材料。室温下,用含少量的溶液制备磷酸铁的过程如图所示。下列说法错误的是
A.实验室中分离出滤渣I所需玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
B.可选用KSCN溶液检验“氧化”步骤是否反应完全
C.“氧化”步骤发生的主要反应的离子方程式为
D.“除铝”时可选用代替
2.(24-25高三上·天津河西·期中)碘及其化合物广泛用于医药、染料等方面。的一种制备方法如下图所示,已知的氧化性强于。
下列说法错误的是
A.碘离子浓度:溶液2>溶液1
B.加入Fe后进行转化的化学方程式为:
C.若时,会降低单质碘的回收率
D.若时,氧化产物为
3.(24-25高三上·天津·期末)工业上制备高纯硅的流程如图所示,下列说法错误的是
A.Si和C是同一主族元素,所以和均是分子晶体
B.石英砂转化为粗硅的化学方程式为:
C.石英砂是制备普通玻璃的原料之一
D.利用高纯硅的半导体性能可制成光伏电站、电动汽车等的硅太阳能电池
4.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示:
下列判断不合理的是
A.Al、Ga均位于第ⅢA族
B.可与盐酸反应生成
C.可与NaOH溶液反应生成
D.酸性:
5.以粉煤灰(主要成分为Ga2O3,含CaO、Al2O3等杂质)为原料提取Ga的工艺流程如图所示:
已知:镓的活动性与锌相似,比铝低。滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]。
下列说法正确的是
A.“溶浸”过程发生了电子的转移 B.滤渣1、滤渣2的种类不相同
C.由Ga2O3→Ga采取电解法 D.CO2也可以用过量的稀盐酸代替
6.(24-25高三下·天津·期中)绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如图流程:
下列说法不正确的是
A.固体1中主要含有
B.X可以是空气,但不能过量
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含废水时,发生的反应为:
7.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
下列叙述正确的是
A.试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸
B.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C.图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D.反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3
8.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。下列说法错误的是
A.整个流程中可以循环利用的物质是和
B.反应1的离子方程式为
C.进行反应1时,向饱和食盐水中先通入,再通入
D.试剂X是固体,其作用是增大,利于副产物析出
(建议用时:10分钟)
9.(24-25高三上·天津·期中)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下。下列说法不正确的是
A.电解熔融氧化铝时可加入冰晶石作助熔剂
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.可以用陶瓷作吸收塔内衬材料
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
10.(24-25高三上·天津静海·阶段练习)利用NaClO氧化尿素[CO(NH)2]制备N2H4•H2O(水合肼)的实验流程如图所示:
已知:N2H4•H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ的反应中变价元素只有氯元素
B.步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,当产物中NaClO与NaClO3的物质的量之比为5:1,则参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶3
C.步骤Ⅱ中可将尿素水溶液逐滴滴入NaClO碱性溶液中
D.生成水合肼反应的离子方程式为:ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4·H2O+
11.(24-25高三上·天津南开·阶段练习)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:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿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
12.(2024·天津滨海新·三模)用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示,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.流程中可用代替
C.时,
D.“系列操作”是指蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥
13.部分矿物资源的利用及产品流程如图所示,有关说法正确的是
A.(黄铜矿) ,该反应的化学方程式中的计量数为4
B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应
C.电解精炼粗铜时,粗铜为阴极
D.石英在生活中可用作光导纤维、太阳能电池、芯片以及半导体等
14.氯化亚铜为白色粉末状固体,难溶于水和乙醇,潮湿时易被氧化,可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂等。工业以硫化铜精矿为原料,制备氯化亚铜的流程如图:
下列说法中错误的是
A.步骤①焙烧产生的有毒气体可用碱液吸收
B.步骤②所用硫酸浓度越大浸出速率越快
C.步骤③离子方程式:2Cu2++2Cl-+SO+H2O=2CuCl↓+SO+2H+
D.步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl尽快干燥,防止被空气氧化
15.实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.“反应1”中,每消耗,在下得到
B.“反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为
C.在密闭容器中进行“反应3”,充分反应后体系中有个
D.“反应4”中,为使完全转化成,至少需要个
16.工业上煅烧产生的可以按如下流程脱除或利用(反应Ⅲ的原子利用率为100%)。
下列有关说法正确的是
A.X为
B.和均为电解质
C.煅烧时,是氧化产物,不是还原产物
D.途径I脱除的化学方程式为
(建议用时:20分钟)
17.(2024·天津北辰·三模)硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸的过程如下图所示,下列说法正确的是
A.图中A和B分别为氧气和水
B.常温下,铝与浓硝酸不反应,可用铝罐材料盛装浓硝酸
C.尾气不需要净化处理,可以直接排放
D.合成氨塔中采用高温有利于提高反应物的平衡转化率
18.(2024·天津河北·一模)氮化硅(Si3N4)因其在高温和高频条件下的优异性能,成为现代微电子领域的重要材料。工业上用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备SiN4的操作流程如下(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:
C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉
D.“稀酸Y”可选用稀硝酸
19.(23-24高三上·天津宁河·期末)《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣”。铁华粉[主要成分为]可用如下方法检测。下列相关说法错误的是
A.在铁华粉中加入稀硝酸,再滴加溶液,一定会变红
B.制备铁华粉的主要反应为
C.气体X的产生是因为发生了复分解反应
D.产生蓝色沉淀证明滤液中含有
20.某兴趣小组利用废镍材料(含有金属及少量、)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图(部分产物略去)。
已知:①开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:2.2、3.2;②开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:7.2、8.7;③可将氧化为,不与反应。
下列说法不正确的是
A.滤渣1和滤渣2的主要成分分别为、
B.酸浸时可加入稀硝酸,代替稀硫酸和H2O2,以节约原料
C.氧化时发生的反应方程式为:
D.调节pH时须调节的pH范围为3.2~7.2
21.一种以菱锰矿(主要成分为,含、、FeO、CuO、NiO等杂质)为原料生产锰的工艺流程如下:
已知:①25℃时,,。
②金属性:。
下列说法错误的是
A.滤渣①主要成分是,滤渣③主要成分是CuS、NiS
B.“氧化”时,发生反应的离子方程式是
C.“除铁”后,25℃时,溶液中为
D.“电解”时,加入抑制剂的作用是减少阴极生成的量
22.实验室用生产发光二极管(LED)的废料(主要成分为难溶于水的GaN,含少量In、Mg)制备Ga2O3的一种流程如下。
已知:Ga和In均为第ⅢA族元素,In难溶于NaOH溶液。
下列说法错误的是
A.Ga元素位于元素周期表的p区
B.Ⅰ中GaN生成[Ga(OH)4]−的离子方程式为GaN+OH−+3H2O[Ga(OH)4]−+NH3↑
C.从沉淀1中可以提取In和Mg
D.Ⅲ中需加入过量的稀硫酸
23.硫化锂是制取固态电池的重要原料,遇水即放出硫化氢气体。实验室可以按以下路线制备硫化锂:
下列说法正确的是
A.“反应”得到含锂物质的化学式为 B.高温分解主要发生氧化还原反应
C.为 D.不能用蒸馏水代替N-甲基吡咯烷酮
24.钻铁矿经焙烧后得到的和,通过如下转化,进行分离。
已知:+4(蓝紫色)此反应可用于检验。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ中、均与焦炭发生反应且根据分析可知的热稳定性强于
B.步骤Ⅳ的操作:将溶于硫酸,加入一定量,45℃恒温加热一段时间后,再加入浓氨水,经过滤、干燥、煅烧,获得
C.检验中是否还含有:将产品溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,若溶液出现蓝紫色,说明含有
D.铁与钴为同周期的邻族元素,此过程利用与的磁性强弱不同进行分离
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