内容正文:
专题过关作业(六)
1.D [“沉铜”过程中,Fe与Cu2+发生置换反应生成Fe2+和Cu,正确的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,A错误;“碱浸”过程中若NaOH过量,会使Al(OH)3转化为可溶于水的Na[Al(OH)4],B错误;由分析知,“氧化”前Fe元素的化合价为+2,“氧化”后得到Fe(OH)3沉淀,Fe的化合价升高,C错误;“沉锂”过程中加入Na2CO3后有Li2CO3析出,利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质,D正确。]
2.A [辉铜矿粉加入稀硫酸和二氧化锰浸取,过滤得到的滤渣为SiO2以及二氧化锰氧化硫元素得到的单质S,滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+,加入R调节溶液pH除去铁离子,加入碳酸氢铵溶液、通入氨沉淀锰,过滤得到滤液,赶出氨后过滤得到碱式碳酸铜,赶出的氨可以循环使用。S微溶于乙醇,用乙醇作溶剂溶解S的效果不好,S 易溶于CS2,使用CS2作溶剂效果会更好,A错误;使用CuO调节溶液pH,不会引入杂质,B正确;若不通NH3,调节pH后的溶液呈酸性,溶液中的H+及反应过程释放的H+会与HC反应产生CO2,C 正确;大量NH3在溶液中会与Cu2+结合生成[Cu(NH3)4]2+,通过加热赶出NH3,可以促进平衡[Cu(NH3)4]2+⥫⥬Cu2++4NH3正向移动,释放出Cu2+,D正确。]
3.C [向砷化镓废料中加入NaOH、H2O2溶液,主要发生反应:GaAs+4NaOH+4H2O2===Na[Ga(OH)4]+Na3AsO4+4H2O、SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4、Na2SiO3进入浸出液中,Fe2O3、CaCO3难溶于氢氧化钠溶液形成滤渣Ⅰ;浸出液中加硫酸中和,过滤所得滤液中含Na3AsO4,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶得到Na3AsO4·12H2O;滤渣Ⅱ中含Ga(OH)3、H2SiO3沉淀,向滤渣Ⅱ中加入硫酸,Ga(OH)3转化为可溶于水的Ga2(SO4)3,分离出滤渣Ⅲ(H2SiO3),电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、氧气和硫酸。SiO2可与NaOH溶液反应,“滤渣Ⅰ”中不含SiO2,A错误;电解Ga2(SO4)3溶液时,阳极发生失电子的反应生成氧气,阴极发生得电子的反应生成Ga,B错误;Ga与Al同主族,具有两性,Ga既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,C正确;“碱浸”时,GaAs转化为Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4,反应1 mol GaAs,转移电子的物质的量为8 mol,D错误。]
4.D [锑矿用盐酸浸出,Sb2O3、CuO、 Sb2O5分别与盐酸反应生成SbCl3、CuCl2、SbCl5,SiO2既不溶于水也不与盐酸反应,则滤渣1的主要成分为SiO2,滤液中加入H2S,沉淀Cu2+,过滤除去CuS,即滤渣2的主要成分是CuS,电解滤液制得金属Sb,用氯气氧化Sb制得SbCl5,通入HF制得SbF5。滤渣1的主要成分为SiO2,A错误;H2S为弱酸,属于弱电解质,故沉淀时的反应离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+,B错误;由题干流程图可知,氟化操作中使用了HF,HF会与玻璃中的SiO2反应而腐蚀玻璃,故实验室模拟氟化操作不可以在烧瓶中进行,应该在塑料瓶中进行,C错误;蒸馏是将沸点不同的互溶液体分开的操作,故产物可以通过蒸馏的方法分离提纯,说明SbF5与SbCl5沸点不同,D正确。]
5.D [“焙烧”时发生反应:BaSO4+4C4CO↑+BaS,得到的产物经盐酸酸溶得到BaCl2和H2S,结晶即可得到氯化钡晶体,得到的H2S经过热解得到硫黄和H2,硫黄与“焙烧”产生的CO合成COS。未明确反应物用量,无法计算转移电子的物质的量,A错误;BaCl2不水解,“操作”过程中无需持续通入HCl,B错误;根据分析可知,气体2的主要成分为H2,C错误;将硫黄汽化,可增大反应物的接触面积,有利于提高合成反应的产率,D正确。]
6.D [已知:“合成”步骤中生成的副产物为I。碘和氢氧化钠反应生成碘化钠和次碘酸钠,则“合成”过程所得溶液中主要含有I-、IO-、I和Na+,A正确;根据氧化还原原理及流程图可知,“还原”过程中水合肼和碘酸根离子生成氮气,反应中氮元素化合价升高,则碘元素化合价降低生成碘离子,离子方程式为2I+3N2H4·H2O===3N2↑+2I-+9H2O,B正确;由流程可知,“水合肼还原法”的优点是N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O,不会给碘化钠中引入杂质,C正确;铁屑还原NaIO3制备NaI,反应中铁元素化合价由0升高为+2,为还原剂,碘元素化合价由+5变为-1,为氧化剂,根据电子守恒可知,NaIO3~6e-~3Fe,则理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,D错误。]
7.AC [钒渣中的V2O3在“焙烧”过程中被氧气氧化,稀硫酸酸浸过后钒元素以V形式存在,Al3+在pH为3.7时才开始沉淀,所以滤渣成分仅为硫酸钙,沉钒过程中加入硫酸铵,V转化为NH4VO3,则滤液成分为稀硫酸和硫酸铝。“焙烧”过程中钒和氧两种元素化合价都发生变化,A正确;Al3+在pH为3.7时才开始沉淀,“酸浸”时pH为2.5,则“滤渣”中只含CaSO4而不含Al(OH)3,B错误;根据流程分析,V在(NH4)2SO4溶液中反应生成NH4VO3, C正确; “滤液”中的溶质不仅有H2SO4,还应有硫酸铝,D错误。]
8.B [废料灼烧后的固体加氢氧化钠溶液“碱浸”除去铝元素;滤渣加过氧化氢溶液、稀硫酸“酸浸”,过氧化氢把+3价Co还原为+2价,加氨水和草酸铵“沉钴”生成草酸钴晶体,加K2S2O8把Mn2+氧化为二氧化锰沉淀,除去锰元素;滤液中加碳酸钠、氢氧化钠“沉镍”生成NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O沉淀,除去镍元素;滤液中加碳酸钠生成碳酸锂沉淀,碳酸锂和二氧化锰合成LiMn2O4。“灼烧”后的固体产物中,金属铝生成氧化铝,故Co和Al均为+3价,A正确;根据分析可知,滤渣加过氧化氢、稀硫酸“酸浸”,过氧化氢把+3价Co还原为+2价,H2O2作还原剂,B错误;溶液变为紫红色是因为Mn2+被S2氧化为Mn,C正确;合成LiMn2O4过程中发生的反应为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑,有CO2和O2放出,D正确。]
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专题过关作业(六)
选择题突破以微型化工流程为载体的分析与判断
(分值:40分)
(每小题5分,每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1.(2025·甘肃卷,T11)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+===3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
2.(2025·太原模拟)利用辉铜矿粉(主要成分为Cu2S,还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)制备Cu2(OH)2CO3的流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.利用乙醇作溶剂可将S从浸渣中分离
B.“调pH”使用的试剂R可能是CuO
C.“沉锰”时若不通NH3,可能会产生CO2
D.“赶氨”可促使[Cu(NH3)4]2+释放Cu2+
3.(2025·邯郸模拟)从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.“滤渣Ⅰ”的主要成分为Fe2O3、CaCO3、SiO2
B.惰性电极电解Ga2(SO4)3溶液时,在阳极生成金属镓
C.Ga与Al同主族,Ga既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D.“碱浸”时,GaAs被H2O2氧化,每反应1 mol GaAs,转移电子的物质的量为5 mol
4.(2025·内江一模)SbF5是非常强的路易斯酸,其酸性是硫酸的1 500万倍。以锑矿(主要成分为Sb2O3、Sb2O5及少量CuO、SiO2等杂质)为原料制备SbF5的工艺流程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.滤渣1的主要成分是H2SiO3
B.沉淀时的反应为S2-+Cu2+===CuS↓
C.实验室模拟氟化操作可以在烧瓶中进行
D.产物可以通过蒸馏的方法分离提纯,说明SbF5与SbCl5沸点不同
5.(2025·广西二模)重晶石的主要成分是BaSO4,我国学者以重晶石为原料设计氯化钡晶体和羰基硫的联合生产以实现节能减排,其工艺流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“焙烧”反应中转移电子的物质的量为8 mol
B.“操作”过程中需持续通入HCl
C.气体2的主要成分为H2和Cl2
D.先将硫黄汽化,有利于提高合成反应的产率
6.(2025·沧州二模)采用水合肼(N2H4·H2O)还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图所示,
已知:“合成”步骤中生成的副产物为I。
下列说法不正确的是( )
A.“合成”过程所得溶液中主要含有I-、IO-、I和Na+
B.“还原”过程消耗I的离子方程式为2I+3N2H4·H2O===3N2↑+2I-+9H2O
C.“水合肼还原法”的优点是N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O,不引入杂质
D.工业上常用铁屑还原NaIO3制备NaI,理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
7.偏钒酸铵(NH4VO3)可作催化剂、媒染剂等,也是制备V2O5的原料,NH4VO3溶于热水,微溶于冷水。利用某种工业钒渣(含V2O5、V2O3、Al2O3)为原料制备NH4VO3的工艺流程如图所示。
已知:Al3+在pH为3.7时才开始沉淀。
下列说法正确的是( )
A.“焙烧”过程中有两种元素化合价发生变化
B.“滤渣”中含CaSO4、Al(OH)3
C.V在(NH4)2SO4溶液中反应生成NH4VO3
D.“滤液”中的溶质只有H2SO4,且能循环用于“酸浸”
8.(2025·东北三省三校联考)一种以废旧电池正极材料(主要成分为LiCoxNiyMnzO2,其中Co为+3价,还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂)为原料制备LiMn2O4的流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.“灼烧”后的固体产物中,Co和Al均为+3价
B.“酸浸”中H2O2的作用为氧化剂
C.“沉锰”过程中,溶液先变为紫红色,原因为5S2+2Mn2++8H2O===10S+2Mn+16H+
D.合成LiMn2O4过程中,有CO2和O2放出
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