内容正文:
选择题突破 3.无机化工微流程
1.题型特点
(1)核心元素转化过程中条件控制、定性及定量关系判断。
(2)过渡金属元素价态变化特点、形成氢氧化物沉淀的条件、形成配合物的性质等。
(3)物质分离提纯中涉及仪器使用、操作注意事项的判断等。
(4)绿色化学思想的考查,主要是废物的再利用、循环物质的判断等。
2.熟悉几种重要元素及其化合物的转化关系
(1)铝的重要化合物
(2)铁的重要化合物
(3)硫及其重要化合物
(4)氮及其重要化合物
(5)硅的重要化合物
1.(2025·云南高考)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是( )
+
A.SiO2可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:SiO2+2MgSi+2MgO
答案 B
解析 SiO2是酸性氧化物,可以和碱反应生成盐和水,故SiO2可与NaOH溶液反应,故A正确;盐酸在该工艺中溶解氧化镁生成氯化镁和水,盐酸在该反应中体现酸性,盐酸中各元素化合价未变,故未体现还原性,故B错误;高纯Si可用于制造硅太阳能电池,故C正确;根据流程可知Mg与SiO2反应生成Si和MgO,制备纳米Si反应为SiO2+2MgSi+2MgO,故D正确;故选B。
2.(2024·黑吉辽,13)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 “浸铜”步骤中,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;“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;“脱氯”步骤中,“浸铜”后的溶液中加入锌浸出液,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,离子方程式为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl,故C正确;脱氯液净化后电解,Zn2+应在阴极得到电子变为Zn,故D错误。
题型强化练(七) 3.无机化工微流程
1.(2025·山东济南二模)从炼钢粉尘(主要含Fe2O3、Fe3O4和ZnO)中提取Zn的流程如下:
已知:“盐浸”时ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,仅少量铁元素浸出;Ksp(ZnS)=1.0×10-23。
下列说法正确的是( )
A.“盐浸”主要离子反应:ZnO+4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2++3H2O+2OH-
B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C.“沉锌”的离子反应:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-===ZnS↓+4NH3·H2O
D.“滤液”可直接循环利用
答案 C
解析 “盐浸”过程ZnO和NH3、NH4Cl溶液反应转化为[Zn(NH3)4]2+,主要离子反应:ZnO+2NH3+2NH===[Zn(NH3)4]2++H2O,A错误;根据分析可知,Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解,所以滤渣中除Fe(OH)3,还有Fe2O3和Fe3O4,B错误;“沉锌”过程中[Zn(NH3)4]2+和S2-反应生成ZnS和NH3·H2O,离子方程式为:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-===ZnS↓+4NH3·H2O,C正确;“沉锌”后得到的滤液主要成分为NH4Cl,可以返回到“盐浸”循环使用,因此需要控制(NH4)2S的用量,让“沉锌”后的滤液中只含NH4Cl,D错误。
2.(2025·贵州二模)Pd在航空航天、化工医药等领域有重要的用途,一种从废汽车尾气催化剂(含有Pd、Al2O3、SiO2、Pt、炭等)中回收Pd的工艺如下:
下列说法错误的是( )
A.滤渣的主要成分为SiO2、C
B.“酸浸”时主反应为:Pd+2H++H2O2+4Cl-===PdCl+2H2O
C.SiO218冠6超分子具有识别功能,可以分离PdCl和PtCl
D.“沉钯”时PdCl被还原为PdCl并形成沉淀
答案 D
解析 在催化剂中加入盐酸和过氧化氢混合溶液,将钯转化为PdCl、PtCl,氧化铝转化为可溶性金属氯化物,SiO2不反应,过滤得到滤渣,则滤渣中含有:SiO2和C;滤液中含有PdCl、PtCl;SiO218冠6超分子具有识别功能,可以分离PdCl和PtCl,得到PdCl,加入氯化铵和过氧化氢将PdCl转化为(NH4)2PdCl6沉淀,将(NH4)2PdCl6与H2H4·H2O发生氧化还原反应制得钯。A.由分析可知,滤渣的主要成分为SiO2、C,A项正确;“酸浸”时,主要发生的反应为:Pd+2H++H2O2+4Cl-===PdCl+2H2O,B项正确;由分析可知,SiO218冠6超分子具有识别功能,可以分离PdCl和PtCl,得到PdCl,C项正确;“沉钯”时,PdCl被氧化为PdCl并形成(NH4)2PdCl6沉淀,D项错误。
3.(2025·辽宁二模)银是一种贵金属,可制合金、焊药、电子设备等。从铅银渣(含Pb、Ag、Cu等金属元素)中提取银的流程如图。
下列说法错误的是( )
A.“酸浸”后浸出液中的金属阳离子为Cu2+、Na+
B.“络合浸出”时,发生的离子反应为Ag++2S2O=[Ag(S2O3)2]3-
C.“络合浸出”时,若pH过小会降低银的浸出率
D.“滤液”经处理后可返回“络合浸出”工序循环利用
答案 B
解析 铅银渣中含有Pb、Ag、Cu等金属元素;向铅银熔烧渣中加入H2SO4、NaCl、NaNO3进行酸浸,H2SO4提供酸性环境,NaCl引入Cl-,在酸性条件下,NaNO3电离出的NO具有氧化性,此步骤可使铜元素溶解进入浸出液,银元素转化成难溶的AgCl、铅元素转化成难溶的PbSO4,将铅银焙烧渣中的金属进行初步分离。由流程可知,“络合浸出”时加入Na2S2O3溶液将AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3-。向络合浸出液中加入N2H4·H2O(水合肼),并调节pH=14,水合肼具有还原性,在碱性条件下将[Ag(S2O3)2]3-还原为单质银析出,经过滤等操作得到银,同时产生滤液。A.根据分析,酸浸时,银元素转化成难溶的AgCl、铅元素转化成难溶的PbSO4,所以浸出液中金属阳离子有Cu2+、Na+,A选项正确;“络合浸出”时加入Na2S2O3溶液将AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3-,发生的离子反应为AgCl+2S2O===[Ag(S2O3)2]3-+Cl-,B错误;S2O在酸性条件下会发生反应S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O,若pH过小,S2O浓度降低,不利于形成络合物,会降低银的浸出率,C正确;“还原析银”的反应为4[Ag(S2O3)2]3-+N2H4·H2O+4OH-===4Ag+N2↑+8S2O+5H2O,“滤液”中含有Na2S2O3等物质,经处理后返回“络合浸出”工序,可提高原料利用率,D正确。
4.(2025·湖南三模)钼酸钠晶体(Na2MnO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属级蚀剂,工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2,含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的工艺如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列相关说法正确的是( )
A.“焙烧”时,每生成1 mol SO2,转移的电子数为6NA
B.“碱浸”时,发生反应的离子方程式为MoO3+CO===MoO+CO2↑
C.“重结晶”的目的是得到更多、更纯的Na2MoO4·2H2O
D.该工艺中排放的气体均会造成酸雨,因此需对尾气进行回收处理
答案 B
解析 MoS2中,Mo的化合价为+4价,S的化合价为-2价,由工艺流程可知,焙烧时,除了S被氧化生成SO2外,Mo也被氧化成MoO3,故生成1 mol SO2时,转移的电子数大于6NA,A项错误;“碱浸”时,发生反应的离子方程式为MoO3+CO===MoO+CO2↑,B项正确;“重结晶”的目的是得到更纯的 Ma2MoO4·2H2O,在重结晶过程中会有晶体的损失,产量会更低些,C项错误;该工艺中排放出来的SO2会形成酸雨,但CO2不会产生酸雨,D项错误。
5.(2025·陕西二模)反萃取属于化学分离方法,是指用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程。实验室常用反萃取法从I2的CCl4溶液中回收I2。
下列说法错误的是( )
A.I2的CCl4溶液呈紫红色
B.“反萃取”过程发生反应的离子方程式3I2+6OH-===5I-+IO+3H2O
C.若试剂a为强酸,向“溶液I”中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,则试剂a为H2SO4
D.只需要升华操作就可以完成“粗碘”制备“精碘”
答案 D
解析 I2的CCl4溶液呈紫红色,A项正确;结合已知流程,“反萃取”过程中发生3I2+6OH-===5I-+IO+3H2O,B项正确;试剂a为强酸,向“溶液I”加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明溶液I含有SO或Ag+,结合试剂a为强酸判断试剂a为H2SO4,C项正确;粗碘加热至一定温度,使其从固态升华为气态,碘蒸气在低温条件凝华,获得纯碘,D项错误。
6.(2025·宁夏石嘴山三模)四瓶无色溶液NaOH、AlCl3(NH4)2CO3、AgNO3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d分别代表这四种溶液中的一种,e和f为无色气体,g、h为白色沉淀。
下列叙述错误的是( )
A.c呈酸性
B.g、h均能溶于e的水溶液中
C.a可与f反应
D.只用CuCl2溶液就可以鉴别这四种溶液
答案 B
解析 c是AlCl3,Al3+水解使溶液呈酸性,A正确;g是Al(OH)3,h是AgCl,e是NH3,Al(OH)3不溶于氨水,AgCl可与氨水反应生成银氨溶液,B错误;a(NaOH)可与f(CO2)反应,生成碳酸钠或碳酸氢钠,C正确;CuCl2溶液与NaOH反应生成蓝色沉淀,与(NH4)2CO3反应生成沉淀和气体,与AlCl3不反应,与AgNO3反应生成白色沉淀,现象不同,可以鉴别这四种溶液,D正确。
7.(2025·福建厦门二模)从锗精矿(主要成分为GeO2,含As2O3杂质)中提取GeO2的流程如下。
已知:GeCl4与CCl4结构相似。下列说法正确的是( )
A.“氯化蒸馏”中MnO2与浓盐酸反应体现浓盐酸的酸性和氧化性
B.“氧化”时存在反应:AsCl3+Cl2+4H2O===H3AsO4+5HCl
C.“操作X”为蒸馏
D.“水解”后的滤液可直接用于溶解锗精矿
答案 B
解析 “氯化蒸馏”中MnO2与浓盐酸反应体现浓盐酸的酸性和还原性,A错误;氧化步骤中AsCl3被氯气氧化生成H3AsO4,反应方程式为:AsCl3+Cl2+4H2O===H3AsO4+5HCl,B正确;根据分析,“操作X”为分液,C错误;“水解”后的滤液是稀盐酸,不能直接用于溶解锗精矿,D错误。
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