2025年高考二輪復習化學選擇題熱點練5無機化工“微流程”及分析2

5.無機化工“微流程”及分析(分值:27分)學生用書P259(選擇題每小題3分)1.(2024·湖南邵陽二模)利用廢鋁箔(主要成分為Al,含少量Mg、Fe等)制明礬[KAl(SO4)2·12H2O]的一種工藝流程如圖:下列說法錯誤的是()A.該工藝步驟①與步驟②順序互換會更節(jié)約生產成本B.②中發(fā)生的反應有:Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]C.③中稀硫酸酸化的目的是將Al(OH)3轉化成Al3+D.由④可知,室溫下明礬的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度答案:C解析:廢鋁箔(主要成分為Al,含少量Mg、Fe等)與稀硫酸反應,生成Al3+、Mg2+、Fe2+,過濾除去不溶于酸的雜質,再用NaOH溶液調節(jié)pH,將Mg2+、Fe2+轉化為沉淀析出,Al3+轉化為[Al(OH)4],過濾固體,繼續(xù)向濾液中加入適量稀硫酸得到Al2(SO4)3溶液,最后加飽和K2SO4溶液結晶得到溶解度更小的明礬。由于Mg、Fe不與氫氧化鈉溶液反應,步驟①與步驟②順序互換后,通過操作a(過濾)即可得到Na[Al(OH)4]溶液,再加稀硫酸可得到硫酸鋁溶液,調換順序后,酸堿的浪費更少,可節(jié)約生產成本,A正確;②中Al3+轉化為[Al(OH)4],發(fā)生的反應方程式為Al2(SO4)3+6NaOH2Al(OH)3↓+3Na2SO4,Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4],B正確;③中稀硫酸酸化的目的是將[Al(OH)4]轉化為Al3+,C錯誤;④是根據溶解度差異來制取明礬,即室溫下明礬的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度,D正確。2.(2024·吉林白山二模)以含鎵廢料[主要成分為Ga(CH3)3]為原料制備半導體材料GaN的工藝如圖所示。已知:Ga和Al的性質相似。下列敘述錯誤的是()A.操作X不宜溫度過高B.用NH4Cl固體可替代“脫水”中的SOCl2C.用酸性KMnO4溶液可檢驗“脫水”產生的氣體含SO2D.不能用如圖裝置吸收“合成”中尾氣答案:C解析:鎵廢料加鹽酸酸溶后,生成GaCl3,蒸發(fā)結晶得GaCl3·nH2O,含結晶水,在SOCl2的存在下進行脫水得無水GaCl3,無水GaCl3與氨氣反應得GaN。操作X是析出GaCl3·nH2O的步驟,Ga3+易水解,溫度過高易生成Ga(OH)3,A項正確;亞硫酰氯(SOCl2)與水反應生成SO2和HCl,“脫水”中總反應為GaCl3·nH2O+nSOCl2GaCl3+nSO2↑+2nHCl↑,HCl抑制GaCl3水解,氯化銨固體受熱分解產生氯化氫,也能抑制氯化鎵水解,可以用氯化銨替代亞硫酰氯,達到相同目的,B項正確;“脫水”中產生的氣體含SO2、HCl,二者都能還原酸性高錳酸鉀溶液使其褪色,應用品紅溶液檢驗SO2,C項錯誤;“合成”中反應為GaCl3+NH3GaN+3HCl,尾氣含NH3和HCl,而NH3和HCl均易溶于水,直接通入水中易引起倒吸,應考慮防倒吸措施,D項正確。3.(2024·遼寧沈陽一模)清華大學等重點高校為解決中國“芯”——半導體芯片問題,成立了“芯片學院”。某小組擬在實驗室制造硅,其流程如圖。已知:Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑。下列說法中錯誤的是()A.點燃鎂條引發(fā)反應的過程中,涉及兩種晶體類型的變化B.CO2氛圍是為了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃C.操作2為用去離子水洗滌并烘干D.1mol鎂粉生成MgO和Mg2Si的混合物,轉移2mol電子答案:A解析:點燃鎂條引發(fā)反應的過程中發(fā)生的反應為2Mg+SiO22MgO+Si,2Mg+SiMg2Si,鎂粉為金屬晶體、石英砂和硅為共價晶體、氧化鎂和硅化鎂為離子晶體,涉及三種類型晶體變化,A錯誤;CO2氛圍是為了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃,B正確;操作2為用去離子水洗滌并烘干,C正確;1mol鎂粉生成MgO和Mg2Si的混合物,Mg由0價全部變?yōu)?2價,轉移2mol電子,D正確。4.(2024·陜西渭南質檢Ⅰ)以下是在實驗室模擬“侯氏制堿法”生產流程的示意圖:下列說法錯誤的是()A.向飽和食鹽水中先通入氨氣的目的主要是提高CO2吸收量B.結合圖示信息,可在較低溫時采取降溫結晶方式將氯化鈉和氯化銨分離,以獲取副產品銨態(tài)氮肥C.煅燒濾渣時需要在瓷坩堝中進行D.操作b用到的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒答案:C解析:氨氣的溶解度極大,先通入氨氣形成弱堿性環(huán)境提高二氧化碳的吸收量,A正確;氯化銨的溶解度受溫度影響較大,氯化鈉的溶解度受溫度變化影響較小,可在較低溫時采取降溫結晶方式將氯化鈉和氯化銨分離,以獲取副產品銨態(tài)氮肥,B正確;碳酸鈉在高溫條件下和陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應腐蝕瓷坩堝,因此煅燒濾渣不能在瓷坩堝中進行,C錯誤;操作b為過濾,用到的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒,D正確。5.(2024·吉林省吉林地區(qū)三模)二氧化鍺常用作有機反應的催化劑以及制備半導體的原料。某大型化工廠提純二氧化鍺廢料(主要含GeO2、As2O3)的工藝如圖,下列有關說法正確的是()已知:①GeO2與堿反應生成Na2GeO3;As2O3與堿反應生成NaAsO2;②GeCl4的熔點為49.5℃,沸點為85℃,極易發(fā)生水解。A.Ge在周期表中位于第四周期第ⅥA族B.“氧化”時,離子反應為AsO2-+H2O2+2OHAsO43C.“操作1”是蒸餾,“操作2”所用儀器主要為玻璃棒、漏斗、燒杯D.“操作1”加入的鹽酸為7mol·L1,若改成1mol·L1可節(jié)省原料同時不影響產率答案:B解析:廢料堿浸后生成Na2GeO3、NaAsO2,加入過氧化氫溶液氧化除砷,加入鹽酸蒸餾得到GeCl4,加入純水GeCl4水解,經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥,過濾得到GeO2·nH2O,烘干得到GeO2。Ge在周期表中位于第四周期第ⅣA族,A錯誤;“氧化”時,+3價砷轉化為+5價砷,離子反應為AsO2-+H2O2+2OHAsO43-+2H2O,B正確;“操作1”是蒸餾,“操作2”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥,所用儀器主要為蒸發(fā)皿、鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、玻璃棒、漏斗、燒杯,C錯誤;GeCl4極易發(fā)生水解,若改成1mol·L1的鹽酸,可能造成GeCl4水解6.(2024·江蘇鹽城一模)室溫下,用含少量Ca2+的FeSO4溶液制備FeCO3的過程如圖所示。已知:Ksp(CaF2)=5.3×109,Ka(HF)=6.3×104,Ka1(H2CO3)=4.5×107、Ka2(H2CO3)=4.7×1011A.0.1mol·L1NH4F溶液中:c(F)=c(NH4+)+c(NH3·HB.“除鈣”得到的上層清液中:c(Ca2+)<KC.pH=10的氨水NH4HCO3溶液:c(CO32-)<cD.“沉鐵”反應的離子方程式:Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2答案:C解析:含少量Ca2+的FeSO4溶液中,加入NH4F溶液將Ca2+轉化為CaF2沉淀除去,所得濾液主要含有Fe2+、SO42-和NH4+,再加入氨水NH4HCO3溶液“沉鐵”得到FeCO3沉淀。因F、NH4+均能水解生成HF、NH3·H2O,則0.1mol·L1NH4F溶液中,由元素守恒得:c(F)+c(HF)=c(NH4+)+c(NH3·H2O),A錯誤;“除鈣”得到的上層清液為CaF2的飽和溶液,則c(Ca2+)=Ksp(CaF2)c2(F-),B錯誤;pH=10的氨水NH4HCO3溶液中,因c(CO32-)c(HCO3-)=Ka2(H2CO3)c(H+)=4.7×10-1110-10=0.7.(2024·遼寧錦州質檢)錳主要用于鋼鐵工業(yè)生產錳合金鋼,工業(yè)上由碳酸錳礦粉(主要成分為MnCO3,另含Fe3O4、MgO、SiO2雜質)制備錳的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.“浸渣”的主要成分為SiO2B.“沉鐵”時發(fā)生反應的離子方程式為3MnCO3+2Fe3++3H2O3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑C.“電解”過程中增大溶液中的c(H+),電解效率增大D.該工藝流程中,H2SO4溶液可循環(huán)使用答案:C解析:本題為從碳酸錳礦粉中制備單質錳的過程,首先用硫酸溶解礦粉,過濾后得到的濾液中含有錳離子、二價鐵、三價鐵、鎂離子,加入過氧化氫將二價鐵氧化為三價鐵,用碳酸錳沉鐵,隨后用氟化錳沉鎂后,再通過電解得到單質錳。碳酸錳礦中只有SiO2不溶于H2SO4溶液,故可知“浸渣”的主要成分為SiO2,A正確;根據流程可知,“沉鐵”時發(fā)生反應的離子方程式為3MnCO3+2Fe3++3H2O3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑,B正確;“電解”過程中增大溶液中的c(H+),H+會在陰極放電,導致電解效率減小,C錯誤;電解后得到的“電解液”為H2SO4溶液,“酸浸”時需要向碳酸錳礦粉中加入H2SO4溶液,故可知該工藝流程中,H2SO4溶液可循環(huán)使用,D正確。8.(2024·遼寧省實驗中學高考適應性測試二)某工廠廢液經簡易處理后的沉淀泥漿中含有大量廢銅絲和少量V、Ti、Fe、Si元素的氯化物及復雜化合物,一種以該沉淀泥漿為原料回收銅與釩的工藝流程如圖所示。已知:常溫下Ksp[Fe(OH)3]=2.79×1039,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020,溶液中的離子濃度在105mol·L1時可以認為已經除盡。下列說法錯誤的是()A.泥漿在空氣中堆放后由灰色變?yōu)槭杷傻木G色粉狀,是因為銅被氧化,便于后續(xù)酸浸時銅進入溶液B.流程中利用Cu2(OH)3Cl+OH2Cu(OH)2+Cl除氯,可以減少酸浸時含氯化合物的揮發(fā)C.若浸出液中Cu2+的濃度為0.1mol·L1,則酸浸時可調pH=5D.焙燒加入Na2CO3的目的是使V元素轉化成可溶性的釩酸鹽答案:C解析:泥漿堆放后由灰色變?yōu)槭杷傻木G色粉狀可以得出是銅被氧化,酸浸時可以進入溶液便于后期制備膽礬,A正確;常溫下除氯,可以在酸浸時減少HCl揮發(fā),更加環(huán)保,B正確;pH=5時,c(OH)=109mol·L1,經計算c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]c3(OH-)=2.79×10-39(1×10-9)3mol·L1=2.79×1012mol·L1,能使Fe3+除盡,但c(Cu2+)=Ksp[Cu9.(2024·山東濱州二模)實驗室分離苯甲酸乙酯、苯甲酸和環(huán)己烷的混合物,流程如下。已知:苯甲酸乙酯的沸點為212.6℃;“乙醚環(huán)己烷水共沸物”的沸點為62.1℃。下列說法錯誤的是()A.“操作b”為水蒸氣蒸餾,“操作d”為重結晶B.乙醚不可用丙酮代替C.操作c需要用到的儀器主要有酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒D.“水相Ⅱ”主要成分有苯甲酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉答案:C解析:由題給流程可知:向混合物中加入飽和碳酸鈉溶液,將苯甲酸轉化為苯甲酸鈉,分液得到含有苯甲酸乙酯和環(huán)己烷的有機相和水相Ⅰ,水相Ⅰ中含有苯甲酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉;向水相Ⅰ中加入乙醚,萃取水相Ⅰ中的苯甲