第32講無機化工流程題的解題策略（練習）（原卷版）

第32講無機化工流程題的解題策略（模擬精練+真題演練）完卷時間：50分鐘一、選擇題（共12*5分）1．（2023·山東聊城·統(tǒng)考一模）實驗室模擬以磷石膏(含及雜質(zhì)、等)為原料制取輕質(zhì)，流程如下：下列說法錯誤的是A．“浸取1”時，加快攪拌速率、不斷升高溫度均可提高的轉(zhuǎn)化率B．“浸取1”時，應(yīng)先通再通，濾液1中濃度最大的陰離子為C．“浸取2”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為D．“浸取2”時，所得濾渣2的主要成分為、2．（2023·山東聊城·統(tǒng)考三模）從廢鉬催化劑(主要成分為，含少量、、)中回收鉬酸銨晶體的工藝流程如圖所示：注：酸浸后鉬元素以形式存在，溶液中某離子濃度時，認為沉淀完全；常溫下，。下列說法錯誤的是A．焙燒過程中被氧化的元素有Mo、S、FeB．濾渣1的主要成分是C．“調(diào)pH”過程中調(diào)節(jié)溶液的pH略大于，可除去目標雜質(zhì)離子D．反萃取發(fā)生的離子方程式為3．（2023·江西·江西師大附中校聯(lián)考模擬預(yù)測）近日，天津大學鐘澄團隊制備鋅鎳電池的負極材料——，流程如下，已知：離心分離是借助于離心力，使比重不同的物質(zhì)進行分離的方法，下列敘述錯誤的是A．“反應(yīng)池1”中發(fā)生的離子反應(yīng)為B．“反應(yīng)池1”和“反應(yīng)池2”可通過攪拌加快反應(yīng)C．“加熱”時選擇蒸發(fā)皿盛放ZnO和BiOI固體D．“操作1”可以為離心分離，用于分離固體和液體混合物4．（2023·山東菏澤·山東省鄄城縣第一中學?？既＃┘拥馐雏}中加入的碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，常溫下很穩(wěn)定，加熱至560℃開始分解。在酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，可與碘化物、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)反應(yīng)。工業(yè)上生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下。已知：20℃的溶解度為，50℃的溶解度為，100℃的溶解度為。下列說法不正確的是A．步驟①反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)為B．步驟②中可用氫氧化鈉代替KOHC．步驟②中氫氧化鉀的主要作用是將轉(zhuǎn)化為D．步驟③的操作為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶5．（2023·浙江溫州·樂清市知臨中學?？家荒＃┹x銅礦[，含雜質(zhì)]合成目標產(chǎn)物的流程如下。下列說法正確的是A．步驟Ⅰ在足量中煅燒產(chǎn)生氣體的主要成分：B．步驟Ⅱ得溶液中溶質(zhì)的主要成分：和C．步驟Ⅲ的溶液D中存在平衡平衡：D．為得純凈目標產(chǎn)物，步驟Ⅳ的實驗操作步驟依次：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、抽濾洗滌。6．（2023·福建泉州·泉州五中?？家荒＃┛勺靼咨伭?，利用廢液(含有、、、)制備的工藝流程如圖所示。下列說法中錯誤的是A．“還原”流程中，“濾渣”的成分有銅和鐵B．“水解”流程中，加水能夠促進的水解C．“水解”流程的離子反應(yīng)是D．“洗滌”流程加入的稀鹽酸能換成溶液7．（2023·山東濟南·山東省實驗中學?？寄M預(yù)測）連二亞硫酸鈉()常用于紡織工業(yè)、食品漂白等領(lǐng)域。工業(yè)上生產(chǎn)的流程如圖所示。若在實驗室模擬該工藝流程，下列說法錯誤的是A．將鋅粉投入水中形成懸浮液主要是為了加快反應(yīng)速率B．向溶液中加入NaCl固體對的產(chǎn)率無明顯影響C．洗滌時用乙醇效果好于蒸餾水D．該流程中涉及化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)8．（2023·福建泉州·福建省泉州第一中學?？寄M預(yù)測）以鋯礦石(主要成分為，還含有及鈉、鋁、銅的氧化物等雜質(zhì))為原料制備工業(yè)純的工藝流程如圖：下列說法錯誤的是A．“高溫氯化”結(jié)束前通一段時間氧氣的目的是除去過量的炭黑B．“溶液1”中含有的溶質(zhì)主要為NaCl、NaOH、C．“堿浸”后分離操作要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗D．“除雜”的目的是除去銅元素9．（2023·江蘇連云港·連云港高中校考模擬預(yù)測）氧化鈧()廣泛應(yīng)用于航天、激光等科學領(lǐng)域。利用鈦白酸性廢水(含、、等)制備氧化鈧的工藝具有較高的經(jīng)濟價值，其流程如下圖所示。已知：、均能與P504(用HR表示)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，且機理均為。下列說法不正確的是A．酸洗時，、與P504的絡(luò)合能力：B．萃取、反萃取后均可使用分液漏斗分離，有機相應(yīng)從分液漏斗上口倒出C．“反萃取”時加入NaOH溶液的作用是將轉(zhuǎn)化為D．沉鈧時能得到，則焙燒時的反應(yīng)方程式：10．（2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測）中國“天向一號”探測器用于火星探測，搭載全球最先進的三結(jié)砷化鎵太陽能電池陣為其提供動力，一種從砷化鎵廢料(主要成分為，含、、等雜質(zhì))中回收單質(zhì)鎵和砷的化合物的工藝流程如圖所示：已知：①“堿當”時中Ga以的形式進入溶液。②Ga與Al位于同一主族，性質(zhì)相似，向溶液中通入，有沉淀析出。③離子完全沉淀時的pH：為8，為。下列說法正確的是A．“堿浸”時，發(fā)生的離子方程式為B．“濾渣①”的成分為，，“濾渣③”的成分為C．“調(diào)pH①”時，為使得雜質(zhì)離子沉淀完全，可通入過量的D．“系列操作”為蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥11．（2023·山東聊城·統(tǒng)考三模）用氧化甲苯制備苯甲酸。實驗方法：將甲苯和溶液在100℃反應(yīng)一段時間后停止反應(yīng)，過濾，將含有苯甲酸鉀()和甲苯的濾液按如下流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯。下列說法不正確的是已知：苯甲酸熔點122.4℃，在25℃和95℃時溶解度分別為和；A．操作Ⅰ為分液、操作Ⅱ為過濾B．甲苯、苯甲酸分別由A、B獲得C．若B中含有雜質(zhì)，采用重結(jié)晶的方法進一步提純D．“系列操作”用到的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒、燒杯12．（2023·遼寧·校聯(lián)考模擬預(yù)測）氫氧化鋯[]廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、交換樹脂等多種化工行業(yè)。實驗室中以含鋯廢料(含和少量Cu、Si、Al的氧化物)為原料制備氫氧化鋯的工藝流程如下。下列說法正確的是A．“熔融”操作可在瓷坩堝中進行B．“浸取”后通過分液可得到含有和的浸液C．與形成配離子的穩(wěn)定性強于與形成配離子的穩(wěn)定性D．可用濃溶液洗滌粗品二、主觀題（共3小題，共40分）13．（12分）（2023·海南·校聯(lián)考一模）以電鍍污泥[含Ni(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3和SiO2]為原料，利用以下工藝可制備硫酸鎳晶體(NiSO4·6H2O)并獲得副產(chǎn)品黃鈉鐵礬[NaFe3(SO4)2(OH)6]。已知：黃鈉鐵礬沉淀易于過濾，相對于Fe(OH)3，沉淀不易吸附Ni2+。請回答下列問題：(1)①下列措施不能提高“酸浸”過程浸出率的是(填字母)。a．適當升高反應(yīng)溫度b．增大壓強c．不斷攪拌②濾渣1的主要成分的化學式為。(2)“沉鐵”時Na2CO3加入速度不宜過快，原因是。(3)“沉鉻”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(4)一系列操作的實驗步驟依次如下，請補充相關(guān)內(nèi)容：i．過濾、洗滌；ii．將沉淀轉(zhuǎn)移至燒杯中，向其中；iii．，過濾得晶體。14．（14分）（2023·福建寧德·統(tǒng)考一模）鈷鹽在生活和生產(chǎn)中有著重要應(yīng)用。(1)在活性炭的催化作用下，通過氧化CoCl2·6H2O制得到[Co(NH3)6]Cl3流程如下：①在“氧化”過程，需水浴控溫在50~60℃，溫度不能過高，原因是：。“系列操作”是指在高濃度的鹽酸中使[Co(NH3)6]Cl3結(jié)晶析出，過濾，醇洗，干燥。使用乙醇洗滌產(chǎn)品的具體操作是：。②結(jié)束后廢水中的Co2+，人們常用FeS沉淀劑來處理，原理是(用離子方程式表示)。(2)草酸鈷是制備鈷氧化物的重要原料，常用(NH4)2C2O4溶液和CoCl2溶液制取難溶于水的CoC2O4·2H2O晶體。①常溫下，(NH4)2C2O4溶液的pH7(填“>”、“=”或“<”)。(已知：常溫下Kb(NH3·H2O)=1.8×105，H2C2O4：Ka1=5.6×102，Ka2=5.4×105)②制取CoC2O4·2H2O晶體時，還需加入適量氨水，其作用是。③在空氣中加熱二水合草酸鈷(CoC2O4·2H2O)，受熱過程中在不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)。已知Co的兩種常見化合價為+2價和+3價，M(CoC2O4·2H2O)=183g/mol。溫度范圍／℃150~210290~320固體質(zhì)量/gi．溫度在范圍內(nèi)，固體物質(zhì)為(填化學式)；ii．從加熱到時生成一種鈷的氧化物和CO2，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是。15．（14分）（2023·江西·江西師大附中校聯(lián)考模擬預(yù)測）硫脲稱為硫代尿素，它是制造磺胺藥物的原料，用于合成抗甲狀腺功能亢進藥物等。150℃時硫脲部分異構(gòu)化為，硫脲能溶于水和乙醇，但不溶于乙醚等有機溶劑。一種制備硫脲的新工藝如圖所示。反應(yīng)原理：?；卮鹣铝袉栴}：(1)“過濾”獲得濾渣的主要成分是(填化學式)。(2)“合成”時，在反應(yīng)釜中加入石灰氮和水，邊攪拌邊通入，這樣操作的目的是。洗液、母液循環(huán)回收于“合成”工序，這樣操作的目的是。(3)宜選擇下列試劑洗滌“硫脲”晶體(填字母)。A．水B．75%酒棈C．乙醚(4)尿素、硫脲、聚乙烯醇熔融生成固體電解質(zhì)(SPE)。用丙酮作溶劑(導(dǎo)電性很弱)，浸取SPE得到丙酮浸出液并進行如下實驗：①向浸出液中滴加1%鹽酸，測得溶液導(dǎo)電率與鹽酸濃度關(guān)系如圖所示。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：CD段產(chǎn)生沉淀質(zhì)量最大，用元素分析儀測定該沉淀僅含氮、氫、氯三種元素，進一步實驗發(fā)現(xiàn)，該沉淀有固定嫆點，與氫氧化鈉濃溶液共熱產(chǎn)生一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體，由此推知，產(chǎn)生沉淀的成分是(填化學式)；BC段導(dǎo)電率降低的主要原因是。②向分離沉淀后的剩余溶液中滴加溶液，溶液變?yōu)樯?，說明固體電解質(zhì)導(dǎo)電陰離子可能是。(5)測定固體電解質(zhì)(SPE)中含量。稱取wg樣品溶于水(沒有發(fā)生化學變化)，滴加2~3滴溶液，用溶液滴定至終點，消耗滴定液的體積為VmL。①則該SPE含的質(zhì)量分數(shù)為%。②如果先加熱熔化SPE，再測得含量，測得結(jié)果(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。已知：滴定反應(yīng)為。1．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）金屬對有強吸附作用，被廣泛用于硝基或羰基等不飽和基團的催化氫化反應(yīng)，將塊狀轉(zhuǎn)化成多孔型雷尼后，其催化活性顯著提高。已知：①雷尼暴露在空氣中可以自燃，在制備和使用時，需用水或有機溶劑保持其表面“濕潤”；②鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應(yīng)的進行。某實驗小組制備雷尼并探究其催化氫化性能的實驗如下：步驟1：雷尼的制備步驟2：鄰硝基苯胺的催化氫化反應(yīng)反應(yīng)的原理和實驗裝置圖如下(夾持裝置和攪拌裝置略)。裝置Ⅰ用于儲存和監(jiān)測反應(yīng)過程。回答下列問題：(1)操作(a)中，反應(yīng)的離子方程式是；(2)操作(d)中，判斷雷尼被水洗凈的方法是；(3)操作(e)中，下列溶劑中最有利于步驟2中氫化反應(yīng)的是___________；A．丙酮 B．四氯化碳 C．乙醇 D．正己烷(4)向集氣管中充入時，三通閥的孔路位置如下圖所示：發(fā)生氫化反應(yīng)時，集氣管向裝置Ⅱ供氣，此時孔路位置需調(diào)節(jié)為；(5)儀器M的名稱是；(6)反應(yīng)前應(yīng)向裝置Ⅱ中通入一段時間，目的是；(7)如果將三頸瓶N中的導(dǎo)氣管口插入液面以下，可能導(dǎo)致的后果是；(8)判斷氫化反應(yīng)完全的現(xiàn)象是。2．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）實驗室模擬“鎂法工業(yè)煙氣脫硫”并制備，其實驗過程可表示為(1)在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入氣體，生成，反應(yīng)為，其平衡常數(shù)K與、、、的代數(shù)關(guān)系式為；下列實驗操作一定能提高氧化鎂漿料吸收效率的有(填序號)。A．水浴加熱氧化鎂漿料B．加快攪拌速率C．降低通入氣體的速率D．通過多孔球泡向氧化鎂漿料中通(2)在催化劑作用下被氧化為。已知的溶解度為0.57g(20℃)，氧化溶液中的離子方程式為；在其他條件相同時，以負載鈷的分子篩為催化劑，漿料中被氧化的速率隨pH的變化如題圖甲所示。在pH=6~8范圍內(nèi)，pH增大，漿料中的氧化速率增大，其主要原因是。(3)制取晶體。在如題圖乙所示的實驗裝置中，攪拌下，使一定量的漿料與溶液充分反應(yīng)。漿料與溶液的加料方式是；補充完整制取晶體的實驗方案：向含有少量、的溶液中，。(已知：、在時完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀；室溫下從飽和溶液中結(jié)晶出，在150~170℃下干燥得到，實驗中需要使用MgO粉末)3．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：已知：最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以Cr2O存在，在堿性介質(zhì)中以CrO存在。回答下列問題：(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為(填化學式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和。(3)“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性，主要除去的雜質(zhì)是。(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈9以達到最好的除雜效果，若pH<9時，會導(dǎo)致；pH>9時，會導(dǎo)致。(5)“分離釩”步驟中，將溶液pH調(diào)到左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1時，溶解為VO或VO3+在堿性條件下，溶解為VO或VO，上述性質(zhì)說明V2O5具有(填標號)。A．酸性

B．堿性

C．兩性(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為。4．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。利用對廢棄的鋰電池正極材料進行氯化處理以回收Li、Co等金屬，工藝路線如下：回答下列問題：(1)Co位于元素周期表第周期，第族。(2)燒渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙燒”后剩余的應(yīng)先除去，否則水浸時會產(chǎn)生大量煙霧，用化學方程式表示其原因。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體常用方法的名稱是