2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題10 化學(xué)工藝流程(題型突破)(測試)(師版)

【淘寶店鋪：向陽百分百】【淘寶店鋪：向陽百分百】專題10化學(xué)工藝流程(題型突破)(考試時間：90分鐘試卷滿分：100分)一、選擇題(本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一項是符合題目要求的)1．工業(yè)上常用軟錳礦生產(chǎn)純凈的MnO2，工藝流程如圖所示，已知軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有少量SiO2、Al2O3。下列說法錯誤的是()A．“溶解”過程中有氫氣生成B．“過濾”得到的濾渣中含有H2SiO3C．“純化”過程中應(yīng)先加MnO2，再調(diào)pH=5，過濾D．“電解”時MnO2在電解池陽極生成，溶液pH值降低【答案】B【解析】軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有少量SiO2、Al2O3，加入較濃的硫酸和鐵屑后MnO2被還原為Mn2+，Al2O3溶解為AlCl3，SiO2不反應(yīng)，為過濾后的濾渣，再加入二氧化錳氧化Fe2+生成Fe3+后，調(diào)節(jié)pH=5，除去雜質(zhì)鐵和鋁元素生成沉淀，電解Mn2+生成MnO2。A項，“溶解”過程中硫酸變稀硫酸后會與鐵屑反應(yīng)生成氫氣，故A正確；B項，根據(jù)分析可得，“過濾”得到的濾渣中含有SiO2，故B錯誤；C項，“純化”過程中應(yīng)先加MnO2氧化Fe2+生成Fe3+后，再調(diào)pH=5，過濾，故C正確；D項，“電解”時Mn2+失電子生成MnO2，故在電解池陽極生成，發(fā)生反應(yīng)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故溶液pH值降低，故D正確；故選B。2．聚合硫酸鐵[Fe2(OH)m((SO4)p]n是一種新型絮凝劑，其處理污水能力比強，且腐蝕性小。工業(yè)上利用廢鐵屑為原料制備聚合硫酸鐵的工藝流程如圖。下列說法正確的是()A．聚合硫酸鐵[Fe2(OH)m((SO4)p]n中B．酸浸槽中加入的酸液可用稀硝酸C．反應(yīng)釜中發(fā)生的離子反應(yīng)為H2O2+Fe2++H+=Fe3++H2OD．聚合釜中控制溶液的pH越大越好【答案】A【解析】A項，化學(xué)式[Fe2(OH)m((SO4)p]n中：，即，A正確；B項，酸浸槽中加入的酸液是硫酸，如果加入硝酸，一方面會生成有毒氣體，另一方面會引入NO3-雜質(zhì)，B錯誤；C項，反應(yīng)釜中加入的H2O2將Fe2+氧化為Fe3+，正確的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，C錯誤；D項，如果聚合釜中溶液的pH控制過大，會生成氫氧化鐵沉淀，達不到制取聚合硫酸鐵的目的，D錯誤；故選A。3．弱堿性條件下，利用含砷氧化銅礦(含CuO、As2O3及少量不溶性雜質(zhì))制備Cu2(OH)2SO4的工藝流程如圖：下列說法不正確的是()A．“氨浸”時As2O3發(fā)生的離子反應(yīng)為：As2O3+6NH3+3H2O=6NH4++2AsO33-B．“氨浸”時CuO轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2+C．“氧化除As2O3”時每生成1molFeAsO4，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為6.02×1023D．“蒸氨”后濾液中主要存在的離子為：NH4+、SO42-【答案】C【解析】含砷氧化銅礦(含CuO、As2O3及少量不溶性雜質(zhì))制備Cu2(OH)2SO4，用NH3和(NH4)2SO4組成的溶液氨浸含砷氧化銅礦，含銅化合物轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]SO4溶液，As2O3轉(zhuǎn)化為As2O3，再加入(NH4)2S2O8和FeSO4，氧化除As2O3，得到FeAsO4沉淀，過濾除去，得到的溶液主要為(NH4)2SO4和[Cu(NH3)4]SO4溶液，蒸氨、過濾、洗滌得到產(chǎn)品Cu2(OH)2SO4。A項，As2O3在“氨浸”時生成As2O3，發(fā)生的離子反應(yīng)為：As2O3+6NH3+3H2O=6NH4++2As2O3，A正確；B項，“氨浸”時含銅化合物轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]SO4溶液，即CuO轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2+，B正確；C項，“氧化”除As2O3時As元素化合價由+3價升高為+5價，F(xiàn)e由+2價升高為+3價，則生成lmolFeAsO4，轉(zhuǎn)移3mol電子，故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是3×6.02×1023，C錯誤；D項，得到的溶液主要為(NH4)2SO4和[Cu(NH3)4]SO4溶液，蒸氨、過濾、洗滌得到產(chǎn)品Cu2(OH)2SO4以及(NH4)2SO4，故溶液中主要存在的離子為：NH4+、SO42-，D正確；故選C。4．堿式碳酸鋅可被用于皮膚保護劑、飼料添加劑等，以鋅焙砂(主要成分為ZnO及少量Cu2+、Mn2+的化合物)為原料制備堿式碳酸鋅的工藝流程如圖所示，下列說法錯誤的是()A．“酸浸”前將鋅焙砂粉碎可提高酸浸速率與原料的利用率B．“氧化”過程中，消耗的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2∶1C．“沉銅”過程中反應(yīng)的離子方程式為ZnS(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+CuS(s)D．堿式碳酸鋅可與鹽酸反應(yīng)，其加熱灼燒時可得到ZnO【答案】B【解析】鋅焙砂加入稀硫酸酸浸將鋅、銅、錳轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽溶液，加入氨水和過氧化氫生成二氧化錳沉淀，過濾濾液加入硫化鋅將銅離子轉(zhuǎn)化為鋅離子和硫化銅，過濾濾液加入碳酸氫銨生成堿式碳酸鋅。A項，“酸浸”前將鋅焙砂粉碎可增加反應(yīng)物接觸面積，提高酸浸速率與原料的利用率，A正確；B項，“氧化”過程中，過氧化氫將二價錳離子氧化為二氧化錳，根據(jù)電子守恒可知，H2O2~2e-~Mn2+，則消耗的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶1，B錯誤；C項，“沉銅”過程中加入硫化鋅將銅離子轉(zhuǎn)化為鋅離子和硫化銅，反應(yīng)的離子方程式為ZnS(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+CuS(s)，C正確；D．堿式碳酸鋅含有碳酸根離子和氫氧根離子可與鹽酸反應(yīng)，其加熱灼燒時可得到氧化鋅、二氧化碳、水，D正確；故選B。5．氨既是一種重要的化工產(chǎn)品，又是一種重要的化工原料。如圖為合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意圖。下列說法不正確的是()A．合成塔內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)中有非極性鍵的斷裂和極性鍵的生成B．氧化爐內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為5∶4C．使用溶液吸收尾氣中的氮氧化物，和NO2是酸性氧化物D．向吸收塔中通入O2的作用是氧化【答案】C【解析】氮氣和氫氣和成氨氣，氨氣和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮。A項，合成塔內(nèi)為氮氣和氫氣反應(yīng)生成氨氣，有氮氣和氫氣中的非極性鍵的斷裂，和氨氣中的極性鍵的形成，A正確；B項，氧化爐內(nèi)的反應(yīng)為4NH3+5O24NO+6H2O，氨氣為還原劑，氧氣Wie氧化劑，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為5：4，B正確；C項，一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物，C錯誤；D項，吸收塔中通入氧氣是為了使一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，促進氮的吸收為硝酸，D正確；故選C。6．化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強有力的物質(zhì)支撐。亞氯酸鈉(Na)具有強氧化性，受熱易分解，可作漂白劑、食品消毒劑等，以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下圖所示。已知：消毒能力即每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克的氧化能力。下列說法錯誤的是()A．“母液”中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4B．相同質(zhì)量的消毒能力是的2.5倍C．“反應(yīng)2”中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1D．“減壓蒸發(fā)”可以降低蒸發(fā)時的溫度，提高產(chǎn)品產(chǎn)率【答案】B【解析】由題給流程可知，反應(yīng)1為二氧化硫與稀硫酸、氯酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化氯和水，反應(yīng)2為二氧化氯與過氧化氫、氫氧化鈉混合溶液反應(yīng)生成亞氯酸鈉、氧氣和水，反應(yīng)得到的亞氯酸鈉在55℃條件下減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾得到亞氯酸鈉粗產(chǎn)品。A項，根據(jù)元素轉(zhuǎn)化分析可知“母液”中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4，A項正確；B項，1mol完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化2mol，1mol完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化5mol，所以等物質(zhì)的量的消毒能力是的2.5倍，B項錯誤；C項，“反應(yīng)2”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O2+22NaNa↑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1，C項正確；D項，溫度過高，Na會分解，所以采用“減壓蒸發(fā)”可以降低蒸發(fā)時的溫度，提高產(chǎn)品產(chǎn)率，D項正確；故選B。7．生產(chǎn)軟磁鐵氧體的主要原料是α-FeOOH，以硫鐵礦(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)為原料制備α-FeOOH的工藝流程如下，相關(guān)數(shù)據(jù)見下表。下列說法錯誤的是

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物質(zhì)開始沉淀pH(25℃)1.97.64.0沉淀完全pH(25℃)3.29.75.2A．“焙燒”的產(chǎn)物之一可用于工業(yè)制硫酸B．“試劑a”可以為FeS，主要目的是除去過量硫酸C．“試劑b”可以為氨水，調(diào)pH的范圍為5.2～7.6D．“沉淀”時，pH過高或者過低均不利于生成【答案】B【解析】硫鐵礦焙燒主要發(fā)生的反應(yīng)方程式為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，然后加入稀硫酸進行酸浸，反應(yīng)原理有：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+4H2O+FeSO4，然后過濾得到濾渣A，主要成分為SiO2，試劑a為還原性鐵粉，主要目的為將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，便以后續(xù)步驟中除去Al3+，過濾得到濾渣B，主要成分為Fe，加入試劑b調(diào)節(jié)溶液pH為5.2~7.6將Al3+完全沉淀，而除去過濾得到濾渣C，主要成分為Al(OH)3，向濾液中主要含有Fe2+加入過氧化氫和氨水，產(chǎn)生沉淀FeOOH，過濾得到濾液D，主要成分為(NH4)2SO4。A項，由分析可知，“焙燒”的產(chǎn)物之一SO2，可以轉(zhuǎn)化為SO3，然后SO3+H2O=H2SO4，故可用于工業(yè)制硫酸，A正確；B項，“試劑a”的主要目的是將Fe3+完全還原為Fe2+，可以為FeS，但主要目的不是除去過量硫酸，B錯誤；C項，“試劑b”的目的為調(diào)節(jié)溶液pH為5.2~7.6將Al3+完全沉淀，故可以為氨水，C正確；D項，“沉淀”時，pH過高則溶液中的OH-濃度過大，將生成Fe(OH)3沉淀，pH過低即溶液中H+濃度過大，不利于生成α-FeOOH，D正確；故選B。8．鈧(Sc)可用于制備鋁鈧合金、燃料電池、鈧鈉鹵燈、示蹤劑、激光晶體等產(chǎn)品。以鈦白酸性廢水(主要含、、S)為原料制備氧化鈧(S)的工藝流程如下。下列說法正確的是()

A．酸洗時加入H2O2的目的是將T還原為TB．“操作Ⅰ”需要的玻璃儀器有分液漏斗C．“濾渣Ⅰ”的主要成分是T、D．草酸鈧焙燒時反應(yīng)的化學(xué)方程式：2S+3O22S+12CO2【答案】D【解析】鈦白酸性廢水(主要含T、，S)，酸洗時加入H2O2的目的是將氧化為，“濾渣Ⅰ”的主要成分是T、、S，加入10%的鹽酸調(diào)pH的目的是將S轉(zhuǎn)化為含，S的溶液，再加入草酸溶液得到草酸鈧，草酸鈧與氧氣焙燒時生成S和CO2。A項，“有機相”中主要含有T、，S，酸洗時加入H2O2的目的是將氧化為，有利于后面沉淀除去，A項錯誤；B項，“操作Ⅰ”是過濾，過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，B項錯誤；C項，“濾渣Ⅰ”的主要成分是T、、S，C項錯誤；D項，草酸鈧與氧氣焙燒時生成S和CO2，D項正確；故選D。9．高鐵酸鉀(K2FeO4)具有殺菌消毒及凈水作用，某實驗小組在堿性條件下制備K2FeO4流程如圖所示：下列說法錯誤的是()A．1molK2FeO4消毒能力相當(dāng)于1.5molHClOB．氧化反應(yīng)：3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2OC．同溫度時高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀D．提純時，應(yīng)用到的玻璃儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒、燒杯、酒精燈【答案】D【解析】A項，1mol次氯酸得2mol電子生成氯離子，1molK2FeO4得3mol電子轉(zhuǎn)化為三價鐵，故1molK2FeO4消毒能力相當(dāng)于1.5molHClO，A正確；B項，根據(jù)得失電子守恒和元素守恒配平方程：3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O，B正確；C項，流程圖中高鐵酸鈉加入飽和氫氧化鉀溶液利用同溫度時高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀可生成高鐵酸鉀，C正確；D項，提純時需過濾，應(yīng)用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，D錯誤；故選D。10．硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)不溶于乙醇，可用作紙漿漂白時的脫氯劑等。用工業(yè)硫化鈉(主要成分Na2S，含少量Na2SO4)及純堿等為原料制備Na2S2O3·5H2O的流程如下：下列說法正確的是()A．Na2S2O3作脫氯劑時主要利用其氧化性B．“凈化”時加入的試劑X可選用BaCl2溶液C．“反應(yīng)”過程中體系pH大小對產(chǎn)品產(chǎn)率無影響D．提純Na2S2O3·5H2O時，應(yīng)先用水洗，再用乙醇洗滌【答案】D【解析】由題給流程可知，向工業(yè)硫化鈉溶于熱水得到的溶液中加入氫氧化鋇或硫化鋇除去溶液中的硫酸鈉和碳酸鈉，趁熱過濾得到硫化鈉溶液，向溶液中加入碳酸鈉溶液后，通入二氧化硫反應(yīng)得到硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌得到硫代硫酸鈉晶體。A項，硫代硫酸鈉具有還原性，作脫氯劑時表現(xiàn)還原性，故A錯誤；B項，加入X的目的是除去溶液中的硫酸鈉和碳酸鈉，若加入氯化鋇溶液會引入新雜質(zhì)氯離子，故B錯誤；C項，若溶液pH過小，硫代硫酸根離子會與氫離子反應(yīng)，使產(chǎn)率降低，故C錯誤；D項，提純硫代硫酸鈉晶體時應(yīng)先用水洗滌除去晶體表面吸附的可溶性雜質(zhì)，然后用乙醇洗滌除去水，故D正確；故選D。11．為研究廢舊電池的再利用，實驗室利用舊電池的銅帽(主要成分為Zn和Cu)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．“溶解”操作中溶液溫度不宜過高B．銅帽溶解后，將溶液加熱至沸騰以除去溶液中過量的氧氣或H2O2C．過濾后濾液中只有ZnSO4D．本流程涉及置換反應(yīng)【答案】C【解析】A項，溶解過程中用到H2O2，該物質(zhì)受熱容易分解，因此溫度不宜過高，A正確；B項，銅帽溶解后，溶液中存在過量的氧氣或H2O2，若不除去會在后續(xù)反應(yīng)中消耗過多的鋅粉，因此需將溶液加熱至沸騰以除去溶液中過量的氧氣或H2O2，B正確；C項，因為用到NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值，因此濾液中還有生成的Na2SO4，C錯誤；D項，“溶解”過程Zn與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)、“反應(yīng)”過程中Zn與H+、Cu2+均涉及到置換反應(yīng)，D正確；故選C。12．鋰被譽為“高能金屬”，廢舊鋰離子電池的正極材料主要含有LiCOO2及少量Al，F(xiàn)e等，處理該廢料的一種工藝流程如圖所示：已知LiCOO2難溶于水，具有強氧化性。下列說法正確的是()A．濾液1中含有的陽離子主要是Al3+和Na+B．“還原”時，參加反應(yīng)n(CO3+)：n(SO32-)=2：1C．“沉鈷”離子方程式為CO2++HCO3-=COCO3↓+H+D．濾渣主要是Fe(OH)3，濾液2中僅含有一種溶質(zhì)【答案】B【解析】正極材料中的鋁能和NaOH溶液反應(yīng)，生成NaAlO2進入濾液中，濾渣中含LiCOO2和鐵等，加入稀硫酸，LiCOO2和鐵溶于硫酸中，然后加入適量Na2SO3將+3價Co還原為+2價，加入氨水調(diào)溶液的pH，使鐵成為氫氧化物沉淀除去，濾液中加入NH4HCO3，將Co2+轉(zhuǎn)化為CoCO3沉淀。A項，濾液1中含有的陽離子主要是Na+，Al以AlO2-的形式存在，A項錯誤；B項，“還原”時，反應(yīng)離子方程式為2CO3++SO32-+H2O=2CO2++SO42-+2H+，則參加反應(yīng)的n(CO3+)：n(SO32-)=2：1，B項正確；C項，“沉鈷”離子方程式為CO2++2HCO3-=COCO3↓+CO2↑+H2O，C項錯誤；D項，濾渣主要是Fe(OH)3，根據(jù)流程，前面加入了NaOH、稀硫酸、Na2SO3、NH4HCO3，所以濾液2中含Na2SO4、(NH4)2SO4，D項錯誤；故選B。13．下圖是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：已知：室溫飽和H2S溶液的pH的為3.9，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6，F(xiàn)eS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為5.5根據(jù)以上流程圖。下列說法錯誤的是()A．“溶解”中用到25%的稀硫酸，可用98%濃硫酸配制，需玻璃棒、燒杯、量筒、膠頭滴管等儀器B．操作II中用硫酸酸化至pH=2的主要目的是抑制Fe2+的水解C．操作II中，通入H2S至飽和的目的之一是防止Fe2+被氧化D．操作IV中所得的晶體最后用乙醇洗去晶體表面附著的水分【答案】B【解析】鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸錫和硫酸亞鐵，通過過濾濾去不溶性物質(zhì)，通過調(diào)節(jié)溶液的pH并通入硫化氫氣體使錫離子沉淀，過濾除去不溶性的硫化錫，得到硫酸亞鐵溶液，通過冷卻結(jié)晶得到純凈的綠礬。A項，將濃硫酸稀釋為25%的稀硫酸，應(yīng)該用量筒量取一定體積的濃硫酸，沿玻璃棒緩緩倒入盛有水的燒杯中，并用玻璃棒不斷攪拌，則所需儀器為玻璃棒、燒杯和量筒、膠頭滴管等儀器，故A正確；B項，結(jié)合SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6，F(xiàn)eS開始沉淀時溶液的pH為3.0，而pH=2在1.6-3.0之間，所以錫離子完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，操作II中用硫酸酸化至pH=2的主要目的不是抑制Fe2+的水解，故B錯誤；C項，通入硫化氫至飽和，硫化氫是強還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化，所以操作II中，通入H2S至飽和的目的之一是防止Fe2+被氧化，故C正確；D項，晶體易溶于水，用乙醇洗滌，可以避免晶體的溶解，減少晶體的損失，且酒精易揮發(fā)，帶走水分，所以操作IV中所得的晶體最后用乙醇洗去晶體表面附著的水分，故D正確；故選B。14．某廢催化劑主要含Al、Ni、Mo(鉬)等的氧化物，回收利用其金屬資源的流程如下：已知：堿性條件下，Mo元素以MoO42-的形態(tài)存在；Ksp(BaMoO4)=3.5×10-8。下列有關(guān)說法不正確的是()A．焙燒時，Al2O3與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2OB．水浸時，控制適當(dāng)溫度并不斷攪拌，有利于提高鋁、鉬浸取率C．沉鋁后，過濾所得濾渣的主要成分是Al(OH)3D．沉鉬后，過濾所得濾液中不存在MoO42-【答案】D【解析】廢催化劑Al、Mo的氧化物與氫氧化鈉固體一起焙燒得到可溶于水的鹽NaAlO2和Na2MoO4，Ni的氧化物過濾后留在濾渣之中，濾液中通入過量二氧化碳將NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3除去，再次過濾后往濾液中加入過量氯化鋇溶液得到BaMoO4固體。A項，焙燒時，Al的氧化物Al2O3與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O，A正確；B項，水浸時，控制適當(dāng)溫度并不斷攪拌，有利于固體與液體充分接觸，提高鋁、鉬浸取率，B正確；C項，過量CO2與AlO2-反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，故沉鋁后過濾所得濾渣的主要成分是Al(OH)3，C正確；D項，由于Ksp(BaMoO4)=3.5×10-8，BaMoO4存在沉淀溶解平衡，沉鉬后過濾，所得濾液中仍然存在少量MoO42-，D錯誤；故選D。15．某廢礦渣的主要成分有FeO、NiO、Al2O3、SiO2，為節(jié)約和充分利用資源，通過如圖工藝流程回收鐵、鎳。下列說法錯誤的是()已知：ⅰ.常溫下，Ksp(NiCO3)=1.4×10-7；Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15。ⅱ.“萃取”可將金屬離子進行富集與分離，原理如下：X2+(水相)+2RH(有機相)XR2(有機相)+2H+(水相)。A．濾液①中，主要存在的鈉鹽有NaAlO2、Na2SiO3B．“反萃取”應(yīng)控制在酸性環(huán)境進行C．“沉鎳”過程中反應(yīng)方程式為：Ni2++2HCO3-=NiCO3↓+CO2↑+H2O，“沉鎳”時若溶液pH越大，越能充分吸收二氧化碳，NiCO3的產(chǎn)率越高D．已知“水相”中c(Ni2+)=2×10-2mol?L-1，加NaHCO3“沉鎳”，當(dāng)沉鎳率達到99%時，溶液中c(CO32-)=7×10-4mol?L-1【答案】C【解析】廢礦渣的主要成分有FeO、NiO、Al2O3、SiO2加入氫氧化鈉溶液，Al2O3、SiO2分別與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水、硅酸鈉和水，濾液①中偏鋁酸鈉、硅酸鈉和剩余氫氧化鈉，過濾得到濾渣為FeO、NiO，硫酸酸浸溶液中為Fe2+、Ni2+，加入萃取劑，Ni2+進入水相中，沉鎳，加入碳酸氫鈉，生成碳酸鎳，F(xiàn)e2+進入有機相，再反萃取，進入水相，再加氧化劑氧為Fe3+，再加入碳酸鈉沉鐵得到黃鈉鐵礬。A項，Al2O3、SiO2分別與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水、硅酸鈉和水，濾液①中偏鋁酸鈉、硅酸鈉，A正確；B項，萃取原理為：X2+(水相)+2RH(有機相)XR2(有機相)+2H+(水相)，進行反萃取，需要使反應(yīng)逆向進行，在此條件下，酸性有利于反萃取，B正確；C項，“沉鎳”過程產(chǎn)生一種氣體為二氧化碳和碳酸鎳，根據(jù)電荷守恒和原子守恒，離子方程式為：Ni2++2HCO3-=NiCO3↓+CO2↑+H2O；由于Ksp(NiCO3)=1.4×10-7>Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15，所以pH過大，OH-濃度偏高，容易生成Ni(OH)2沉淀，C錯誤；D項，①沉鎳率達到99%時，溶液中根據(jù)c(Ni2+)=2×10-2mol?L-1×(1-99%)=2×10-4mol?L-1，根據(jù)Ksp(NiCO3)=1.4×10-7=c(CO)c(Ni2+)，可知c(CO32-)===7×10-4mol?L-1，D正確；故選C。二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)16．(12分)釩(V)是一種重要的金屬，有金屬“維生素”之稱，用途涵蓋了航空航天、電池、光學(xué)、醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域，主要由五氧化二釩冶煉得到。某種由釩精礦(含V2O5及少量MgO、SiO2等雜質(zhì))提取五氧化二釩的工藝流程如下圖所示?！举Y料】+5價釩在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系：PH4~66~88~1010~12主要離子(1)釩精礦磨細的目的是_______，浸出液中含有釩酸鈉(Na3VO4)。VO43-與PO43-的空間構(gòu)型相同，鍵角的大小為_______。(2)用硫酸緩慢調(diào)節(jié)浸出液的pH為7，得到凈化液中主要的陰離子是_______。(3)氨化沉釩：將凈化液中的釩轉(zhuǎn)化為NH4VO3固體，其流程如下。向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液的目的：_______。(4)煅燒2.340g偏釩酸銨(NH4VO3，摩爾質(zhì)量為117g/mol)時，其固體質(zhì)量的減少量隨溫度變化的曲線如圖所示：100~200℃時產(chǎn)生的一種氣體的化學(xué)式為_______，300~350℃時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______?！敬鸢浮?1)

增大接觸面積，加快反應(yīng)速率和提高V的浸出率

109o28'(2)VO3-和SO42-(3)調(diào)節(jié)pH值，使(NH4)3VO4轉(zhuǎn)化為NH4VO3(4)

NH3

2HVO3V2O5+H2O【解析】將釩精礦進行粉碎磨細以增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高釩的浸出率，加入NaOH溶液，將V2O5轉(zhuǎn)化為Na3VO4，SiO2轉(zhuǎn)化為Na2SiO3，MgO不反應(yīng)，過濾出浸出渣主要成分為MgO，浸出液中主要含有Na3VO4、Na2SiO3，向浸出液中加入H2SO4調(diào)節(jié)pH為7時，產(chǎn)生H2SiO3沉淀，釩的存在形成轉(zhuǎn)化為NaVO3，過濾出凈化渣主要成分為H2SiO3，向凈化液中加入NH4Cl進行沉釩，產(chǎn)生NH4VO3沉淀，過濾洗滌干燥，高溫煅燒，即得V2O5。(1)工藝流程中，將釩精礦磨細的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率和提高V的浸出率，PO43-中P原子孤電子對數(shù)為=0，價層電子對數(shù)為4+0=4，空間構(gòu)型為正四面體形，而VO43-與PO43-的空間構(gòu)型相同，為正四面體形，鍵角為109o28'；(2)由題干表格信息可知，當(dāng)pH=7時釩的主要存在形式為：VO3-，故用硫酸緩慢調(diào)節(jié)浸出液的pH為7，得到凈化液中主要的陰離子是VO3-和SO42-；(3)向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液的目的是調(diào)節(jié)pH值，使(NH4)3VO4轉(zhuǎn)化為NH4VO3；(4)煅燒偏釩酸銨時，固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示。加熱到100~200℃時，質(zhì)量減少3.4g，偏釩酸銨NH4VO3物質(zhì)的量==0.2mol，發(fā)生反應(yīng)NH4VO3NH3↑+HVO3，生成氣體為氨氣0.2mol，加熱到300~350°C時固體質(zhì)量減少18g，應(yīng)發(fā)生反應(yīng)2HVO3V2O5+H2O。17．(13分)聚合硫酸鐵(Ⅲ)[Fe2(OH)x(SO4)y]n是一種新型，優(yōu)質(zhì)、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑，極易溶于水，廣泛應(yīng)用于飲用水、各種工業(yè)廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。工業(yè)上用高硫鋁土礦(主要成分為Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2)為原料制備聚合硫酸鐵的部分工藝流程如下：(1)寫出焙燒產(chǎn)生的SO2氣體在工業(yè)上的一種用途_______。(2)“濾液”中存在的陰離子主要為OH-及_______(填離子符號)。(3)氧化過程中加入雙氧水的目的為_______，實際生產(chǎn)過程中溫度不宜過高且要控制H2O2的投加速度，其原因為_______。(4)在焙燒時若通入的空氣量不足，F(xiàn)e2O3與FeS2之間可以反應(yīng)生成Fe3O4和SO2、Fe2O3與FeS2之間反應(yīng)時理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=_______。(5)加入試劑A的目的是通過調(diào)節(jié)pH促進聚合物的形成，所加試劑A為_______(填化學(xué)式)，溶液的pH對[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x的值有較大影響(如下圖所示)，試分析pH過大(pH>3.0)導(dǎo)致聚合硫酸鐵中x的值減小的原因_______。(6)聚合硫酸鐵雖廣泛應(yīng)用于各類水的凈化處理，但是實際使用過程中發(fā)現(xiàn)該絮凝劑對鐵質(zhì)輸送管道和容器比明礬的腐蝕性更強，這是由于該絮凝劑水解程度大，產(chǎn)生的氫離子濃度更大、腐蝕作用更強，同時還有另一離子也具有腐蝕性，該離子發(fā)生腐蝕的離子方程式為_______?！敬鸢浮?1)漂白劑(2)AlO2-、SiO32-(3)將Fe2+氧化為Fe3+

防止H2O2受熱分解，提高原料利用率(4)1：16(5)

Fe2O3

將溶液pH調(diào)過大，可能會使氯化鋁和氯化鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀(6)2Fe3++Fe=3Fe2+【解析】焙燒過程FeS2與氧氣反應(yīng)生成SO2和Fe2O3，堿浸過程Al2O3、SiO2都能與KOH溶液反應(yīng)分別生成KAlO2、K2SiO3，過濾分離出濾液，酸浸加入硫酸與Fe2O3反應(yīng)生成鐵離子，酸浸液中含有的亞鐵離子加入雙氧水進行氧化轉(zhuǎn)化為鐵離子，聚合中加入試劑A消耗氫離子來調(diào)節(jié)pH，為防止引入新雜質(zhì)，A為Fe2O3，得到溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥得到聚合生成聚合硫酸鐵。(1)SO2氣體在工業(yè)上可做漂白劑；(2)Al2O3、SiO2都能與KOH溶液反應(yīng)分別生成KAlO2、K2SiO3，則“濾液”中存在的陰離子主要為OH-及AlO2-、SiO32-；(3)氧化過程中加入H2O2的目的是將“酸浸”后溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，雙氧水不穩(wěn)定易分解，溫度過高，雙氧水分解速率加快，實際生產(chǎn)過程中溫度不宜過高且要控制H2O2的投加速度，其原因為防止H2O2受熱分解，提高原料利用率；(4)Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，設(shè)有xmolFe2O3和ymolFeS2完全參加反應(yīng)，根據(jù)電子得失守恒：2x×(3-)=2y×5+y×(-2)，解得=16，所以理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=1：16；(5)加入氧化鐵和酸反應(yīng)來調(diào)節(jié)溶液pH，所加試劑A為Fe2O3，不引入新的雜質(zhì)；圖象分析可知pH>3.0，x值越小，是因為將溶液pH調(diào)過大，可能會使氯化鋁和氯化鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，降低聚合堿式氯化鋁鐵的產(chǎn)率；(6)溶液變紅FeCl3溶液對鋼鐵設(shè)備的腐蝕，除H+的腐蝕作用外，另一離子的腐蝕的主要原因是鐵離子和鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+。18．(15分)金屬鉛具有廣泛用途，其提取根據(jù)工藝差異分為火法煉鉛和濕法煉鉛。[火法煉鉛]以鉛精礦(主要成分為PbS)為原料制備金屬Pb，其工藝流程如下：(1)“氧化脫硫”時，反應(yīng)溫度為1100℃，生成PbO和SO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。(2)下列金屬冶煉方法正確且與本工藝“冶煉”的方法相似的是_________(填標(biāo)號)。A．電解熔融NaCl制鈉B．鋁熱反應(yīng)制鋁C．高爐煉鐵 D．氧化汞分解制汞(3)由以上信息可得，火法煉鉛工藝的主要不足為_________(任寫一條)。[濕法煉鉛]以鋅浸出渣(主要成分為PbSO4，還含有PbO和ZnFe2O4)為原料制備金屬Pb，其工藝流程如下：已知：①“堿浸”時，ZnFe2O4與NaOH反應(yīng)生成Na2ZnO2和H2O，還有一種氧化物；②“堿浸”后，鉛主要以[Pb(OH)3]-的形式存在溶液中。(4)“堿浸”時，PbSO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________。(5)“浸渣”的主要成分為_________(填化學(xué)式)。(6)“堿浸”液經(jīng)處理后所得溶液[、]用于“沉鉛”。①“沉鉛”時，理論上，當(dāng)PbS完全沉淀時，ZnS_________(是或否)開始沉淀，通過計算說明_________[已知：、]。②“濾液”中主要含有的金屬陽離子有_________?！敬鸢浮?1)2PbS+3O22PbO+2SO2(2)C(3)“氧化脫硫”時，生成大量二氧化硫，二氧化硫污染空氣(4)PbSO4+3OH-=[Pb(OH)3]-+SO42-(5)Fe2O3(6)是

當(dāng)PbS完全沉淀時，S2-的濃度為，>，所以ZnS開始沉淀

Na+、Zn2+【解析】火法煉鉛，PbS和氧氣反應(yīng)生成PbO和SO2，用焦炭還原PbO生成Pb。濕法煉鉛，鋅浸出渣主要成分為PbSO4，還含有PbO和ZnFe2O4，用氫氧化鈉溶液“堿浸”時，ZnFe2O4與NaOH反應(yīng)生成Na2ZnO2和H2O、Fe2O3，鉛主要以[Pb(OH)3]-的形式存在溶液中，過濾出Fe2O3，“堿浸”液經(jīng)處理后所得溶液中含有Pb2+、Zn2+，加Na2S生成PbS沉淀，PbS冶煉得金屬Pb。(1)“氧化脫硫”時，反應(yīng)溫度為1100℃，PbS和氧氣反應(yīng)生成PbO和SO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2PbS+3O22PbO+2SO2。(2)用焦炭含有PbO生成Pb，屬于熱還原法；高爐煉鐵是用CO還原氧化鐵，故選C；(3)“氧化脫硫”時，生成大量二氧化硫，二氧化硫污染空氣。(4)“堿浸”后，鉛主要以[Pb