高考化学热点试题热点11微型工艺流程含解析答案

这是一份高考化学热点试题热点11微型工艺流程含解析答案，共11页。试卷主要包含了原料的预处理方法及其目的，化工流程中滤液、滤渣的成分判断，定量计算，工业制备茉莉醛的流程如图所示等内容，欢迎下载使用。


化学工艺流程题（选择题）均取材于成熟的化学工艺或改进工艺，该类试题以简洁的工艺流程图再现实际生产的关键环节，情境真实富有意义。解答时，要紧紧围绕工艺流程的最终目的，明确原料转化为产品的生产原理、除杂并分离提纯产品的方法、提高产量和产率的措施、减少污染注意环保的“绿色化学”思想、原料的来源丰富和经济成本等。从以下几个方面设置选项提问：
1．原料的预处理方法及其目的。
2．流程中指定转化的方程式书写和反应条件的控制。
3．化工流程中的分离提纯方法及原理和有关仪器选择等。
4．化工流程中滤液、滤渣的成分判断。
5．定量计算(如Ksp、pH、转化率、产率等的计算)。
1．由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备锂电池正极材料LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。下列说法错误的是
A．上述流程中有三种元素被氧化
B．从利用率考虑“反应器”中不宜使用H2O2替代MnO2
C．溶矿反应完成后，“反应器”中溶液pH=4，则Fe3+和Al3+都沉淀完全
D．加入少量BaS溶液以除去Ni2+，“滤渣”的成分至少有四种
2．某研究小组制备纳米ZnO，再与金属有机框架MOF)材料复合制备荧光材ZnO@MOF，流程如下：
已知：
①含锌组分间的转化关系：
②是的一种晶型，39℃以下稳定。
下列有关说法正确的是
A．纳米ZnO属于胶体
B．步骤Ⅰ，为提高产率应将过量NaOH溶液滴入溶液制备
C．步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用50℃的热水洗涤
D．用和过量反应，得到的沉淀无需洗涤可直接控温煅烧得纳米ZnO
3．实验小组用过量溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是
A．浸出液呈中性B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
4．硒是人体微量元素中的“胰岛素”。含硒废料(主要含Se、S、Fe2O3、ZnO、CuO、SiO2等)制取硒的流程如图，下列有关说法正确的是
A．“分离”时得到含硫煤油的操作方法是分液
B．“酸溶”后，滤渣是Se
C．“酸化”时，生成1ml Se，反应转移2ml电子
D．若向“酸溶”所得的滤液中滴加硫氰化钾溶液，溶液不变红
5．近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如下图。
已知：。
下列说法中错误的是
A．点燃镁条引发反应的过程中，涉及两种晶体类型的变化
B．氛围是为了阻止被二次氧化和自燃
C．操作2为用去离子水洗涤并烘干
D．镁粉生成和的混合物，转移电子
6．室温下，用含少量的粗溶液制备晶体的流程如下图所示。
已知。下列说法正确的是
A．粗溶液中：
B．“沉铁”反应为：
C．溶液中：
D．“沉镁”后的滤液中：
7．工业制备茉莉醛()的流程如图所示。下列说法正确的是
已知：庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物
A．乙醇只作溶剂，苯甲醛和庚醛直接混合后保温反应
B．萃取分液过程中需酸洗、水洗，干燥剂可选用浓硫酸
C．可将最后两步“分馏”和“柱色谱分离”合并为“真空减压分馏”
D．可采用质谱法测定茉莉醛部分结构信息
8．连二亚硫酸钠()俗称保险粉，有强还原性，在空气中极易被氧化。用还原法制备保险粉的流程如下：
下列说法错误的是
A．反应1说明酸性：
B．反应1结束后，可用硝酸酸化的溶液检验是否被氧化
C．反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为
D．反应2最好在无氧条件下进行
9．用绿矾()制备电池电极材料的流程如下：
下列说法正确的是
A．反应1中转化为
B．可用酸性溶液检验反应1中是否完全反应
C．可以使用KSCN溶液检验沉淀是否洗涤干净
D．反应2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1
10．实验室初步分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的流程如下：
已知：苯甲酸乙酯的沸点为，“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为。
下列说法不正确的是
A．操作a为分液，操作c为重结晶B．操作b中需用到直形冷凝管
C．可用冷水洗涤苯甲酸粗品D．无水可以用浓硫酸代替
参考答案：
1．C
【分析】菱锰矿主要含有MnCO3，还含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素，硫酸溶矿MnCO3和稀硫酸反应生成硫酸锰，同时得到硫酸亚铁、硫酸镍、硫酸铝等盐，用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁，加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝，加BaS生成NiS除Ni，过滤，滤液中含有硫酸锰，电解硫酸锰溶液得到MnO2，煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成LiMn2O4，据此分析解题。
【详解】A．用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁过程中Fe元素被氧化，电解硫酸锰溶液得到MnO2过程中Mn元素被氧化，煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成LiMn2O4过程中Mn和O元素被氧化，所以共有三种元素被氧化，故A正确；
B．MnO2具有氧化性，加入少量MnO2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋可以催化H2O2分解，所以不宜使用H2O2替代MnO2，故B正确；
C．pH=4，c(OH−)＝1×10−10ml/L，根据Fe(OH)3和Al(OH)3的Ksp可知，，此时，，Al3+没有沉淀完全，故C错误；
D．有分析可知，加入少量BaS溶液除去Ni2＋，可知生成的沉淀有BaSO4、NiS，此外，二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁，加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝，所以 “滤渣”的成分至少有四种，故D正确；
故答案选C。
2．D
【分析】氢氧化钠溶液中滴入硫酸锌溶液，不断搅拌，反应得到，过滤、洗涤得到，控温，在坩埚中煅烧得到纳米ZnO，再与金属有机框架(MOF)材料复合制备荧光材料ZnO@MOF。
【详解】A．纳米ZnO属于纯净物，胶体是混合物，A错误；
B． NaOH溶液过量时锌元素的存在形式为，得不到，B错误；
C．根据题中信息，是的一种晶型，39℃以下稳定，故不能用50℃的热水洗涤，C错误；
D．用和过量反应得到碳酸锌和醋酸铵，得到的沉淀表面可能有醋酸铵，在高温煅烧下分解产生二氧化碳和水，故无需洗涤可直接控温煅烧得纳米ZnO，D正确；
故选D。
3．D
【分析】从腐蚀废液（主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2）中进行物质回收，由流程可知，先加入过量的Fe，与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe、Cu，加氯气氧化FeCl2产生FeCl3，据此分析解题。
【详解】A．腐蚀废液含有Fe3+，Cu2+，Fe2+，水解使得溶液呈酸性，故A错误；
B．据分析可知，滤渣中含Fe、Cu，故B错误；
C．氯气氧化FeCl2产生FeCl3，因为FeCl3为产物，只要反应开始就能使KSCN溶液变红，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；
D．溶液a为FeCl3，可用于处理覆铜板，故D正确；
故答案选D。
4．C
【分析】由流程可知，煤油溶解S后，过滤分离出含硫的煤油，分离出Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2后，加硫酸溶解、过滤，滤液含硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁，滤渣含Se、SiO2，再加亚硫酸钠浸取Se生成Na2SeSO3，最后酸化生成粗硒；
【详解】A．煤油溶解S后，过滤分离出含硫的煤油，滤渣为Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2，“分离”时得到含硫煤油的方法是过滤，A错误；
B．根据分析，“酸溶”后，滤渣是Se、SiO2，B错误；
C．“酸化”过程中化合物硒代硫酸钠反应后生成Se单质，Se元素从+2价降低至0价，生成1ml Se，反应转移2ml电子，C正确；
D．酸溶后的溶液中含Fe3+，与硫氰化钾溶液作用，溶液呈红色，D错误；
答案选C。
5．A
【详解】A．根据分析，点燃镁条引发反应的过程中发生的反应为：，，镁粉为金属晶体、石英砂和硅共价晶体、氧化镁和硅化镁为离子晶体，涉及三种类型晶体变化，A错误；
B．氛围是为了阻止被二次氧化和自燃，B正确；
C．根据分析，操作2为用去离子水洗涤并烘干，C正确；
D．镁粉生成和的混合物，Mg由0价全部变为+2价，转移电子，D正确；
故选A。
6．C
【分析】粗溶液中加入硫酸钠溶液，生成黄钠铁钒，除去铁元素；再向溶液中加入溶液，生成沉淀，除去镁元素，经过后续操作得到。
【详解】A．粗溶液的电荷守恒中缺少氢离子和氢氧根离子浓度，A错误；
B．溶液呈弱酸性，“沉铁”反应为：3Fe3++Na++2+6H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+，B错误；
C．氟化氢为弱酸，溶液中根据质子守恒：，C正确；
D．沉镁过程形成沉淀，根据沉淀溶解平衡，，，此时，该溶液中，镁离子浓度相同，形成的是沉淀，没有形成沉淀，则溶液中，故得出沉镁后，D错误；
故选C。
7．D
【分析】苯甲醛、庚醛与KOH的乙醇溶液共热后冷却，经萃取分液分离出水相，加入干燥剂后过滤有机相，去掉滤渣，蒸馏，用柱色谱法分离出庚醛自缩物，得到茉莉醛；
【详解】A．据题意和分析，苯甲醛与庚醛反应生成水和茉莉醛，乙醇不参与反应，乙醇的主要作用是助溶剂，但反应条件是强碱条件下加热不是直接混合后保温，故A错误；
B．萃取分液过程中需酸洗、水洗，干燥剂选用不可用浓硫酸可能使得产物碳化，而且也不易分离，故B错误；
C．庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物，真空减压分馏不可以将两者分离，故C错误；
D．可采用质谱法测定茉莉醛部分结构信息，故D正确；
答案选D。
8．B
【分析】由题给流程可知，碳酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，亚硫酸氢钠溶液与锌粉反应生成连二亚硫酸钠和氢氧化锌，连二亚硫酸钠溶液结晶脱水得到连二亚硫酸钠。
【详解】A．由分析可知，反应1为碳酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，由强酸制弱酸的原理可知，亚硫酸的酸性强于碳酸，故A正确；
B．亚硫酸氢钠溶液不能与氯化钡溶液反应，若亚硫酸氢钠溶液被氧化，加入酸化氯化钡溶液会与硫酸根离子反应生成白色硫酸钡沉淀，则反应1结束后，可用盐酸酸化的氯化钡溶液检验亚硫酸氢钠是否被氧化，但是不能用硝酸酸化，硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根，故B错误；
C．由分析可知，反应2为亚硫酸氢钠溶液与锌粉反应生成连二亚硫酸钠和氢氧化锌，反应中亚硫酸氢钠为反应的氧化剂，锌为还原剂，由得失电子数目守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，故C正确；
D．由题意可知，连二亚硫酸钠有强还原性，在空气中极易被氧化，则制备连二亚硫酸钠时，反应2最好在无氧条件下进行，故D正确；
故选B。
9．D
【分析】“溶解”步骤中绿矾溶解到磷酸中，根据流程图可知，“反应1”步骤中加NaClO、NaOH，将Fe2+氧化成Fe3+，同时得到磷酸铁沉淀，“反应2”步骤中草酸作还原剂，与FePO4、LiOH反应生成LiFePO4，据此分析。
【详解】A．反应1中NaClO作氧化剂，将Fe2+氧化成Fe3+，本身被还原成NaCl，故A错误；
B．反应1中NaClO作氧化剂，将Fe2+氧化成Fe3+，本身被还原成NaCl，酸性高锰酸钾溶液能氧化Cl-，使之褪色，因此不能用酸性高锰酸钾溶液检验反应1中Fe2+是否完全反应，故B错误；
C．洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面上的NaCl、NaOH、NaClO溶液等，Fe3+不用除去，不能使用KSCN溶液检验沉淀是否洗涤干净，故C错误；
D．草酸为还原剂，碳元素化合价由+3价升高为+4价，草酸整体化合价升高2价，FePO4为氧化剂，铁元素化合价由+3价降低为+2价，降低1价，最小公倍数为2，因此FePO4与草酸物质的量之比为2∶1，故D正确；
故选D。
10．D
【分析】苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷混合物中加入碳酸钠溶液，苯甲酸与碳酸钠反应生成苯甲酸钠、水和二氧化碳，分液后得到有机相1和水相；苯甲酸乙酯的沸点为，“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为，蒸馏（操作b）后得到有机相2和共沸物，向有机相2中加入无水硫酸镁，用于除去有机相中的少量水；向水相1中加入乙醚萃取少量的有机物进入有机相，分液后得到水相2，水相2中成分为苯甲酸钠，加入硫酸反应得到苯甲酸晶体，过滤后得到苯甲酸粗品，经重结晶后得到纯净的苯甲酸，据此分析此题。
【详解】A. 结合上述分析，操作a为分液，操作c为重结晶，故A正确；
B. 结合上述分析，操作b为蒸馏，需用到蒸馏烧瓶、直形冷凝管、温度计、尾接管、锥形瓶等，故B正确；
C. 用冷水洗涤苯甲酸粗品，避免因溶解导致产率低，故C正确；
D. 浓硫酸使苯甲酸乙酯部分发生水解，故D错误；
答案为D。