2026届高考化学专题复习课件：无机化工微流程分析

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1.化工微流程中的“四线”分析
(1)试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。(2)操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。(3)杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。(4)产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,实质是目标元素及其化合物的转化。
2.化工微流程中的常见试剂与杂质(1)试剂需要掌握常见试剂的类型、作用和相关反应,也可称为反应线。常见试剂及其作用如表所示。
　(2)杂质对于矿物质而言,测定元素组成后,即可确定杂质。常见杂质及其除杂方式如表所示。
3.原料预处理阶段各操作的目的
1.(2025·广东汕头一模)为解决大气污染物SO2的排放问题,某实验小组模拟工业烟气脱硫步骤,设计如下工艺流程,下列有关说法正确的是(　　)A.吸收塔内发生的反应为氧化还原反应B.沉淀室内发生主要反应:Na2SO4+Ca(OH)2 ═2NaOH+CaSO4↓C.氧化室内每生成136 g CaSO4时理论上可消耗1 ml O2D.流程中可循环利用的物质为NaOH溶液
2.(2025·广东湛江二模)碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料,海带中含有丰富的碘元素,其以碘离子的形式存在,海带提碘的工艺流程如图所示,下列说法正确的是(　　)A.“灼烧”用到的主要仪器有蒸发皿B.“氧化”时H2O2作还原剂C.“萃取”时有色层出现在下层D.“反萃取”发生的主要反应的化学方程式可能为3I2+6NaOH═5NaI+NaIO3+3H2O
【解析】“灼烧”用到的主要仪器有坩埚,选项A不正确;“氧化”时H2O2作氧化剂,选项B不正确;苯的密度比水小,“萃取”时有色层出现在上层,选项C不正确;“反萃取”时发生歧化反应,选项D正确。
3.(2025·广州阶段练习)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,可用作无毒的绿色消毒剂。二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O;②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。下列说法正确的是(　　)A.工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜B.“ClO2发生器”中鼓入空气的作用是将NaClO3氧化成ClO2C.上述工艺流程中,理论制备的NaClO2·3H2O与获取的H2物质的量之比为1∶3D.对NaClO2·3H2O晶体进行提纯可采取溶解、蒸发结晶、过滤、洗涤操作
【解析】工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气),为防止生成的氯气与OH-接触反应,应用阳离子交换膜,A错误;由已知②可知,纯二氧化氯易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全,则发生器中鼓入空气的作用应是稀释二氧化氯以防止爆炸,B错误;根据电解反应:NaCl+3H2O NaClO3+3H2↑,和氯原子守恒可知,理论制备的NaClO2·3H2O与获取的H2物质的量之比为1∶3,C正确;粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体,则要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是重结晶,D错误;故选C。
4.(2024·重庆三模)氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。由石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4(粗硅中含Fe、Cu的单质及化合物,高温氮化时杂质未参加反应)的一种工艺流程如下图所示。下列叙述正确的是(　　)A.“还原”时焦炭主要被氧化为CO2B.“高温氮化”时N2作为还原剂C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D.“酸洗”时,稀酸Y选用稀硫酸
【解析】“还原”时SiO2与焦炭在高温下发生反应SiO2+2C Si+2CO↑,焦炭主要被氧化为CO,A错误;“高温氮化”时粗硅与氮气反应生成Si3N4,N元素的化合价降低,N2作为氧化剂,B错误;原料气中含有N2和少量的O2,O2能与Cu 反应生成CuO,N2不与Cu 反应,“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉得到纯净的氮气,C正确;粗硅中含有少量Fe、Cu,即Si3N4 中也含有少量Fe、Cu,Cu不溶于稀硫酸,故不能用稀硫酸“酸洗”,D错误。
5.(2024·合肥三模)某种以辉铜矿[Cu2S,含Fe3O4、SiO2杂质]为原料制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O的流程如下图所示。下列说法错误的是(　　)A.向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物B.向溶液C中加入KSCN溶液后,溶液呈红色C.煅烧过程中涉及主要反应的化学方程式为2Cu2S+5O24CuO+2SO3D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配位原子为N原子
【解析】向辉铜矿中通入氧气进行煅烧,发生反应Cu2S+2O2 2CuO+SO2,固体B为CuO、Fe3O4和SiO2,加入硫酸,然后过滤得到含有Cu2+、Fe3+、Fe2+的溶液C,向溶液C中加入过量氨水,得到氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和[Cu(NH3)4]SO4 溶液。向溶液D中加入无水乙醇,可减小溶液的极性、降低产物的溶解性,用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物,A项正确;溶液C中含有Fe3+,加入KSCN 溶液后,溶液呈红色,B项正确;向辉铜矿中通入氧气进行煅烧,发生反应Cu2S+2O2 2CuO+SO2,C项错误;[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配体是NH3,配位原子为N原子,D项正确。
6.(2024·浙江嘉兴联考)一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组以废铜料(含少量铁及难溶性杂质)为主要原料合成该物质,合成路线如下:下列说法不正确的是(　　)A.操作Ⅰ中发生的主要反应为Fe+H2O2+2H+═Fe2++2H2OB.操作Ⅱ中趁热过滤除去的是难溶性杂质和氢氧化铁C.操作Ⅲ中洗涤可用乙醇和水的混合液,干燥可采用减压干燥方式D.设计操作Ⅳ的目的是提高乙醇的利用率
【解析】含铜废料加硫酸和双氧水,铜被氧化为硫酸铜,铁被氧化为硫酸铁,加氧化铜调节pH=4生成氢氧化铁沉淀除去铁,滤液得硫酸铜溶液,滤液中加氨水生成深蓝色硫酸四氨合铜溶液,加入乙醇,硫酸四氨合铜溶解度降低,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O。操作Ⅰ中铜被氧化为硫酸铜,发生的主要反应为Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O,2Fe+3H2O2+6H+═2Fe3++6H2O,A错误;加氧化铜调节pH=4生成氢氧化铁沉淀,操作Ⅱ中趁热过滤除去的是难溶性杂质和氢氧化铁,B正确;硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,操作Ⅲ中洗涤可用乙醇和水的混合液,干燥可采用减压干燥方式,C正确;设计操作Ⅳ,乙醇循环利用,目的是提高乙醇的利用率,D正确。
7.(2024·浙江镇海中学调研)以工业废铜泥[主要成分为CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3,含少量Fe]为主要原料制备CuCl产品的工艺流程如下。下列说法错误的是(　　)A.除杂时,应在加入稀NaOH溶液前加入稍过量的过氧化氢溶液B.在“除杂”后、“过滤”前应适当加热以保证除杂效果C.由核外电子排布知Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)稳定,但水相中少见Cu(Ⅰ)化合物的原因是Cu(Ⅰ)在水相中易歧化D.洗涤时,应当用浓盐酸洗涤以减少CuCl产品在洗涤过程中的损失
【解析】废铜泥灼烧后将金属元素转化为可与硫酸反应的氧化物,酸浸后先加H2O2氧化Fe2+,再加NaOH稀溶液,过滤除去Fe(OH)3,往滤液中加入Na2SO3、NaCl还原后经系列操作得到氯化亚铜产品。H2O2氧化Fe2+,A正确;除杂的目的是使铁元素转化成Fe(OH)3而转化成滤渣,①H2O2目的是将Fe2+转化成Fe3+,②加NaOH稀溶液,调节溶液的pH,使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀,但只加入稀溶液容易形成Fe(OH)3胶体更难除杂,所以还应加热,B正确;由核外价电子排布知Cu(Ⅰ)3d10比Cu(Ⅱ)3d9稳定,但水相中少见Cu(Ⅰ)化合物的原因是Cu(Ⅰ)在水相中易歧化,C正确;CuCl在浓盐酸中易歧化,D错误。
1.(2025·甘肃卷)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:下列说法正确的是(　　)A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+═3Cu+2Fe3+B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全C.“氧化”过程中铁元素化合价降低D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
2.(2025·黑吉辽蒙卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、C3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如下图。已知“沉钴”温度下Ksp(CS)=10-20.4,下列说法错误的是(　　)A.硫酸用作催化剂和浸取剂B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生C.“浸出”时,3种金属元素均被还原D.“沉钴”后上层清液中c(C2+)·c(S2-)=10-20.4
【解析】根据分析可知,加入硫酸和稻草浸出,硫酸作催化剂和浸取剂,A正确; 生物质(稻草)是可再生的,且来源广泛,B正确; 根据图示可知,“浸出”时,Fe的化合价没有变化,Fe元素没有被还原,C错误; “沉钴”后的上层清液存在CS的沉淀溶解平衡,满足Q=Ksp=c(C2+)·c(S2-)=10-20.4,D正确;
3.(2025·四川卷)一种主要成分为Ca3(PO4)2和KAlSi3O8的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷(P4)、K2CO3、Al2O3。其中,电炉煅烧发生的反应为2Ca3(PO4)2+2KAlSi3O8+10C 6CaSiO3+2KAlO2+P4↑+10CO↑。下列说法错误的是(　　)A.“电炉煅烧”必须隔绝空气B.浸渣的主要成分是CaSiO3C.“炉气水洗”使P4溶于水而与CO分离D.“中和沉淀”需要控制溶液的pH
4.(2024·广东卷)提纯2.0 g苯甲酸粗品(含少量NaCl和泥沙)的过程如下。其中,操作X为(　　)A.加热蒸馏B.加水稀释C.冷却结晶D.萃取分液