选择题提速练(一)　无机化工流程微设计

选择题提速练(一)　无机化工流程微设计

1．垃圾分类意义重大，工业上回收光盘金属层中的Ag的流程如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．氧化过程中参加反应的Ag和NaClO的物质的量之比为1∶1

B．为了提高氧化过程的反应速率和产率，氧化过程应该在酸性、加强热条件下进行

C．氧化过程中，可以用HNO3代替NaClO 氧化Ag

D．还原过程中，若水合肼转化为无害气体N2，则还原过程的离子方程式为4Ag＋＋N2H4·H2O＋4OH－===4Ag↓＋N2↑＋5H2O

解析：A　氧化过程中方程式为4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑，参加反应的Ag和NaClO的物质的量之比为1∶1，A正确；次氯酸钠在酸性、加热的条件下易分解，则为了提高氧化过程的反应速率和产率，氧化过程应该在碱性、温度不宜过高的条件下进行，B错误；氧化过程中，若用HNO3代替NaClO氧化Ag，则产生含氮的氧化物，污染空气，C错误；还原过程，若水合肼转化为无害气体N2，溶液中含银离子为[Ag(NH3)2]＋，则还原过程的离子方程式为4[Ag(NH3)2]＋＋N2H4·H2O＋4OH－===4Ag↓＋N2↑＋5H2O＋8NH3↑，D错误。

2．我国正在推行垃圾分类，为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验流程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．“溶解”过程中，加入H2O2发生反应的方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O

B．溶液A中一定含有的溶质有ZnSO4和CuSO4

C．操作M中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒

D．通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，可得到ZnO

解析：D　“溶解”过程中，加双氧水的目的是氧化铜单质，使其能溶于酸生成硫酸铜，反应的方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O, A正确；溶液A中主要的溶质为硫酸锌和硫酸铜， B正确；操作M为过滤，需用到烧杯、漏斗和玻璃棒等仪器， C正确；硫酸锌转变成氢氧化锌后再灼烧得到氧化锌， D错误。

3．以冰晶石型氟化物熔体作溶剂能够溶解氧化铝，冰晶石具有稳定性好，导电性好等特点。氟硅酸法制取冰晶石(微溶于水)的一种实验流程如图，下列说法不正确的是(　　)

已知：H2SiF6＋6NH4HCO3===6NH4F＋SiO2＋6CO2↑＋4H2O

A．步骤①应将NH4HCO3溶液滴入H2SiF6溶液中

B．“滤渣1”的成分是SiO2

C．由步骤②到产品的过程中包含的操作有过滤、水洗及干燥

D．“母液2”溶质的主要成分为(NH4)2SO4

解析：A　根据题给信息，步骤①时控制pH＞7。若将NH4HCO3溶液滴入H2SiF6溶液(强酸)中，刚开始H2SiF6溶液过量，使得pH＜7，不符合题目要求，A项错误；NH4HCO3溶液和H2SiF6溶液的反应产物中只有SiO2不溶于水，以滤渣形式除去，B项正确；根据题中流程图可知，步骤②时先通过过滤将冰晶石和“母液2”分离，再将冰晶石进行水洗，以除去冰晶石表面附着的杂质，然后干燥得到最终产品，C项正确；NH4F和Al2(SO4)3、Na2SO4反应，得到冰晶石(Na3AlF6)和母液2，通过分析可知，母液2的主要成分为(NH4)2SO4，D项正确。

4．用TiOSO4溶液生产纳米TiO2的工艺流程如下：

下列说法错误的是(　　)

A．在实验室中进行“操作Ⅰ”，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗

B．“沉钛”时反应的离子方程式为TiO2＋＋2NH3·H2O===TiO(OH)2↓＋2NH

C．回收“滤液”中的(NH4)2SO4，应采用蒸发结晶法

D．纳米TiO2形成分散系时，具有较好的散射能力

解析：C　根据流程，沉钛时的反应为TiO2＋＋2NH3·H2O===TiO(OH)2↓＋2NH，滤液的主要成分为硫酸铵。“操作Ⅰ”为过滤，需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和漏斗，A、B正确；硫酸铵溶解度随温度的变化大，用加热浓缩、冷却结晶的方法回收，C错误；纳米TiO2形成分散系时，形成胶体，胶体具有较好的散射能力，D正确。

5．以硅石(SiO2)和萤石(CaF2)为原料制备冰晶石(Na3AlF6)的一种流程如图：

已知：无水氟硅酸(H2SiF6)为易溶于水、不稳定的强酸；滤渣2的主要成分为Na2SiF6。

下列说法错误的是(　　)

A．硅石和萤石需预先研磨，目的是加快反应速率

B．“反应Ⅲ”应该在陶瓷器皿中进行

C．滤液1、滤液2经浓缩处理后可在流程中循环利用

D．“反应Ⅳ”的化学方程式为2NaF＋4NH4F＋NaAlO2＋2H2O===Na3AlF6↓＋4NH3·H2O

解析：B　硅石(SiO2)和萤石(CaF2)加硫酸酸浸生成H2SiF6和CaSO4，过滤分离，滤渣1主要为CaSO4，H2SiF6再与Na2SO4反应生成硫酸和Na2SiF6，滤液1中所含硫酸可循环使用，Na2SiF6与浓氨水反应生成NaF、NH4F及SiO2，过滤除去SiO2，加入NaAlO2发生反应生成Na3AlF6，反应的化学方程式为2NaF＋4NH4F＋NaAlO2＋2H2O===Na3AlF6↓＋4NH3·H2O或2NaF＋4NH4F＋NaAlO2===Na3AlF6↓＋4NH3＋2H2O，过滤分离出冰晶石(Na3AlF6)，滤液2中含有氨水可循环使用。研磨可增大反应物的接触面积，使反应速率加快，A项正确；“反应Ⅲ”中有NaF、NH4F生成，F－水解生成HF会腐蚀陶瓷器皿，B项错误；由题意可知滤液1的主要成分是H2SO4，经浓缩处理后可返回流程“反应Ⅰ”中循环利用，滤液2的主要成分是NH3·H2O，经浓缩处理后可返回流程“反应Ⅲ”中循环利用，C项正确；由“反应Ⅳ”可知，NaF、NH4F溶液和NaAlO2发生反应生成冰晶石(Na3AlF6)，D项正确。

6．过氧化钙是一种用途广泛的优良供氧剂，可用于鱼类养殖、农作物栽培等方面。实验室模仿工业上生产过氧化钙的实验流程如图。已知：“沉淀”时需控制温度为0 ℃左右。

下列说法错误的是(　　)

A．“溶解”CaCl2固体时，可通过搅拌加速溶解

B．“沉淀”时最有效的控温方式为冰水浴

C．“过滤”得到的副产品主要是HCl

D．“乙醇洗”的目的是使产品快速干燥

解析：C　“溶解”CaCl2固体时，可用玻璃棒搅拌加速溶解，A正确；“沉淀”时需控制温度为0 ℃左右，所以“沉淀”时最有效的控温方式为冰水浴，B正确；由于沉淀时加入了氨水，“过滤”得到的副产品主要是氯化铵，C错误；“乙醇洗”的目的是除去水分，使产品快速干燥，D正确。

7．以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如图：

已知：Fe3＋在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，Fe2＋在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2

下列说法错误的是(　　)

A．“滤渣”的主要成分是SiO2

B．为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤Ⅰ”的滤液和滤渣洗涤液合并

C．“氧化”过程发生的离子方程式为2H＋＋2Fe2＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O

D．“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度，应将pH控制在3.7～9

解析：D　红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)中加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋等，二氧化硅不溶，形成滤渣，滤液中加入NaClO氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液的pH，使铁离子全部沉淀，过滤后得到沉淀黄钠铁矾，滤液经处理可得到Ni。二氧化硅不溶于硫酸，形成滤渣，A正确；滤渣表面吸附有滤液中的镍、铁元素，为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤Ⅰ”的滤液和滤渣洗涤液合并， B正确； “氧化”过程中NaClO氧化Fe2＋生成Fe3＋，反应的离子方程式为2H＋＋2Fe2＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O, C正确； Fe3＋在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，Fe2＋在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2，“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度形成黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]，应将pH控制在pH＜3.7, D错误。

8．以高杂质碳酸锂(含Ca、Mg杂质)为原料制备电池级碳酸锂的工艺流程如图：

已知EDTA对Ca2＋、Mg2＋杂质离子有很好的络合效果；Li2CO3的溶解度随温度升高而降低，且在乙醇中溶解度小。下列说法错误的是(　　)

A．氢化过程需通入过量的CO2，发生的主要反应方程式为Li2CO3＋CO2＋H2O===2LiHCO3

B．操作1为过滤，实验室进行该操作时使用的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯

C．氢化阶段应控制反应温度为高温，利于反应进行，加快反应速率

D．操作2中，提高碳酸锂回收率的方法有升高温度和加入乙醇溶剂

解析：C　氢化过程将难溶的碳酸锂转化为可溶的碳酸氢锂，发生的主要反应方程式为Li2CO3＋CO2＋H2O===2LiHCO3，为使反应充分需通入过量的CO2，A正确；氢化过程将难溶的碳酸锂转化为可溶的碳酸氢锂，操作1为过滤，使用的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，B正确；氢化阶段发生反应：Li2CO3＋CO2＋H2O===2LiHCO3，Li2CO3和CO2的溶解度随温度升高均降低，因此高温不利于反应进行，反应速率受阻，C错误；Li2CO3的溶解度随温度升高而降低，且在乙醇中溶解度小，故升高温度和加入乙醇溶剂可提高操作2中碳酸锂回收率，D正确。