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．(2021·临沂二模)锑白(Sb2O3)为白色粉末，不溶于水，溶于酸和强碱，主要用于制备白色颜料、油漆等。一种利用锑矿粉(主要成分为Sb2S3、SiO2)制取锑白的流程如下。

已知：浸出液中的阳离子主要为Sb3＋、Fe3＋、Fe2＋。

下列说法错误的是(　　)

A．“浸出”时发生的反应为Sb2S3＋6Fe3＋===2Sb3＋＋6Fe2＋＋3S

B．可以用KSCN溶液检验“还原”反应是否完全

C．“滤液”中通入Cl2后可返回“浸出”工序循环使用

D．“中和”时可用过量的NaOH溶液代替氨水

解析：D　根据题干流程图可知，浸出液中的阳离子主要为Sb3＋、Fe3＋、Fe2＋，滤渣中有SiO2和S，A正确；“还原”过程主要是将Fe3＋转化为Fe2＋，Sb转化为Sb3＋，故可以用KSCN溶液检验“还原”反应是否完全，B正确；“滤液”中主要含有Fe2＋，通入Cl2后可得到Fe3＋，可返回“浸出”工序循环使用，C正确；锑白(Sb2O3)为白色粉末，不溶于水，溶于酸和强碱，故“中和”时不可用过量的NaOH溶液代替氨水，否则将溶解部分锑白(Sb2O3)造成损失，D错误。

2．(双选)碱式次氯酸镁[MgmClO(OH)n·H2O]微溶于水，不潮解，相对稳定，是一种有开发价值的无机抗菌剂，以菱镁矿(MgCO3，含少量FeCO3)为主要原料，制备碱式次氯酸镁的工艺流程如图，下列说法正确的是(　　)

A．流程中酸溶后溶液中含有Mg2＋、Fe2＋

B．调pH时所选试剂只能是MgCO3

C．过滤1所得的滤渣含有Fe(OH)3

D．“混合”时反应的离子方程式只有：Mg2＋＋ClO－＋OH－＋H2O===MgClO(OH)·H2O↓

解析：AC　菱镁矿含少量FeCO3，用盐酸溶解，MgCO3、FeCO3都和盐酸反应分别生成MgCl2、FeCl2，再加入过氧化氢将Fe2＋氧化为Fe3＋，加入MgO、MgCO3或Mg(OH)2调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀过滤除去，滤液为MgCl2溶液，向MgCl2溶液中加入NaClO溶液、NaOH溶液得到[MgmClO(OH)n·H2O]。

3．(2021·泰安模拟)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．废旧材料是巨大的资源宝库，回收利用前景广阔。从废黄铜合金(主要成分为Cu和Zn)中回收Cu并制备ZnO的部分实验流程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.“溶解”过程中，H2O2和稀硫酸都体现了氧化性

B．与锌粉反应的离子主要是Cu2＋和H＋

C．过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒

D．为加快溶解速率可以选择高温、搅拌

解析：D　“溶解”过程中发生的反应为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，H2O2、H2SO4为氧化剂，表现氧化性，A正确；废黄铜合金Cu和Zn都可以反应溶解变成Cu2＋和Zn2＋，然后加入NaOH调节溶液pH为2，此时溶液中含有H＋、Cu2＋、Zn2＋、Na＋、SO，再加入锌粉之后Zn可以和H＋和Cu2＋发生置换反应，B正确；过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，C正确；“溶解”操作时，搅拌可以促使H2O2、H＋和Cu、Zn接触，增大反应速率，但是过氧化氢受热易分解，不能选择高温，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。