检测卷18 “微流程”——金属及其化合物的转化-2023届高考化学一轮复习考点过关检测卷

检测卷十八  “微流程”—金属及其化合物的转化 

一、单选题（共10题,每小题4分,共40分.每题只有一个选项符合题意）

1．以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：

已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是(　　)

A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O　

B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行

C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl

D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同

2．用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示：

下列说法错误的是(　　)

A．物质A可选用盐酸

B．Ⅰ中加H2O2的目的是溶解铜并将Fe2＋氧化为Fe3＋

C．长时间加热煮沸Ⅲ中悬浊液的目的是充分聚沉Fe(OH)3

D．“系列操作”包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤

3．已知TeO2微溶于水，易溶于强酸和强碱。从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的一种工艺流程如图。下列有关说法正确的是(　　)

A．“氧化浸出”时为使碲元素沉淀充分，应加入过量的硫酸

B．“过滤”用到的玻璃仪器：分液漏斗、烧杯、玻璃棒

C．判断粗碲洗净的方法：取少量最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成

D．“还原”时发生的离子方程式为2SO＋Te4＋＋4OH－===Te↓＋2SO＋2H2O

4．以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如下。下列关于该流程的说法错误的是(　　)

A．煅烧生成Na2CrO4的反应为4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2

B．SiO2在“浸出过滤”步骤中和Fe2O3一起被除去

C．Na2CrO4到Na2Cr2O7转化的原理为2H＋＋2CrO==Cr2O＋H2O

D．该工艺中“煅烧”产生的CO2可用于“除杂”步骤以节约生产成本，为完全除去AlO，发生的离子反应为CO2＋2AlO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋HCO

5．铜的氯化物是重要的化工原料，常用作有机合成催化剂。实验室用粗铜(含杂质Fe)制备氯化亚铜、氯化铜晶体的流程如下：

下列说法错误的是(　　)

A．固体1和固体2中Fe元素的价态相同

B．检验溶液2中的杂质离子是否除尽可以选用KSCN溶液或铁氰化钾溶液

C．试剂X可能是CuO，操作②中结晶时需要通入HCl气体

D．反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋4H＋

6．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的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．“溶解”操作中溶液温度不宜过高

B．铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2

C．与锌粉反应的离子可能为Cu2＋、H＋

D．“过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO

7．硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料。工业上以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸和轻质氧化镁，其工艺流程如下：

下列叙述错误的是(　　)

A．“溶浸”中产生的气体是氨气

B．“滤渣1”是SiO2

C．“过滤2”前，将溶液pH调至3.5，目的是转化为硼酸沉淀

8．某同学采用工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)制取CaCl2·6H2O，设计了如下流程：

下列说法不正确的是(　　)

A．固体Ⅰ中含有SiO2，固体Ⅱ中含有Fe(OH)3

B．使用石灰水时，要控制pH，防止固体Ⅱ中Al(OH)3转化为AlO

C．试剂a选用盐酸，从溶液Ⅲ得到CaCl2·6H2O产品的过程中，须控制条件防止其分解

D．若改变实验方案，在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净CaCl2·6H2O

9．某化工厂制备净水剂硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2·6H2O]的一种方案如下：

下列说法不正确的是(　　)

A．滤渣A的主要成分是CaSO4

B．相同条件下，NH4Fe(SO4)2·6H2O净水能力比FeCl3强

C．“合成”反应要控制温度，温度过高，产率会降低

D．“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、干燥等

10．工业生产硫酸的黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3，还含有少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)是工业三废之一，其综合利用是一条变废为宝的重要途径。以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4的生产工艺流程如图所示。

下列说法不正确的是(　　)

A．将矿渣粉碎和提高溶解温度能提高“废渣溶解”速率

B．“氧化”的目的是将＋2价铁氧化为＋3价铁

C．(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12 中Fe的化合价为＋3价

D．该工艺流程中，两次加入氨水都是为了把Fe3＋转化为Fe(OH)3

二、非选择题（共4题,60分）

11．(16分)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce23·nH2O的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为________；

(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有________________________(至少写两条)；

(3)滤渣Ⅲ的主要成分是________(填化学式)；

(4)加入絮凝剂的目的是________________________；

(5)“沉铈”过程中，生成Ce23·nH2O的离子方程式为____________________，常温下加入的NH4HCO3溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5，H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11)；

(6)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4，在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖和FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为________________________。

12．(16分)某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。

甲同学认为沉淀可能是CuCO3；

乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)2；

丙同学认为沉淀可能是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。[查阅资料知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水，受热均易分解，各生成对应的两种氧化物]

Ⅰ.(1)乙同学的观点，你认为其原理是(用离子方程式表示)：__________________。

(2)在探究沉淀成分前，须将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________。

Ⅱ.请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。

(3)B装置中试剂的化学式是________，C装置中试剂的名称是____________。

(4)能证明乙同学观点正确的预期实验现象是________________________________。

Ⅲ.若丙同学的观点正确，可利用下列装置通过实验测定其组成。

(5)实验装置的连接顺序为____________________。

(6)装置C中碱石灰的作用是________________，实验开始和结束时都要通过量的空气，请说明结束时通入过量空气的作用是______________________________________________。

(7)若沉淀样品的质量为mg，装置B质量增加了ng，则沉淀中CuCO3的质量分数为________。

13．(12分)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为________________________________________________________________________。

(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃

硫去除率＝×100%

①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是________________________________________________。

(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为__________(填化学式)。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2):n(Fe2O3)＝________。

14．(16分)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：

回答下列问题：

(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式________________________________。

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是

________________________________________________________________________。

(3)“母液①”中Mg2＋浓度为________mol·L－1。

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是________。“酸溶渣”的成分是________、________。

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是__________________________________________________________________。

(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得________，循环利用。