【期末备考必练】人教版(2019)化学必修第一册-专题04《工艺流程题突破》期末必练专题

这是一份【期末备考必练】人教版(2019)化学必修第一册-专题04《工艺流程题突破》期末必练专题，文件包含期末备考必练人教版2019化学必修第一册-专题04《工艺流程题突破》期末必练专题解析版docx、期末备考必练人教版2019化学必修第一册-专题04《工艺流程题突破》期末必练专题原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
专题04 工艺流程题突破
一、选择题
1．（四川雅安2020－2021学年度高一上学期期末）从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法正确的是（ ）。

A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C．试剂c是氯气，相应的反应为：2Fe2++Cl2＝2Cl－+2Fe3+
D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+
【解析】选C。试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过过滤操作Ⅰ得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤操作Ⅱ可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应2Fe2++Cl2＝2Cl－+2Fe3+，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过操作Ⅲ（蒸发结晶，并过滤）便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同，故A、B错误，C正确；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2+，又可氧化Cl－，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液W中是否还有Fe2+，D错误。
2．（甘肃会宁2020~2021第一学期高一期中）高铁酸钾（K2FeO4）是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：

下列叙述错误的是（ ）。
A．用K2FeO4作水处理剂时，既能杀菌消毒又能净化水
B．反应I中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
C．反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D．该条件下，物质的溶解性：Na2FeO4＜K2FeO4
【解析】选D。K2FeO4具有强氧化性，可用于杀菌消毒，还原产物为Fe3+，Fe3+水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，可达到净水的目的，A叙述正确；反应I中尾气Cl2为，可与FeCl2继续反应生成FeCl3，B叙述正确；反应II中的反应方程式为3NaClO+10NaOH+2FeCl3＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，氧化剂是NaClO，还原剂是2FeCl3，所以反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，C叙述正确；向饱和的KOH溶液中加入Na2FeO4，K2FeO4晶体析出，说明该条件下，物质的溶解性：Na2FeO4＞K2FeO4，D叙述错误。
3．根据如图的转化关系判断下列说法正确的是（ ）。（反应条件已略去）

A．反应①②③④⑤均属于氧化还原反应和离子反应
B．反应⑤说明该条件下铝的还原性强于锰
C．相同条件下生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶1
D．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
【解析】选B。反应①②③④⑤中均有元素化合价的变化，均为氧化还原反应，而③④⑤中没有离子参加反应，则不属于离子反应，A错误；⑤为铝热反应，Al失去电子，为还原剂，Mn为还原产物，则还原性：Al＞Mn，B正确；由6H2O2～3O2～6e−、2KClO3～3O2～12e−知，生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶2，C错误；反应①为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O，锰元素的化合价降低，氯元素的化合价升高，4molHCl中只有2molHCl作还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，D错误。
4．（吉林省松原市2020－2021学年高一期末）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】选D。“溶解”过程中发生的反应为：Cu+H2O2+H2SO4＝CuSO4+2H2O、Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，H2O2中O元素的化合价由－1降低为－2价，H2SO4中H元素的化合价由+1价降低为0价，化合价降低的物质为氧化剂，所以H2O2、H2SO4为氧化剂，表现为氧化性，故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+和SO42－，再加入锌粉之后，Zn可以和H+和Cu2+发生置换反应，故B正确；过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故C正确；“溶解”操作时，搅拌可以加快H2O2、H+和Cu、Zn接触，增加反应速率，但是过氧化氢受热易分解，不能选择高温，故D错误。
5．（2021·北京昌平区高一检测）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。工业上制备高铁酸钾以及高铁酸钾处理污水的部分流程如下：

以下说法不正确的是（ ）。
A．①中一定发生了氧化还原反应
B．污水处理中产生Fe（OH）3胶体，使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点
C．另一种在碱性条件下制备K2FeO4的反应可能是：2Fe（OH）3+3ClO－＝2FeO42－+3Cl－+4H++H2O
D．K2FeO4还可以用于处理废水，例如可以把废水中的CN－转化为两种无毒气体，反应过程中，CN－做还原剂，被K2FeO4氧化
【解析】选C。硫酸亚铁中加入过氧化钠反应后的产物为高铁酸钠，硫酸亚铁中铁为+2价，高铁酸钠中铁为+6价，铁元素化合价发生变化，则①中一定发生了氧化还原反应，故A正确；高铁酸钾在水中发生如下过程：4FeO42－+10H2O4Fe（OH）3（胶体）+8OH－+3O2↑，生成的Fe（OH）3胶体具有吸附作用，可吸附水中的固体杂质，使悬浮物聚沉，故B正确；氢离子与氢氧根离子不能共存，在碱性条件下制备K2FeO4的反应产物中不可能产生氢离子，正确的反应为：2Fe（OH）3+3ClO－+4OH－＝2FeO42－+3Cl－+5H2O，故C错误；K2FeO4还可以用于处理废水，可将可以把废水中的CN－转化为两种无毒气体，该两种无毒气体为二氧化碳和氮气，根据转化关系，氮元素和碳元素化合价都升高，故反应过程中，CN－做还原剂，高铁酸钾做氧化剂，故D正确。
6．（陕西省宝鸡市金台区2020~2021学年高一上学期期中）纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2，过程如图所示。下列说法中不正确的是（ ）。

A．过程Ⅰ的反应：2Fe3O46FeO+O2↑
B．过程Ⅱ的反应：2H2O＝2H2↑+O2↑
C．两个转化过程都发生了氧化还原反应
D．Fe3O4为整个过程的催化剂
【解析】选B。根据图示可知：过程Ⅰ为Fe3O4在太阳光照射下分解生成FeO与O2，反应方程式为：2Fe3O46FeO+O2↑，A正确；过程Ⅱ为FeO与水反应生成H2和Fe3O4，反应方程式为：3FeO+H2O＝H2↑+Fe3O4，B错误；根据过程Ⅰ和过程Ⅱ可知，两个反应过程中元素的化合价都发生了变化，因此反应均为氧化还原反应，C正确；过程I方程式为：2Fe3O46FeO+O2↑；过程II方程式为：3FeO+H2O＝H2↑+Fe3O4，，将I+II×2，整理可得：2H2O＝2H2↑+O2↑，可见在整个过程实现了太阳能向化学能的转化，D正确。
7．（2020·江苏苏州高一上期末）自来水厂一种预防和处理Cl2泄漏的方法如题图所示。下列有关说法不正确的是（ ）。

A．Cl2和水反应的离子方程式为：H2O+Cl2Cl－+HClO+H+
B．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
C．吸收漏氯的离子方程式为：2Fe2++Cl22Cl－+2Fe3+
D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2+、Fe3+、ClO－、Cl－
【解析】选D。ClO－具有强氧化性能够将Fe2+氧化成Fe3+，二者不能大量共存，D选项错误。
8．（2021·北京石景山区高一检测）印刷电路板（PCB）是用腐蚀液将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。一种用FeCl3溶液制作PCB并将腐蚀后废液回收再生的流程如图：

下列说法不正确的是（ ）。
A．腐蚀池中发生反应的化学方程式是：Cu+2FeCl3＝CuCl2+2FeCl2
B．腐蚀后的废液中，主要的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+
C．置换池中发生的主要反应为：Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+和Fe+2Fe3+＝3Fe2+
D．再生池中加入酸化的H2O2，反应过程中pH降低
【解析】选D。腐蚀池中为FeCl3溶液与覆铜板发生反应：Cu+2FeCl3＝CuCl2+2FeCl2，A项正确；腐蚀后的废液中，有未反应完的FeCl3和反应过程中生成的CuCl2及FeCl2，故废液中，主要的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+，B项正确；置换池中铁粉分别与CuCl2、FeCl3发生了化学反应：Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+和Fe+2Fe3+＝3Fe2+，C项正确；再生池中加入酸化的H2O2，发生反应：H2O2+2H++2Fe2+＝2Fe3++2H2O，反应中消耗H+生成H2O，反应过程中pH增大，D项错误。
9．（2021·贵州仁怀高一期末）氢氧化铈［Ce（OH）4］是一种重要的稀土氢氧化物。平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2），某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

下列说法中错误的是（ ）。
A．滤渣A中主要含有SiO2、CeO2
B．过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C．过程②中发生反应的离子方程式为CeO2+H2O2+3H+＝Ce3++2H2O+O2↑
D．过程④中消耗11.2L（标准状况下）O2，转移电子数为2×6.02×1023
【解析】选C。A项，加盐酸后过滤出来的滤渣A中一定含有不反应的SiO2，不知道CeO2是否溶于盐酸，观察图可知产品就是从滤渣A中出来的，即CeO2不与盐酸反应，正确；B项，本实验中过滤操作用到的玻璃仪器只有烧杯、玻璃棒、漏斗，正确；C项，滤渣A中CeO2（Ce为+4价）和H2O2反应得到滤液B中的Ce3+，则H2O2作还原剂，但该离子方程式不遵循质量守恒和得失电子守恒，错误；D项，过程④中O2作氧化剂，1molO2参与反应转移4mol电子，则消耗标准状况下11.2L（0.5mol）O2转移0.5×4mol＝2mol电子，数目为2NA，正确。
10．（2021·厦门高一上学期期末检测）工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Mg2+、Fe2+、Cl－和SO42－等杂质，提纯工艺流程如图所示：

下列说法不正确的是（ ）。
A．步骤①，通入热空气可加快溶解速率
B．步骤②，产生滤渣的离子方程式为Mg2++Fe3++5OH－＝Mg（OH）2↓+Fe（OH）3↓
C．步骤③，趁热过滤时温度控制不当会使中混有等杂质
D．步骤④，灼烧时用到的主要仪器有铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯
【解析】选B。本题考查了物质的分离、提纯及物质的制取等知识，题目难度中等，本题是一道比较综合的试题，有利于考查学生分析和解决问题的能力。工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Mg2+、Fe2+、Cl－和SO42－等杂质，在溶解时通入热空气可加快溶解速率、氧化Fe2+等，加入氢氧化钠，沉淀Mg2+与Fe3+，过滤后所得滤渣为氢氧化铁和氢氧化镁，溶液中主要含有碳酸钠，并含有少量的Cl－和SO42－，经蒸发结晶可得碳酸钠晶体，灼烧后可得碳酸钠。步骤①，通入热空气，升高温度可加快溶解速率，故A正确；步骤②，产生滤渣的离子反应为：Mg2++2OH－＝Mg（OH）2↓、Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓，Mg2+与Fe3+的物质的量不一定相同，则离子方程式中Mg2+与Fe3+的系数不一定是1∶1，故B错误；步骤③，趁热过滤时温度控制不当会使Na2CO3·H2O中混有Na2CO3·10H2O等杂质，故C正确；步骤④，灼烧固体时用到的主要仪器有铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯，故D正确。
11．（2021·南通高一检测）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图4）。下列说法正确的是（ ）。

A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应
D．图4所示转化反应都是氧化还原反应
【解析】选B。A项，25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小，A项错误；石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；C项，常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，但是铁在点燃时可以与氯气反应，C错误；D项，图中生成碳酸氢钠和碳酸氢钠分解的反应不是氧化还原反应。
12．（2021·山东师范大学附中高一检测）某酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如图所示工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。

下列说法不正确的是（ ）。
A．标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应
B．标号③处加入的相应物质是稀硝酸或稀硫酸
C．标号①处发生的离子反应最多有三个
D．铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料
【解析】选BC。由题图知，E中含有Fe2+，而A为含有铜单质、金单质的混合物，通过过滤将活泼性比铁弱的铜、金分离出来，因此标号①处加入的物质为铁屑，发生的反应为Fe+2H+Fe2++H2↑，2Fe3++Fe3Fe2+，Cu2++FeCu+Fe2+，2Au3++3Fe2Au+3Fe2+；标号②处加入稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑，并将过滤后得到的含硫酸亚铁的溶液与含Fe2+的E溶液相混合，发生的反应是Fe+2H+Fe2++H2↑；标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开，发生的反应是铜与稀硝酸的反应。标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应，A项正确。标号③处加入的相应物质是稀硝酸，不能是稀硫酸，B项错误。标号①处发生的离子反应有四个，C项错误。氧化铁是一种红棕色粉末，化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料，D项正确。
13．（2021·安徽芜湖高一上期末）某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。

下列有关说法不正确的是（ ）。
A．金属X的原子结构示意图为
B．固体A的化学式为Al（OH）3
C．硫酸铝在水中的电离方程式为：Al2（SO4）3＝2Al3++3SO42－
D．操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、分液、洗涤、干燥
【解析】选D。Mg、Al合金中加入足量NaOH，2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，过滤后可得金属Mg，则金属X为Mg，Mg是12号元素，原子结构示意图为，A选项正确；NaAlO2溶液中加稀硫酸，生成Al（OH）3沉淀，所以固体A为Al（OH）3，B选项正确；向Al（OH）3沉淀中再加稀硫酸，生成Al2（SO4）3，Al2（SO4）3是强电解质，在水中完全电离，电离方程式为Al2（SO4）3＝2Al3++3SO42－，C选项正确；Al2（SO4）3溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Al2（SO4）3晶体，D选项错误。
14．（2021·上海闸北区高一下学期期末中）某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按下图所示步骤进行提纯（过滤操作已略去）。下列说法的是（ ）。

A．起始滤液常温下pH＝7 B．试剂Ⅰ为Ba（NO3）2溶液
C．上图过程须经2次过滤 D．步骤③目的是除去CO32－
【解析】选D。由于KCl中含有K2CO3、K2SO4，KCl、K2SO4是强酸强碱盐，溶液显中性，而K2CO3是强碱弱酸盐，CO32－水解消耗水电离产生的H+，最终达到平衡时，c（OH－）＞c（H+），溶液显碱性，所以起始滤液常温下pH＞7，A错误；在该溶液中含有杂质SO42－、CO32－，要先除去杂质SO42－、CO32－，同时不引入新的杂质离子，要加入的试剂Ⅰ为BaCl2溶液，B错误；然后向溶液中加入过量的K2CO3溶液，除去过量的BaCl2，过滤，除去杂质BaSO4、BaCO3，再向滤液中加入盐酸除去过量的K2CO3，最后蒸发结晶就得到KCl晶体，因此上图过程只需要经1次过滤就可以，C错误；步骤③加入的试剂是HCl，目的是除去CO32－，D正确。
15．（2021·福建莆田高一检测）ClO2和NaClO2均具有漂白性，工业上由ClO2气体制取NaClO2固体的工艺流程如图所示，下列说法错误的是（ ）。

A．通入的空气可将发生器中产生的ClO2全部驱赶到吸收器中
B．吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2+H2O2＝2ClO2－+2H++O2↑
C．步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
D．工业上将ClO2气体制成NaClO2固体，其主要目的是便于贮存和运输
【解析】选B。在ClO2发生器中－定产生ClO2气体，通入空气，可以将其吹入吸收塔中进行吸收，选项A正确。吸收塔中加入了浓氢氧化钠溶液，显然其中的反应不可能得到氢离子，选项B错误。冷却结晶得到NaClO2固体后，应该经过过滤，洗涤，干燥得到产品，选项C正确。气体的贮存和运输都远比固体困难，所以将ClO2气体制成NaClO2固体的主要目的是便于贮存和运输，选项D正确。
二、综合题
16．（2020~2021学年湖南长沙高一上期中）我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献．联合制碱法的主要过程如图所示（部分物质已略去）。

（1）①～③所涉及的操作方法中，包含过滤的是_______；（填序号）
（2）根据如图，写出①中发生反应的化学方程式：_____________________；
（3）煅烧NaHCO3固体的化学方程式是____________________________；
（4）下列说法中，正确的是_______（填字母）。
a．CO2可循环使用
b．副产物NH4Cl可用作肥料
c．溶液B中一定含有Na+、NH4+、Cl－
【解析】向饱和食盐水依次通入氨气、二氧化碳气体发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，过滤得到碳酸氢钠固体加热分解生成碳酸钠，溶液A中加入氯化钠析出氯化铵晶体，过滤得到氯化铵晶体和溶液B主要为氯化钠、氯化铵等。（1）分析可知①～③所涉及的操作方法中，包含过滤的是①③；（2）氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式：NH3+CO2+NaCl+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl；（3）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；（4）开始通入二氧化碳反应，最后碳酸氢钠受热分解生成的CO2可循环使用，故a正确；副产物NH4Cl是氮肥，可用作植物生长所需的肥料，故b正确；溶液B中主要是氯化钠、氯化铵饱和溶液，一定含有Na+、NH4+、Cl－，故c正确。
【答案】（1）①③（2）NH3+CO2+NaCl+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl
（3）2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O（4）abc
18．（2020~2021学年湖南邵阳高一上期中）某实验小组以石灰粉［主要成分为Ca（OH）2和CaCO3］为原料制备KClO3的流程如图所示。

（1）“打浆”的目的是____________________________。
（2）“氯化”过程控制氯气不过量，在75℃左右进行。氯化时，氯气与氢氧化钙生成次氯酸钙，次氯酸钙进一步分解为氯酸钙，少量次氯酸钙分解产生氯化钙和氧气；“氯化”温度较低时，Cl2易与Ca（OH）2反应而生成漂白粉，写出该反应的化学方程式：____________________________。露置在空气中一段时间的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体除了可能有O2和HCl外，还可能含有_______（填化学式）。
（3）“氯化”过程中Cl2与浆水反应生成Ca（ClO3）2的总反应为6Ca（OH）2+6Cl2＝Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O，反应中还原产物为_______（填化学式）。
（4）由于在“氯化”过程中易发生副反应，则“氯化”后溶液中＝_______（填“＞”、“＜”或“＝”）5。
（5）向滤液中加入稍过量KCl固体，可将Ca（ClO3）2转化为KClO3。从该溶液中析出KClO3固体的方法是_____________________。已知不同温度下，各物质的溶解度数据如表（单位/g）：

KCl
KClO3
CaCl2
Ca（ClO3）2
20℃
28
7.1
74.5
55
100℃
56.7
57
159
70
【解析】（1）打浆混合的目的是使石灰粉混合均匀，使其更充分，更迅速反应；（2）在75℃左右进行，氯化时存在氯气和氢氧化钙作用生成氯化钙和次氯酸钙和水，化学反应方程式为2Cl2+2Ca（OH）2＝Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O，漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，次氯酸钙为有效成分，可与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙，次氯酸不稳定，分解生成盐酸和氧气，而长期露置于空气中已完全失效的漂白粉中主要为碳酸钙，加稀盐酸后产生的气体是CO2；（3）6Ca（OH）2+6Cl2＝Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O中氯元素的化合价由0价→+1价，失去电子是还原剂，对应的Ca（ClO）2是氧化产物，氯元素的化合价由0价→－1价，得到电子，是氧化剂，对应的CaCl2是还原产物；（4）由于氯化过程中除了发生主要反应6Ca（OH）2+6Cl2＝Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O外，还存在Ca（ClO）2分解为氯化钙和氧气，所以“氯化”后溶液中＞5；（5）由表格可知，KClO3的溶解度受温度的影响较大，将溶液蒸发浓缩，得到较高温度下的浓溶液，然后再降温，大部分KClO3将会结晶析出。
【答案】（1）使石灰粉混合均匀，使其更充分，更迅速反应
（2）2Cl2+2Ca（OH）2＝Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O；CO2
（3）CaCl2（4）＞（5）蒸发浓缩，冷却结晶
19．（2020~2021学年湖南长沙高一上期末）高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程：

（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列_____物质相似。
A．75%酒精 B．双氧水 C．“84”消毒液（NaClO溶液）
（2）操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度上的差异，采用__________（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体的。
（3）铋酸钠（NaBiO3，不溶于水）用于定性检验酸性溶液中Mn2+的存在（铋元素的还原产物为Bi3+，Mn的氧化产物为+7价），写出反应的离子方程式：__________。
（4）写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：______________________________。
（5）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得_____molKMnO4。
【解析】由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，向K2MnO4溶液中通入CO2制备KMnO4、还生成K2CO3、MnO2，通过过滤，分离出二氧化锰，滤液中含KMnO4和K2CO3，根据KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸发结晶的方式可分离出高锰酸钾和碳酸钾，对粗高锰酸钾进行重结晶、干燥得到纯净的高锰酸钾；向碳酸钾溶液中加入石灰生成碳酸钙和氢氧化钾。（1）KMnO4有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与双氧水、NaClO一样；（2）根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度上的差异，可浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体；（3）铋酸钠（不溶于水）在酸性溶液中与Mn2+反应生成MnO4－和Bi3+，则反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+＝2MnO4－+5Bi3++5Na++7H2O；（4）由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；（5）由2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O可知最初的原料中1molMnO2恰好得到1molK2MnO4，由3K2MnO4+2CO2＝2KMnO4+2K2CO3+MnO2知，1molK2MnO4在反应中能得到KMnO4的物质的量为mol＝0.67mol。
【答案】（1）BC（2）浓缩结晶
（3）2Mn2++5NaBiO3+14H+＝2MnO4－+5Bi3++5Na++7H2O
（4）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O（5）0.67
20．（2021·山东青岛黄岛区高一上期中）经检测，某化工厂排出的废水呈酸性，且其中含有大量Na+、Cu2+、SO42－、Cl－、NO3－。回答下列问题：
（1）下列离子中，能大量存在于该废水中的是_______（填标号）
A．Ag+ B．Mg2+ C．OH－ D．HCO3－
（2）取100mL该废水于烧杯，逐滴加入NaOH溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的量会发生变化的是Na+、________（用离子符号表示）。
（3）某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2+和SO42－，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：

①试剂c为_______（写化学式）；溶液3所含溶质离子有Cl－、________。
②“分离操作”的名称是______，需用到的玻璃仪器主要有______。
③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸，发生反应的离子方程式为______________。
【解析】废水呈酸性，且其中含有大量Na+、Cu2+、SO42－、Cl－、NO3－，欲除去废水样品中的Cu2+和SO42－，最终得到中性溶液，从流程知，a为氢氧化钠溶液，加入氢氧化钠溶液除了中和氢离子、还产生氢氧化铜沉淀，过滤后，溶液1中含过量的OH－、Na+、SO42－、Cl－和NO3－，试剂b为氯化钡或硝酸钡，过量的钡离子用Na2CO3除去，故试剂c为Na2CO3；过滤后，白色沉淀2为硫酸钡和碳酸钡的混合物，溶液2含OH－、Na+、Cl－和NO3－和CO32－，再加入适量盐酸即可得到中性溶液；（1）废水呈酸性，OH－和HCO3－因与氢离子发生反应不能共存、Cl－能与Ag+反应沉淀，Mg2+不反应故可共存，选B；（2）废水中逐滴加入NaOH溶液至呈碱性过程中，OH－和H+、Cu2+发生反应不能共存、故原废水中存在的离子的量会发生变化的是Na+、H+、Cu2+。（3）据分析，①试剂c为Na2CO3；溶液3所含溶质离子有Cl－、Na+、NO3－。②“分离操作”的名称是过滤，需用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒。③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸，发生反应的离子方程式为BaCO3+2H+＝Ba2++H2O+CO2↑。
【答案】（1）B（2）H+、Cu2+（3）①Na2CO3；Na+、NO3－
②过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒
③BaCO3+2H+＝Ba2++H2O+CO2↑
21．（2021·山东省潍坊市高一上期中）化学小组欲从含CuCl2、NaCl及少量K2SO4的混合溶液中分离出CuCl2和NaCl，设计实验流程如下：

已知：氯化钠、氯化钾在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
NaCl
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
KCl
27.6
34.0
40.0
45.5
51.1
56.7
回答下列问题：
（1）试剂甲、乙分别是___________、__________。
（2）向滤渣中加入试剂丙后发生反应的离子方程式是________________。
（3）操作1的名称是__________。
（4）操作2包括蒸发结晶、过滤等过程。实验时需在结晶后趁热完成过滤的目的是_________________________，过滤时应首先进行的操作是___________。
（5）取操作2所得氯化钠晶体少许溶于酒精，得乳白色液体，用一束可见光照射液体，若在入射光的侧面观察到_________________，则证明所得液体为胶体。
【解析】化学小组欲从含CuCl2、NaCl及少量K2SO4的混合溶液中分离出CuCl2和NaCl，由流程可知，试剂甲应为NaOH溶液，加入过量NaOH溶液，完全沉淀铜离子生成氢氧化铜沉淀，过滤，在氢氧化铜中加入试剂丙应为盐酸，二者反应得到氯化铜溶液；在滤液中加入过量氯化钡溶液沉淀硫酸根离子，再加入试剂乙应为Na2CO3溶液，除去过量的钡离子，操作1为过滤，过滤除去硫酸钡和碳酸钡沉淀，在滤液中加入盐酸中和过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液，操作2是蒸发结晶、过滤，得到氯化钠晶体，再加水溶解得到氯化钠溶液。（1）由以上分析知，试剂甲是NaOH溶液，试剂乙是Na2CO3溶液；（2）滤渣为氢氧化铜，试剂丙为盐酸，二者发生反应的离子方程式是Cu（OH）2+2H+＝Cu2++2H2O；（3）由分析知，操作1是过滤；（4）由氯化钠、氯化钾在不同温度下的溶解度表格可知，氯化钠的溶解度随温度的变化不明显，而KCl的溶解度随温度变化明显，操作1过滤后滤液中含有氯化钠和氯化钾，因此操作2包括蒸发结晶，氯化钠结晶析出，再过滤，得到氯化钠晶体，滤液中含有氯化钾，则实验时需在结晶后趁热完成过滤的目的是防止温度降低析出KCl；为了使过滤操作顺利完成，过滤时应首先进行的操作是用热水将滤纸润湿；（5）取操作2所得氯化钠晶体少许溶于酒精，得乳白色液体，用一束可见光照射液体，若在入射光的侧面观察到光亮的通路，则证明所得液体为胶体。
【答案】（1）NaOH溶液、Na2CO3溶液
（2）Cu（OH）2+2H+＝Cu2++2H2O
（3）过滤（4）防止温度降低析出KCl；用热水将滤纸润湿
（5）光亮的通路
22．（2021·山东师范大学附中高一上期中）氯碱工业通过电解饱和食盐水制得烧碱、氢气和氯气，并以他们为原料生产一系列化工产品。氯碱工业的一道重要的工序是除去粗食盐中水中的杂质。通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，需要提纯后才能综合利用，粗盐精制的实验流程如下：

（1）完成下列填空：
①在第①步中使用玻璃棒的目的是________________________。
②第⑤步操作是_______________。
③在第②③④⑥步通过加入化学试剂除杂，加入试剂顺序为________________。
④除去CaCl2杂质的离子方程式为_________________________________。
（2）判断SO42－已除尽的方法是_____________________________________。
【解析】粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，除MgCl2用NaOH溶液，除CaCl2用Na2CO3，除Na2SO4用BaCl2溶液，但BaCl2的加入一定要在Na2CO3之前，加完三种试剂后，过滤，向滤液中加HCl溶液除去过量的Na2CO3，然后对所得溶液蒸发结晶即得精盐。（1）①在溶解时用玻璃棒搅拌可以加速溶解；②第⑤步操作是固液分离，操作名称是过滤；③BaCl2的加入一定要在Na2CO3之前，否则过量的Ba2+无法除去；且一定要先过滤，再向滤液中加HCl，在第②③④⑥步通过加入化学试剂除杂，加入试剂顺序为NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸；④除去CaCl2杂质的离子方程式为Ca2++ CO32－＝CaCO3↓；（2）判断SO42－已除尽的方法是取上层清液少量于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明SO42－已除尽。
【答案】（1）①加速粗盐溶解②过滤③NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸④Ca2++CO32－＝CaCO3↓
（2）取上层清液少量于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明SO42－已除尽。
23．（2021·福州高一检测）电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液（主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2）中回收铜，并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下：

（1）步骤（Ⅰ）中分离操作名称是____________。
（2）沉淀B中主要含有_________，气体D是______________；
（3）写出步骤（Ⅲ）中生成FeCl3的化学方程式____________________；
（4）步骤（Ⅲ）中，将氯气换成H2O2也能达到同样的目的，写出H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式：_______________________。
【解析】从腐蚀废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，由流程可知，应加入过量的Fe与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，过滤进行分离，则滤液A为FeCl2，沉淀B中含Fe、Cu，加过量盐酸，铁溶解，产生氯化亚铁和氢气，过滤得到金属Cu，滤液C中含FeCl2、HCl，为不引入杂质，将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，则通入足量氯气进行氧化。根据以上分析可知滤液A为FeCl2，沉淀B中含Fe、Cu，滤液C中含FeCl2、HCl，气体D为氢气，则：（1）步骤（Ⅰ）中分离溶液和沉淀的操作名称是过滤；（2）铁与氯化铜发生置换反应生成氯化亚铁和铜，反应中铁过量，则由流程分析可知沉淀B中含过量的铁和产生的铜。沉淀B中加入盐酸，铁与盐酸反应产生氢气，因此气体D是氢气；（3）氯气具有强氧化性，通入Cl2把氯化亚铁全部转化为FeCl3，发生反应的方程式为2FeCl2+Cl2＝2FeCl3；（4）双氧水也具有氧化性，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。
【答案】（1）过滤（2）Cu、Fe（3）H2
（4）2FeCl2+Cl2＝2FeCl3
（5）2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O
24．（2021·福建晋江高一检测）今有Ba（NO3）2、AgNO3、Fe（NO3）3的混合液。欲将Ba2+、Ag+、Fe3+分离，分别得到三种元素的不溶物，按下图所示实验：

（1）加入的试剂分别是：X________，Y_________，Z_________。
（2）生成的沉淀A是__________，B是___________，C是___________。
（3）写出第②步和第③步反应的离子方程式：
②________________________________________________。
③________________________________________________。
【解析】（1）沉淀钡离子一般用硫酸根离子，沉淀银离子一般用氯离子，沉淀铁离子一般用氢氧根离子，由于硫酸银微溶于水，所以首先沉淀银离子，即X是HCl，根据流程图可知最后得到红褐色沉淀，则Y是H2SO4，用来沉淀钡离子，Z是NaOH，用来沉淀铁离子，即加入的试剂X、Y、Z分别是盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液。（2）根据以上分析可知生成的沉淀A、B、C分别是是AgCl、BaSO4、Fe（OH）3。（3）根据以上分析可知反应第②步的离子方程式是Ba2++SO42－＝BaSO4↓。由于前面加入的硫酸是过量的，则第③步的离子方程式为H++OH－＝H2O、Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓。
【答案】（1）盐酸；硫酸；氢氧化钠溶液（2）AgCl；BaSO4；Fe（OH）3
（3）②Ba2++SO42－＝BaSO4↓；③H++OH－＝H2O；Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓
25．（2021·南京高一检测）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如图：

回答下列问题：
（1）NaClO2中Cl的化合价为_________；电解产生的Cl2是__________色，实验室制备氯气的化学方程式为：___________________________。
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：____________。
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为____________、____________。
【解析】二氧化硫和氯酸钠在酸性条件下发生反应产生二氧化氯和硫酸氢钠，二氧化氯和食盐水通入电解装置中电解，得到亚氯酸钠和氯气，尾气中的二氧化氯被氢氧化钠和过氧化氢的混合溶液吸收转变成亚氯酸钠，成品液经过结晶、干燥得到亚氯酸钠固体。（1）NaClO2中Na为+1价，O为－2价，根据化合价代数和为0，则Cl的化合价为+3价；氯气为黄绿色气体，实验室通过二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2）二氧化硫和氯酸钠在酸性条件下发生反应产生二氧化氯和硫酸氢钠，反应方程式为：2NaClO3+SO2+H2SO4＝2NaHSO4+2ClO2；（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，需将镁离子转变成氢氧化镁，钙离子转变成碳酸钙，为不引入杂质离子，所选试剂分别为：NaOH溶液和Na2CO3溶液；
【答案】（1）+3价；黄绿色；MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）2NaClO3+SO2+H2SO4＝2NaHSO4+2ClO2
（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液