2023届高三化学二轮复习 06 小题保分训练(6) 化工流程微设计

这是一份2023届高三化学二轮复习 06 小题保分训练(6) 化工流程微设计，共8页。试卷主要包含了铼广泛应用于航空航天领域等内容，欢迎下载使用。
小题保分训练(6) 化工流程微设计
1．利用废铝箔(主要成分为Al，含少量Mg、Fe等)制明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的一种工艺流程如图，下列说法不正确的是(　　)

A．①中生成了H2：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
B．操作a是过滤，以除去难溶于NaOH溶液的杂质
C．②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质
D．由④可知，室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度
2．实验室以磷石膏[主要成分为CaSO4，含少量SiO2、Ca3(PO4)2等杂质]为原料制备轻质CaCO3，流程如下图。下列说法错误的是(　　)

A．“转化”中，包含反应CaSO4＋ CO===SO＋ CaCO3
B．“滤液”的pH约为6.5，阴离子主要是SO和CO
C．“高温煅烧”需要的仪器有酒精喷灯、坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架等
D．“浸取”时，适当升高温度有利于Ca2＋的浸出
3．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，下列叙述不正确的是(　　)

A．每生成1 mol Na2Fe O4反应II中转移电子4 mol
B．反应Ⅰ不能在常温下进行
C．反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
D．最后一步能制取K2FeO4的原因可能是相同温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的
4．焦亚硫酸钠(Na2S2O3)为具有强还原性的白色细小结晶状固体，常用作食品抗氧化剂。工业上Na2S2O5通常由NaHSO3过饱和溶液经结晶、脱水制得，基本流程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．工业制备Na2S2O5的原理为非氧化还原反应
B．流程中溶液1溶质的成分为NaHSO3
C．加入Na2CO3固体、并再次通入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液
D．抗氧化时，1 mol Na2S2O5可以消除1 mol O2
5．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下。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”时玻璃棒应紧靠滤纸一层处 D．“乙醇洗”的目的是使产品快速干燥
6．铼(Re)广泛应用于航空航天领域。从含ReO的废液中提取铼的流程如图所示，下列说法错误的是(　　)

A．萃取、反萃取的目的都是富集铼元素
B．操作A和B使用的主要仪器是分液漏斗
C．可回收利用NH4ReO4制备Re2O7的副产物
D．在H2还原Re2O7的过程中共消耗7 mol H2，则可制得2 mol Re
7．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下，下列说法错误的是(　　)

A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2
8．CuCl为白色固体，难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，常用于媒染剂。以废铜渣(主要成分为Cu，含少量Ni、Al2O3等)为原料制备CuCl的工艺流程如下，下列说法正确的是(　　)

A．“碱溶”时发生了Al和NaOH的反应
B．“洗涤”时使用乙醇防止CuCl被氧化
C．“还原”反应所得的溶液中大量存在Cu2＋、H＋、SO、Cl－
D．工艺流程中不包含化合反应和分解反应
9．由辉铋矿(主要成分Bi2S3，含SiO2等杂质)制备Bi2O3的工艺如下图所示，下列对工艺流程的分析正确的是(　　)

已知：Bi2S3不溶于水和硫酸，调pH后得到碱式硝酸铋(BiONO3)沉淀
A．滤渣1只有SiO2
B．滤液1加入试剂X后能循环利用，则试剂X是HCl
C．气体1为H2
D．转化时生成碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]的离子方程式为2Bi3＋＋CO＋4OH－===(BiO)2CO3↓＋2H2O
10．某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O的工艺流程如下，下列说法正确的是(　　)

A．焙烧后的废气能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．通氯气的主要目的是提高CuCl2·2H2O的产率
C．调节pH选用的试剂可以是NaOH溶液
D．CuCl2·2H2O直接加热可制得CuCl2固体
11．某电镀污泥含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量金等，某小组设计如下资源综合利用的方案，下列说法错误的是(　　)

已知：碲和硫位于同主族，煅烧时Cu2Te发生的反应为Cu2Te＋2O22CuO＋TeO2，滤渣中TeO2溶于稀硫酸发生的反应为TeO2＋H2SO4===TeOSO4＋H2O
A．“高温煅烧”电镀污泥时铜、碲和铬元素都被氧化
B．“酸化”时可向溶液中加入硫酸
C．“固体1”的主要成分为Cu
D．“滤液3”可以循环利用
12．某矿石的成分为：CoS、CuFeS2、CaS、SiO2，某化学兴趣小组查阅资料设计的回收其中钴和铜的工艺流程如图，下列说法正确的是(　　)

已知Co的金属性大于Cu、小于Fe
A．“生物浸出”在较高温度下进行可以提高浸出率
B．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向上
C．分液时，应将上层液体由分液漏斗下口放至另一烧杯中
D．用KSCN溶液和新制氯水可以检验“水相”中的Fe2＋
13．化工行业常用硒(Se)作催化剂，该催化剂具有反应条件温和、成本低、环境污染小、用后处理简便等优点。以铜阳极泥(主要成分为Cu2Se、Ag2Se，还含有少量Ag、Au、Pt等)为原料制备纯硒的工艺流程如图。下列说法错误的是(　　)

已知：①“净化除杂”时采用真空蒸馏的方法提纯硒(沸点为685℃)
②焙烧后，Cu、Ag均以硫酸盐形式存在，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5
③“浸出液”中溶质的饱和浓度不小于0.01 mol·L－1
A．“加硫酸并焙烧”时使用的硫酸应为浓硫酸 B．“水吸收”过程得到的溶液呈酸性
C．在实验室蒸馏时，需要用到直形冷凝管 D．“浸出液”中的溶质成分不可能含有Ag2SO4
14．铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成中的一种重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如图，下列说法中错误的是(　　)

A．为了提高“碱溶”效率，在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B．“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C．“滤渣Ⅰ”的主要成分为氧化铁
D．“反应Ⅲ”的化学方程式为4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl
15．某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜，工艺流程如下所示，根据以上工艺流程，下列说法不正确的是(　　)

已知：[Cu(NH3)4]2＋(aq)Cu2＋(aq)＋4NH3(aq)
A．为实现溶液C到溶液D的转化，加入过量NH3·H2O后过滤即可
B．溶液E和碳酸钠混合方式不同对产品的成分没有影响
C．在制备产品时，溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2＋浓度太低
D．蒸氨过程发生总反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2＋H2OCuO＋2HCl↑＋4NH3↑
16．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
17．空气吹出法工艺(如图所示)是目前“海水提溴”的最主要方法之一。下列说法错误的是(　　)

A．步骤④、⑤是为了富集溴
B．步骤③说明溴具有挥发性
C．步骤④过程中，溶液的pH不断增大
D．步骤⑧中的混合物可用分液漏斗分离
【小题保分训练(6) 化工流程微设计】答案
1．C。解析：Al具有两性，能与强碱反应，化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故A正确；Mg、Fe不与NaOH反应，则操作a是过滤，以除去难溶于NaOH溶液的杂质，故B正确；②加入稀硫酸的作用是调节pH使Al3＋转为Al(OH)3沉淀，③是为了溶解Al(OH)3沉淀同时引入硫酸根，两者作用不同，故C错误；④是根据溶解度差异来制取明矾，即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度，故D正确。
2．B。解析：A.“转化”时，通入二氧化碳，生成碳酸根离子，将硫酸钙转化为碳酸钙，A项正确；B.pH约为6.5，呈酸性，碳酸根不可能大量存在，B项错误；C.“高温煅烧”需要的仪器有酒精喷灯、坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架等，C项正确；D.氯化钙的溶解度随着温度的升高而增大，所以适当升高温度有利于Ca2＋的浸出，D项正确；答案选B。
3．A。解析：A.进入反应Ⅱ中的铁为正三价，生成的Na2FeO4中铁为正六价，每生成1 mol Na2FeO4反应Ⅱ中转移电子3 mol ，A错误；B.铁和氯气反应需要加热，常温下不反应，B正确；C.反应Ⅰ中尾气为氯气，可用FeCl2溶液生成氯化铁，进入反应Ⅱ再利用，C正确；D.Na2FeO4生成K2FeO4是复分解反应，之所以能发生是因为相同温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，D正确；故选A。
4．B。解析：由流程图可知向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化硫至pH＝4.1，发生反应：Na2CO3＋2SO2＋H2O===2NaHSO3＋CO2，然后加入碳酸钠固体至pH＝7～8，发生反应：Na2CO3＋2NaHSO3===CO2↑＋H2O＋2Na2SO3，继续通入二氧化硫至pH＝4.1，发生反应：Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，生成过饱和的NaHSO3溶液，NaHSO3过饱和溶液经结晶、脱水可生成Na2S2O5固体：2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。由上述分析可知，工业制备Na2S2O5过程中没有化合价变化，发生的均为非氧化还原反应，A项正确；加入碳酸钠固体至pH＝7～8，生成亚硫酸钠，B项错误；加入Na2CO3固体、并再次通入SO2，由于后续操作是NaHSO3过饱和溶液经结晶、脱水制取Na2S2O5，故其目的为增大NaHSO3浓度，得到NaHSO3过饱和溶液，C项正确；Na2S2O5中S的化合价为＋4，抗氧化时，硫元素由＋4价升为＋6价，1 mol Na2S2O5失4 mol电子，可以消除1 mol O2，D项正确。
5．C。解析：实验室溶解固体时，可用玻璃棒搅拌加速溶解，故A正确；由题给信息可知，“沉淀”时需控制温度为0 ℃左右，则最有效的控温方式为冰水浴，故B正确；“过滤”时玻璃棒应紧靠滤纸三层处，防止戳破滤纸，故C错误；“乙醇洗”的目的是乙醇易挥发，挥发时带走晶体表面的水分，使产品快速干燥，故D正确。
6．D。解析：萃取、反萃取可达到富集铼元素的目的，A项说法正确；操作A和操作B都是分液，使用的主要仪器是分液漏斗，B项说法正确；铼酸铵分解制备七氧化二铼的副产物是NH3，可以再用于反萃取操作中，C项说法正确；H2在还原Re2O7的过程中的作用是排尽装置内空气、做还原剂和保护剂，故消耗7 mol H2，制得的铼的物质的量小于2 mol，D项说法错误。
7．C。解析：根据流程图，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4 。根据化合价升降相等可得NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，A项正确；由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极表面发生还原反应，所以ClO2是正极产物，B项正确；反应②中ClO2转化为NaClO2氯元素的化合价降低，做氧化剂；H2O2只能做还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，C项错误；根据反应②ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2做氧化剂，H2O2做还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，D项正确。
8．B。解析：根据流程分析，废铜渣(主要成分为Cu，含少量Ni、Al2O3等)，通入一氧化碳气体后，生成Ni(CO)4，达到除去镍的目的；剩余物质进行碱浸，只有氧化铝与强碱反应生成偏铝酸盐，过滤后滤渣为铜，加入过氧化氢，在酸性环境下，铜被氧化为铜离子，加入亚硫酸钠和氯化钠的混合物，＋2价铜被还原为＋1价铜，反应生成CuCl，过滤洗涤可以得到CuCl。A.结合以上分析可知，“碱溶”时发生了Al2O3和NaOH的反应，故A错误；B.乙醇易挥发，可以带去氯化亚铜表面的水分，起干燥作用，而氯化亚铜在潮湿时易被氧化，故乙醇可以使氯化亚铜不潮湿，从而防止CuCl被氧化，故B正确；C.还原前的溶液中大量存在的离子有氢离子和铜离子，还原后的溶液中的铜离子反应生成CuCl，而亚硫酸根离子被氧化为硫酸根离子，故“还原”反应所得的溶液中不会大量存在Cu2＋、SO，故C错误；D.除镍过程中：Ni＋4CO===Ni(CO)4为化合反应，故D错误；故选B。
9．C。解析：辉铋矿(主要成分是Bi2S3、含杂质SiO2等)制备铋酸钠，辉铋矿加入氯化铁溶液和盐酸溶解后过滤，氯化铁氧化硫离子为硫单质：Bi2S3＋6FeCl3===2BiCl3＋6FeCl2＋3S，盐酸是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，得到滤渣1为S、SiO2，滤液中含有Bi3＋、H＋、Fe3＋，滤液中加入铁粉过滤得到粗铋：2Bi3＋＋3Fe===3Fe2＋＋2Bi、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，滤液1主要是氯化亚铁，向滤液1中通入氯气或氧气，可将Fe2＋转化为Fe3＋得到主要含有FeCl3的溶液，可用于辉铋矿浸出操作，达到循环使用的目的，“粗铋”中含有的杂质主要是Fe，通过熔盐电解精炼除去Fe，得到精铋，加入硝酸溶解调节pH得到碱式硝酸铋，与碳酸铵溶液反应得到碱式碳酸铋，母液为硝酸铵，将碱式碳酸铋煅烧生成Bi2O3。A.由上述分析可知，滤渣1为S、SiO2，故A错误；B.由上述分析可知，试剂X的作用是氧化Fe2＋，而HCl不能达到目的，故B错误；C.由上述分析可知，气体1为H2，故C正确；D.由上述分析可知，转化时生成碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]是利用碱式硝酸铋与碳酸铵溶液反应，反应离子方程式为2BiONO3＋CO===(BiO)2CO3＋2NO，故D错误；综上所述，正确的是C项，故答案为C。
10．A。解析：焙烧时发生反应：2CuS＋3O22CuO＋2SO2，生成的SO2废气具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A项正确；通入氯气的主要目的是将溶液中的二价铁全部氧化成三价铁，便于后续调节pH除去，B项错误；调节pH时用NaOH溶液会引入NaCl杂质，可用CuO等进行调节，C项错误；将CuCl2·2H2O直接加热脱水，CuCl2水解生成Cu(OH)2和HCl，HCl挥发促进CuCl2的水解，最终得不到CuCl2固体，D项错误。
11．C。解析：电镀污泥含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)，煅烧时发生反应的化学方程式为3O2＋2Cr2O3＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2和Cu2Te＋2O22CuO＋TeO2，根据化合价分析铜、碲和铬元素的化合价都升高了，所以都被氧化了，A正确；“酸化”时发生反应的离子方程式为2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O，所以可向溶液中加入硫酸，B正确；滤渣中含有CuO、TeO2和金，加硫酸后发生反应：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O；TeO2＋H2SO4===TeOSO4＋H2O，金不发生反应，所以“固体1”的主要成分为Au，C错误；SO2还原TeOSO4后会生成硫酸，所以滤液3为H2SO4，可以循环利用，D正确。
12．B。解析：A.温度过高细菌失去活性，浸出率下降，只能在适当温度下进行“生物浸出”，故A错误；B.萃取振荡时，分液漏斗下口倾斜向上，边振荡，边旋开活塞放气，故B正确；C.分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放入烧杯中，再将上层液体由分液漏斗上口倒出，故C错误；D.“水相”中含有亚铁离子和铁离子，可以用铁氰化钾溶液检验其中的亚铁离子，不能用KSCN溶液和新制氯水检验“水相”中的Fe2＋，故D错误。综上所述，答案为B。
13．D。解析：A.稀硫酸不能将Cu2Se氧化成CuSO4和SeO2，所以用浓硫酸，故A正确；B.二氧化硫为酸性氧化物，“水吸收”过程中生成硫酸方程式为：2SO2＋SeO2＋2H2O===2H2SO4＋Se↓，使溶液呈酸性，故B正确；C.为便于馏分的收集，所以在实验室蒸馏时，选用直形冷凝管，故C正确；D.当“浸出液”中溶质的饱和浓度等于0.01 mol·L－1时，c2(Ag＋)×c(SO)＝0.022×0.01＝4×10－6