广东省2023年高考化学模拟题汇编-43物质的分离、提纯

这是一份广东省2023年高考化学模拟题汇编-43物质的分离、提纯，共34页。试卷主要包含了单选题，实验题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
广东省2023年高考化学模拟题汇编-43物质的分离、提纯

一、单选题
1．（2023·广东广州·统考一模）实验室用和浓盐酸反应制备并回收，下列装置能达到实验目的的是

A．用①收集 B．用②吸收尾气
C．用③分离和溶液 D．用④蒸干溶液制
2．（2023·广东梅州·统考模拟预测）岭南文化源远流长。下列说法不正确的是
A．客家围屋建造过程中用作黏稠剂的糯米和鸡蛋清都属于混合物
B．云浮云石在粗雕、细刻过程中发生了物理变化
C．制作粤绣所用的孔雀毛和马尾的主要成分都是纤维素
D．“南粤佳酿”长乐烧在生产过程中需要用到蒸馏操作
3．（2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测）下列方案能达到实验目的是
A．用水萃取CCl4中的溴
B．用排饱和石灰水集气法收集Cl2
C．用丁达尔效应鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体
D．用饱和的Na2CO3溶液除去Cl2中混有的HCl
4．（2023·广东汕头·统考一模）《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法：“水洗净，细研水飞，去石澄清，慢火熬干”。若在实验室里完成文中操作，不需要的仪器是
A． B． C． D．
5．（2023·广东深圳·统考一模）广东省海洋资源丰富。下列有关说法正确的是
A．海底石油经裂化和裂解可得不饱和烃 B．海带等藻类植物中富含
C．潮汐能属于生物质资源 D．“海水晒盐”时主要发生化学变化
6．（2023·广东·华南师大附中校联考模拟预测）粗盐提纯的实验操作包括：溶解、过滤、蒸发，该实验中一定不需要用到的仪器是
A． B． C． D．
7．（2023·广东江门·校联考模拟预测）下列实验装置(部分夹持装置略去)正确且能达到相应实验目的的是

A．装置Ⅰ利用乙醇提取溴水中的Br2
B．利用装置Ⅱ蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
C．利用装置Ⅲ制备Fe(OH)3胶体
D．利用装置Ⅳ验证非金属性S＞C＞Si
8．（2023·广东清远·清新一中校考模拟预测）六氟磷酸锂是锂离子电池的关键材料。一种的制备工艺流程如图所示。

已知：①，易发生分解反应；
②熔点为−93.8℃，沸点为−84.6℃。
下列说法错误的是
A．N2环境中，反应先生成六氟磷酸，再分解生成五氟化磷
B．发烟硫酸的作用是吸收铅皿中的水分：
C．工艺流程中，无水HF只是反应物
D．五氟化磷冷却到，保证了与LiF的无水HF在液相中反应生成
9．（2023·广东·惠州一中模拟预测）从海水淡化工厂获取的粗盐常含有、、等杂质，需经过提纯方可食用。下列关于粗盐提纯的说法中正确的是
A．所需主要实验仪器包括烧杯、漏斗、坩埚、酒精灯等
B．沉淀法去除的最佳试剂是溶液
C．检验是否除尽应先加入盐酸酸化，再滴入溶液进行检验
D．除杂试剂在使用时不应该过量，以免引入新杂质
10．（2023·广东广州·统考二模）《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法：“水洗净，细研水飞，去石澄清，慢火熬干，”其中未涉及的操作是
A．洗涤 B．粉碎 C．萃取 D．蒸发
11．（2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测）下列关于实验仪器和操作说法不正确的是

A．研究浓度对化学平衡的影响 B．制备并检验乙烯
C．用盐酸溶液滴定氢氧化钠溶液 D．除去溴苯中的苯

二、实验题
12．（2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测）CuCl2是常见的化学试剂，某学习小组利用废铜屑“湿法”制备CuCl2·2H2O。

氯化铜在不同温度下结晶形成的结晶水合物
温度
15℃以下
15～25.7℃
26～42℃
42℃以上
结晶水合物
CuCl2·4H2O
CuCl2·3H2O
CuCl2·2H2O
CuCl2·H2O

回答下列问题：
(1)仪器a的名称为_______，NaOH溶液的作用是_______。
(2)“湿法”制备CuCl2的离子方程式为_______，实验中，H2O2的实际用量要大于理论用量，原因是_______。
(3)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，反应完全后要进行的操作是：除去其他可能的金属离子后，过滤，向滤液中持续通入HCl气体，加热蒸发浓缩，_______，过滤，洗涤，低温干燥，其中，持续通入HCl的作用是_______。
(4)查阅资料：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- ⇌[CuCl4]2-(黄色)+4H2O，设计实验证明CuCl2溶液中存在上述平衡：取少量蓝色CuCl2稀溶液于试管中，_______。
(5)查阅资料：[CuCl4]2-比[Cu(H2O)4]2+更稳定：与Cu2+配位时，Cl-比H2O的配位能力更强，原因可能是_______。
13．（2023·广东·华南师大附中校联考模拟预测）明矾()在工业上用作印染媒染剂和净水剂，医药上用作收敛剂。实验小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾并测定其组成，探究明矾净水的影响因素。

(1)废铝制易拉罐溶于溶液发生的主要反应为_______。(用离子反应方程式表示)
(2)溶液Ⅰ加硫酸溶液的过程中观察到白色沉淀生成，该沉淀的化学式为_______。
(3)在下列各图中，上述流程中“系列操作”一定不需要用到的实验操作是_______。(填编号)
A． B． C． D．
(4)为测定该明矾晶体样品中的含量，该实验小组称取ag明矾晶体样品，溶于50mL稀盐酸中，加入足量溶液，使完全沉淀。用质量为bg的漏斗进行过滤，洗净滤渣后，将漏斗和滤渣一并干燥至恒重，测得质量为cg。(已知硫酸钡的摩尔质量为233g/mol)
①过滤前判断溶液中已经完全沉淀的实验操作和现象是_______。
②该明矾晶体样品中的含量为_______mol/g。(即每克明矾晶体中的物质的量)
(5)明矾中的在水溶液中能够水解产生胶体从而具有净水作用。为探究和添加助凝剂对明矾净水效果的影响，实验小组选取一种悬浊液进行探究实验，请将下列表格内容补充完整。已知：净水效果可用相同时间内悬浊液的浊度变化来衡量。浊度越高，代表悬浊液越浑浊。
组别
悬浊液体积

饱和明矾溶液用量
添加的助凝剂
净水前浊度
净水tmin后浊度体积
1
15mL
4
2滴
无
A1
B1
2
15mL
7
2滴
无
A2
B2
3
15mL
_______
2滴
_______
A3
B3
4
15mL
10
2滴
有
A4
B4

实验结论一：通过1、2、3组实验，发现随着增大，净水效果依次增强。减小，明矾净水效果减弱的原因是_______。
实验结论二：添加助凝剂能够显著提高净水效果。该实验结论成立的判断依据是_______。(用表中数据表示)

三、工业流程题
14．（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下：

己知：某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
氢氧化物
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Mg(OH)2
9.3
10.8
Fe(OH)2
7.6
9.6
Fe(OH)3
2.7
3.7
Al(OH)3
3.7
4.7

根据题意回答第(1)～(5)题：
(1)在酸解过程中，欲加快酸解时的化学反应速率，请提出两种可行的措施：___________、___________。
(2)加入的NaClO可与Mn2+反应：Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-，还有一种离子也会被NaClO氧化，并发生水解，该反应的离子方程式为___________。
(3)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3，Al(OH)3、MnO2外，还有___________。
(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：
温度(℃)
40
50
60
70
MgSO4
30.9
33.4
35.6
36.9
CaSO4
0.210
0.207
0.201
0.193

“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明操作步骤是___________，___________。
(5)实验中提供的硼镁泥共100g，得到的MgSO4·7H2O为172.2g，计算MgSO4·7H2O的产率为___________。
15．（2023·广东肇庆·高要一中校考二模）辉铜矿主要成分Cu2S，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，软锰矿主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下：
已知：①MnO2有较强的氧化性，能将Cu+氧化成Cu2+
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH3
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3+：1.5～3.2 Mn2+：8.3～9.8 Cu2+：4.4~6.4。

(1)实验室配制250mL 4.8 mol/L的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要_______。
(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_______(任写一点)。
(3)酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式_______。
(4)调节浸出液pH=4的作用是_______。
(5)本工艺中可循环使用的物质是(写化学式)_______。
(6)获得的MnSO4·H2O晶体后常用酒精洗涤，优点是_______。
(7)用标准的BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)其可能原因有_______(任写一种)。
16．（2023·广东·统考一模）利用转炉烟尘(主要成分：CuO、ZnO、PbO、Sb4O6、As2O5)制备硫酸铜联产硫酸锌以及聚合硫酸铁的工艺流程如图：

已知：
①酸浸后As元素以H3AsO4形式存在；
②常温下，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20；
③聚合硫酸铁盐基度[聚合硫酸铁中×100%]越大，絮凝效果越好。
回答下列问题：
(1)“酸浸渣”所含金属化合物是_____(填化学式)。常温下，调节“酸浸液”pH为_____(保留两位有效数字)时，溶液中c(Cu2+)=0.01mol/L。
(2)生成Ca3(AsO4)2·Ca(OH)2的化学方程式为_____。
(3)在一定温度下，将NaClO3加入“浓缩液”中可制取聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]m。
①x和y的关系应满足：y=_____(用含x的式子表示)。
②“滤液3”中H2SO4的加入量对盐基度的影响如图所示，当n(H2SO4)：n(FeSO4)＞0.35时，产品的盐基度减小，其原因是_____。

(4)①“萃余液”经_____、_____、过滤、洗涤，得到ZnSO4·7H2O晶体。
②加热ZnSO4·7H2O固体，固体质量保留百分数与温度的关系如图所示。将ZnSO4·7H2O(M=287g/mol)加热到145℃时得到ZnSO4·xH2O，其中x的值为_____；温度为1050℃时，ZnSO4固体完全分解为ZnO以及两种气体(只有一种是氧化物)，该反应的化学方程式为_____。

17．（2023·广东湛江·统考一模）镍钴锰酸锂材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料，具有容量高、循环稳定性好、成本适中等优点，这类材料可以同时有效克服钴酸锂材料成本过高、磷酸铁锂容量低等问题，工业上可由废旧的钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂电池正极材料(还含有铝箔、炭黑、有机黏合剂等)，经过一系列工艺流程制备镍钴锰酸锂材料，该材料可用于三元锂电池的制备，实现电池的回收再利用，工艺流程如下图所示：

已知：①粉碎灼烧后主要成分是、、、MnO、Fe2O3、；
②萃取剂对选择性很高，且生成的物质很稳定，有机相中的很难被反萃取
请回答下列问题：
(1)正极材料在“灼烧”前先粉碎的目的是___________。
(2)“碱浸”的目的是___________，涉及的化学方程式是___________。
(3)“酸浸”时加入的作用是___________。
(4)上述工艺流程中采用萃取法净化除去了，若采用沉淀法除去铁元素，结合下表，最佳的pH范围是___________。







开始沉淀时pH
1.5
3.4
6.3
6.6
6.7
7.8
完全沉淀时pH
3.5
4.7
8.3
9.2
9.5
10.4

(5)镍钴锰酸锂材料中根据镍钴锰的比例不同，可有不同的结构，其中一种底面为正六边形结构的晶胞如图所示。

①该物质的化学式为___________，写出基态Mn原子价层电子的轨道表示式___________。
②已知晶胞底面边长是anm，高是bnm，一个晶胞的质量为Mg，计算该晶胞的密度___________(用计算式表示)。
18．（2023·广东梅州·统考模拟预测）磷酸亚铁锂()是新能源汽车中锂离子电池常用的电极材料。对废旧电极(含、Al箔、石墨粉等)回收并获得高纯的工艺流程如下：

已知：在水中的溶解度不大，且溶解度随温度升高而减小。
(1)回收的废旧锂离子电池需进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析不合理的是___________(填标号)。
A．拆分前对废旧电池进行预放电，有利于释放残余能量，消除安全隐患
B．预放电时电池中的锂离子移向正极，有利于提高正极片中锂元素的回收率
C．热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等
D．锂离子电池不含汞、镉、铅等有毒重金属，可用普通垃圾处理方法处理
(2)过程Ⅰ为粉碎处理，为加快过程Ⅱ的反应速率，还可以采用的措施有___________(写出其中一种即可)，过程Ⅱ中足量NaOH溶液的作用是___________(用离子方程式表示)。
(3)过程Ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如下表所示：
序号
酸
氧化剂
浸出液浓度(g/L)
滤渣中Li含量/%
实验1
HCl

9.02
0.10
实验2
HCl

9.05
0.08
实验3
HCl

7.05
0.93

实验2中，可与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量。综合考虑的浸出率及环保因素，选择的氧化剂最好为___________。
(4)过程Ⅵ首先需洗涤“粗品”，应该用___________(填“热水”或“冷水”)洗。若滤液2中，过程Ⅴ中加入等体积的溶液后，若沉淀中的Li元素占滤液中Li元素总量的95.0%，则加入的碳酸钠溶液浓度为___________[已知：，溶液混合引起的体积变化可忽略]。
(5)工业上用、、LiCl及苯胺()为原料制取磷酸亚铁锂。中，的空间结构为___________。LiCl和均为金属氯化物，LiCl沸点1350℃，沸点315℃，两者沸点差异明显的主要原因是___________。
(6)某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为___________，该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为___________(列出计算式，用表示阿伏加德罗常数)。

19．（2023·广东茂名·统考一模）某废旧锂离子电池的正极材料成分为和，下图为从其中回收钴、镍的工艺流程。

回答下列问题：
(1)中的元素为价，和个数比为，则元素化合价为_______。
(2)“碱浸过滤”所得滤液的主要成分为_______。
(3)“还原焙烧”过程发生反应的化学方程式为_______。
(4)“碳化水浸”过程中反应为：，该反应的标准吉布斯自由能和标准生成焓随温度变化如图。该过程需要控制在_______(填“a”、“b”或c)进行，其原因是_______。
a.    b.    c.

(5)常温下，为寻找“碳化水浸”的最佳，将固体加入水中，通入使固体逐步溶解，当固体恰好完全溶解时，，则溶液中的为_______(保留两位有效数字，忽略体积变化)。
已知：，，
(6)“萃取”的原理是(M表金属离子，代表萃取剂，则反萃取时加入的试剂为_______。
20．（2023·广东佛山·统考一模）镍是重要的战略金属资源，一种从某高镁低品位铜镍矿(主要成分为CuFeS2、FeS2、3NiO●4SiO2●H2O、3MgO●4SiO2●H2O等)中回收Cu、Ni的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
(1)中，元素的化合价为_______。
(2)为提高“氧压浸出”的速率，可行的操作有_______(任填一个)。
(3)“氧压浸出”的滤渣有S和_______，该环节中发生的化学反应方程式为_______。
(4)“萃铜”时的反应为：(有机相)(水相)(有机相)(水相)，下列说法正确的有_______。
A．向萃取液中加入稀硫酸进行“反萃取”，可得到单质
B．萃余液中的阳离子为：
C．一定条件下，萃取平衡时，，则的萃取率为80%
D．为提高的萃取率，可适当提高溶液
(5)已知，“滤液”中，“沉镍”时，控制为8.50，此时的沉淀率为_______，“沉镍”后的母液，含有的主要溶质为_______(填化学式)。
21．（2023·广东深圳·统考一模）铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以含铋烧渣(主要成分为、，还含有少量MnS、、CuO及等)制取并回收锰的工艺流程如下：

已知：①氧化性：；
②易水解成BiOCl沉淀；常温下，BiOCl存在的pH范围约为2.0～11.0；
③常温下，；。
回答下列问题：
(1)基态锰原子的价电子排布式为__________。
(2)“水浸提锰”时，另加入少量稀硫酸可促进__________(填化学式)溶解，进一步提高锰的浸取率。
(3)“滤渣2”的主要成分有__________(填化学式)、Bi。
(4)常温下，“含滤液”中的浓度为。为保证BiOCl产品的纯度，理论上，“沉铋”时应控制溶液的pH＜______(保留一位小数)。
(5)“脱氯”过程中发生主要反应的离子方程式为__________。
(6)BiOCl是一种性能优良的光催化剂，可催化降解有机污染物对硝基苯酚()等。对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点，其原因是__________。
(7)我国科学家在新型二维半导体芯片材料——硒氧化铋的研究中取得突破性进展。硒氧化铋的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞参数为a pm，a pm，b pm。

①该晶胞沿z轴方向的投影图为______(填标号)。
A．B．C．D．
②该晶体中，每个周围紧邻的共有______个。
③该晶体的密度为______(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
22．（2023·广东广州·统考二模）铬广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以铬铁矿(主要成分为，含有少量)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
(1)中为价，的化合价为_______，“焙烧”中反应的化学方程式为_______。
(2)“沉铝”中所得滤渣的成分为_______，需控制的原因为_______。
(3)“酸化”中反应的离子方程式为_______，若该反应的平衡常数，已知：酸化”后溶液中，则溶液中_______。
(4)氧铬酸钙是一种常见含铬矿石，其立方晶胞如图所示。

①氧铬酸钙的化学式为_______。
②1个钙原子与_______个氧原子最近且等距离。
③该晶体密度为_______(列出计算式即可。已知和O的最近距离为，代表阿伏加德罗常数)
23．（2023·广东江门·校联考模拟预测）从铜电解液(主要含、Ni2+、、、、Zn2+等)中提纯得到粗硫酸镍晶体，为了进一步纯化并回收胆矾晶体，某课题小组设计了如图流程：

已知：相关离子浓度为0.1mol/L时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Ca2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
4.2
6.3
1.5
11.8
6.2
6.9
沉淀完全的uH
6.7
8.3
2.8
13.8
8.2
8.9

(1)为加快“水浸”时的浸出率，可采取的措施有_______(任写一点)。
(2)为了使“溶液1”中的反应充分进行，需要通入稍过量的H2S，写出Fe3+与H2S发生反应的离子方程式：_______。
(3)请结合离子方程式解释向“溶液2”中加入Ni(OH)2的原因_______。
(4)“操作X”为在_______(填仪器名称)中加热至_______，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得到结晶水合物晶体。
(5)若“溶液3”中Ca2+的浓度为0.001mol/L，取等体积的NiF2溶液与该溶液混合，要使反应结束时c(Ca2+)