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高考化学二轮复习专项分层特训练13 以工业流程、工业制备为载体对元素及化合物的综合考查 含答案
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这是一份高考化学二轮复习专项分层特训练13 以工业流程、工业制备为载体对元素及化合物的综合考查 含答案，共10页。
下列说法错误的是( )
A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序
B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C．中和工序中的化学反应为Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2O
D．参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1
2．[2022·湖南卷]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是( )
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
3．[2021·湖南卷]一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法错误的是 ( )
A.物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为
MgO＋C＋Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) MgCl2＋CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
4．[2021·河北卷]BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图：
下列说法错误的是 ( )
A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度
B．转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C．水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3＋水解程度
D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
5．[2021·山东卷]工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如下，下列说法错误的是 ( )
A．吸收过程中有气体生成
B．结晶后母液中含有NaHCO3
C．气流干燥湿料时温度不宜过高
D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
6．[2022·山东夏津第一中学月考]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．若通过电解法以铁为原料制高铁酸钾，铁棒应作阳极
B．“尾气”可用碱溶液吸收也可用FeCl2等具有还原性物质的溶液吸收
C．反应Ⅱ中生成1 ml Na2FeO4时转移的电子数为3NA(NA表示阿伏加德罗常数)
D．最后一步能制取K2FeO4的原因是相同温度下K2FeO4的溶解度大于Na2FeO4
7．[2022·山东菏泽一模]某新型纳米材料氧缺位铁酸盐ZnFe2Ox(3下列说法正确的是 ( )
A．浸取时，为了提高酸浸效率，可以延长浸取时间或将稀硫酸换成浓硫酸
B．“除杂”过程中有加入足量锌粉等操作，与锌粉反应的离子只有Pb2＋和Cu2＋
C．除去SO2时，ZnFe2Ox在反应中表现了氧化性
D．ZnFe2O4与H2反应制得1 ml ZnFe2Ox时转移电子(8－2x)ml
8．[2022·山东临沂一模]工业上可用克劳斯工艺处理含H2S的尾气获得硫黄，工艺流程如图：已知反应炉中部分H2S发生反应：
2H2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2SO2＋2H2O。下列说法错误的是 ( )
A.可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫
B．每回收32 g单质硫，理论上消耗氧气的体积为33.6 L(标准状况)
C．催化转化器中发生的反应为SO2＋2H2S eq \(=====,\s\up7(高温)) 3S＋2H2O
D．为提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率约为33.3%
9．[2022·山东济宁一模](双选)国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)发电玻璃被誉为“挂在墙上的油田”。一种以镉废渣(含CdO及ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液pH如表。
下列说法错误的是( )
A.调节pH＝5目的是除去Fe和Cu等杂质元素
B.“滤渣2”主要成分为MnO2
C.“置换”后滤液溶质主要是ZnSO4
D.“熔炼”过程利用Cd与Na2ZnO2的密度差异将二者分离
10．[2022·山东枣庄期末]某溴素厂以卤水为原料生产液溴的工艺流程如图所示：
下列说法错误的是 ( )
A.“氧化Ⅰ”加入稀硫酸的目的是抑制Br2与水的反应
B.“热空气吹出”后再“还原”是为了富集溴元素
C.粗溴水与卤水混合循环利用
D.“蒸馏分离”时先蒸出的物质是溴
11．[2022·山东德州期末]NaClO2在工业上常用于消毒杀菌、漂白，如图为“过氧化氢法”制备NaClO2的流程。下列说法正确的是( )
A.为减少杂质离子，硫酸可以用盐酸代替
B.过程①的离子方程式为
2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋===2ClO2↑＋2CO2↑＋2H2O
C.理论上消耗的草酸与H2O2的物质的量之比为1∶1
D.相同物质的量的NaClO2与Cl2相比，消毒效率之比为3∶2
12．[2022·安徽江淮十校联考]焦亚硫酸钠(Na2S2O5)为白色或黄色结晶粉末或小结晶，带有强烈的刺激性气味，与强酸接触则放出SO2。研究表明，焦亚硫酸钠处理含铬(Ⅵ)废水较其他方法效果好，处理费用低。其工艺流程如图所示，下列说法不正确的是 ( )
A.反应池中发生反应的离子方程式为
3S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) ＋2Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋10H＋===6SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4Cr3＋＋5H2O
B.在实际工业中pH过低，则需要的焦亚硫酸钠的量比理论值小
C.硫酸加入的量不宜过大，否则会消耗过多的石灰乳造成浪费
D.Cr(OH)3淤泥中还含有CaSO4、Ca(OH)2等物质
13．[2022·安徽师大附中月考]为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如图流程，下列说法不正确的是( )
A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO3
B.捕获剂所捕获的气体主要是CO
C.X可以是空气，当它过量时，会发生反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2===2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
D.处理含NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 废水时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1
14．[2022·湖南师大附中月考]氨和硝酸是重要的化工产品，工业合成氨及制备硝酸的流程如图：
下列说法错误的是 ( )
A.“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质
B.为提高氮的利用率，尾气可循环进入“氧化炉”
C.流程中的转化涉及复分解反应
D.工业上可用铁槽车储运浓硝酸
练13 以工业流程、工业制备为载体对元素及化合物的综合考查
1．答案：A
解析：还原工序发生的反应为Br2＋BaS===BaBr2＋S↓，逸出的Br2用NaOH吸收后不能直接返回还原工序，否则会引入Na＋，在后续工序中Na＋不容易被除去，导致产品不纯，A错误；加入H2SO4后，会生成BaSO4沉淀，还原工序中还有S单质生成，则滤渣为S和BaSO4，单质S易溶于有机溶剂煤油，而BaSO4不溶于煤油，可用煤油进行组分分离，B正确；经过除杂工序后，滤液中主要溶质为HBr，Li2CO3与HBr反应生成LiBr、CO2和H2O，C正确；由得失电子守恒得n（Br2）∶n（BaS）＝1∶1，由Ba2＋和SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的反应关系可得n（BaS）∶n（H2SO4）＝1∶1，D正确。
2．答案：C
解析：陶瓷中的SiO2能与HF反应，A项正确；喷淋法能使溶液与烟气充分接触，提高吸收效率，B项正确；如图可知，C项错误；滤液中含有Na2CO3，可用作吸收塔中的吸收剂，D项正确。
3．答案：D
解析：苦卤水中含有大量镁离子，加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁，生石灰来源丰富、价格便宜，常用来做沉镁的沉淀剂，A说法正确；镁为活泼金属，工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁，B说法正确；根据题给流程图可知，“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁，“氯化”过程中，加入碳和氯气与氧化镁反应，生成无水氯化镁和一种气体，根据原子守恒和化合价升降可得反应的化学方程式为MgO＋C＋Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) MgCl2＋CO，C说法正确；向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸，得到氯化镁溶液，由于镁离子会发生水解反应Mg2＋＋2H2O⇌Mg（OH）2＋2H＋，直接蒸发MgCl2溶液，生成的HCl挥发，最终得到的是氢氧化镁，而不是无水氯化镁，D说法错误。
4．答案：D
解析：酸浸工序中分次加入稀硝酸可以使金属Bi的溶解更加彻底，且避免一次性加入反应过于剧烈，A项正确；硝酸铋在溶液中发生水解反应，使溶液呈酸性，转化工序中加入稀盐酸可以抑制BiONO3的生成，B项正确；Bi3＋水解产生H＋，醋酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解产生OH－，水解工序中，加入少量醋酸钠固体，可以使Bi3＋的水解平衡正向移动，促进Bi3＋水解，C项正确；硝酸铵是强酸弱碱盐，水解产生H＋，水解工序中，加入硝酸铵固体会抑制Bi3＋的水解，不利于BiOCl的生成，D项错误。
5．答案：B
解析：以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3，反应原理为2SO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHSO3＋CO2，A项正确；要使产物得到NaHSO3，需通入足量SO2，则结晶后母液中溶质是NaHSO3，一定不含有NaHCO3，B项错误；为了防止NaHSO3分解，气流干燥湿料时温度不能过高，C项正确；向含NaHSO3的母液中加入Na2CO3中和至pH＝8，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D项正确。
6．答案：D
解析：由题给流程可知，铁屑与氯气反应生成氯化铁，氯化铁与次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、高铁酸钠和水，向高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将溶解度大的高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，过滤得到粗高铁酸钾晶体。通过电解法以铁为原料制高铁酸钾时，铁元素的化合价升高被氧化，则铁棒应作阳极，故A正确；反应Ⅰ尾气为氯气，能用碱溶液或氯化亚铁等具有还原性物质的溶液吸收，防止污染空气，故B正确；氯化铁转化为高铁酸钠，Fe的化合价由＋3价升高为＋6价，则生成1 ml高铁酸钠时转移电子的物质的量为3 ml，转移的电子数为3 ml×NAml－1＝3NA，故C正确；向高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液的目的是将溶解度大的高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，故D错误。
7．答案：D
解析：浸取时，若将稀硫酸换成浓硫酸，浓硫酸与Zn反应放出有毒有害的气体SO2，故为了提高酸浸效率，可以延长浸取时间，但不能将稀硫酸换成浓硫酸，A错误；与锌粉反应的离子不只有Pb2＋和Cu2＋，还有Fe3＋，B错误；除去SO2时，SO2与ZnFe2Ox反应生成S单质，故SO2被还原，表现出氧化性，则ZnFe2Ox在反应中表现了还原性，C错误；已知ZnFe2O4中Zn为＋2价，Fe为＋3价，ZnFe2Ox中Zn为＋2价，Fe为＋（x－1）价，故ZnFe2O4与H2反应制得1 ml ZnFe2Ox时转移电子2×[3－（x－1）]ml＝（8－2x）ml，D正确。
8．答案：B
解析：由题干已知信息可知，反应炉中部分H2S发生反应：2H2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2SO2＋2H2O，催化转化器中H2S和生成的SO2发生反应为SO2＋2H2S eq \(=====,\s\up7(高温)) 3S＋2H2O，生成的硫蒸气经硫冷凝器可冷凝变为固体，和气体分离。利用SO2可使品红溶液褪色的特性，可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫，A正确；32 g单质硫的物质的量为 eq \f(32 g,32 g·ml－1) ＝1 ml，根据转化关系可知，H2S最终都转化为S，则整个过程中回收1 ml S，转移2 ml电子，由得失电子守恒知消耗0.5 ml O2，故理论上消耗标准状况下氧气的体积为0.5 ml×22.4 L·ml－1＝11.2 L，B错误；由分析可知，C正确；根据化学方程式2H2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2SO2＋2H2O、SO2＋2H2S eq \(=====,\s\up7(高温)) 3S＋2H2O可知，为提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率约为33.3%，D正确。
9．答案：AB
解析：根据流程图，镉废渣（含CdO及ZnO、CuO、MnO、FeO杂质）加入硫酸溶解生成多种硫酸盐，此时溶液中Fe元素以Fe2＋形式存在，加入石灰乳调节pH＝5，得到沉淀Cu（OH）2和CaSO4；在滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe（OH）3沉淀，同时把Mn2＋氧化为MnO2；滤液中加入锌置换出Cd，得到海绵镉，用氢氧化钠溶解海绵镉中过量的锌，得到Cd和Na2ZnO2。调节pH＝5，得到沉淀Cu（OH）2和CaSO4，A错误；由分析知，“滤渣2”主要成分为MnO2、Fe（OH）3，B错误；滤液中加入锌置换出Cd，“置换”后滤液溶质主要是ZnSO4，C正确；用氢氧化钠溶解海绵镉中过量的锌，“熔炼”过程利用Cd与Na2ZnO2的密度差异将二者分离，D正确。
10．答案：C
解析：“氧化Ⅰ”时Cl2将溶液中的Br－氧化为Br2，Br2能够与H2O反应产生HBr、HBrO，该反应是可逆反应，向该溶液中加入稀硫酸，增大溶液中c（H＋），可抑制Br2与水的反应，A正确；由于Br2沸点低，加热易挥发，所以“热空气吹出”可以将Cl2置换出的Br2吹出，与SO2在溶液中发生氧化还原反应，产生H2SO4、HBr后再“氧化”，其目的是为了富集溴减少蒸馏过程的能源消耗，B正确；粗溴水中含有Br2，要将其加入到还原、富集操作步骤中加以循环利用，与卤水混合再用热空气吹出会增加能耗，C错误；由于Br2沸点低、易挥发，故“蒸馏分离”时先蒸出的物质是溴，D正确。
11．答案：C
解析：由流程图可知，氯酸钠溶液与加入的草酸溶液和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯和水，二氧化碳和二氧化氯混合气体用冷水吸收得到二氧化氯溶液，二氧化氯溶液与过氧化氢、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠、氧气和水，亚氯酸钠溶液经结晶、过滤、洗涤、干燥得到亚氯酸钠。盐酸具有还原性，能与氯酸钠反应生成氯化钠、氯气和水，会使制得的二氧化氯中混有氯气，所以不能用盐酸代替，故A错误；草酸为弱酸，离子方程式中应写化学式，过程①发生反应的离子方程式为2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2C2O4＋2H＋===2ClO2↑＋2CO2↑＋2H2O，故B错误；过程②发生的反应为2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2↑＋2H2O，结合B项分析可得如下关系：H2C2O4～2ClO2～H2O2，则理论上消耗的草酸与过氧化氢的物质的量之比为1∶1，故C正确；1 ml亚氯酸钠转化成氯离子得到4 ml电子，1 ml氯气转化成氯离子得到2 ml电子，则相同物质的量的亚氯酸钠和氯气的消毒效率之比为2∶1，故D错误。
12．答案：B
解析：根据流程分析可知，反应池中，在酸性环境下，Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 被Na2S2O5还原为Cr3＋，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为3S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) ＋2Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋10H＋===6SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4Cr3＋＋5H2O，A项正确；在实际工业中pH过低，酸性过强，S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) 会转化为SO2逸出，则需要的Na2S2O5的量比理论值大，B项错误；硫酸加入的量过多，会消耗过多的石灰乳形成CaSO4，C项正确；溶液中存在SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，会形成微溶的CaSO4，Ca（OH）2的溶解度也较小，所以Cr（OH）3淤泥中还含有CaSO4、Ca（OH）2等物质，D项正确。
13．答案：A
解析：工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成CaCO3、CaSO3，因Ca（OH）2过量，则固体1主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3，A项错误；气体2中含有CO、N2，则捕获的气体主要是CO，防止污染空气，B项正确；气体1中含有不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO，根据流程中信息判断：气体1中加入X，用NaOH溶液处理后得到NaNO2，N元素化合价由NO中＋2价最终升高至NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 中＋3价，则X可能为空气，但当空气过量时，会继续发生反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2===2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，C项正确；用NaNO2处理含NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 废水时，发生反应的离子方程式为NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ===N2↑＋2H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1，D项正确。
14．答案：C
解析：氮气和氢气在合成塔中合成氨气，分离出的氨气进入氧化炉与通入的空气生成一氧化氮，一氧化氮和水、空气在吸收塔中生成硝酸。氨气易液化，将液氨分离出来，剩余的氮气、氢气可以循环利用，“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质，故A正确；尾气中含有NO，为提高氮的利用率，尾气可循环进入“氧化炉”，故B正确；流程中的转化涉及的反应为N2＋3H2 eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温、高压)) 2NH3、4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，均为氧化还原反应，未涉及复分解反应，故C错误；常温下，铁遇浓硝酸钝化，工业上可用铁槽车储运浓硝酸，故D正确。
Fe3＋
Fe2＋
Cu2＋
开始沉淀
2.7
6.3
3.8
完全沉淀
3.2
8.3
5.0
下列说法错误的是( )
A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序
B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C．中和工序中的化学反应为Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2O
D．参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1
2．[2022·湖南卷]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是( )
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
3．[2021·湖南卷]一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法错误的是 ( )
A.物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为
MgO＋C＋Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) MgCl2＋CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
4．[2021·河北卷]BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图：
下列说法错误的是 ( )
A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度
B．转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C．水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3＋水解程度
D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
5．[2021·山东卷]工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如下，下列说法错误的是 ( )
A．吸收过程中有气体生成
B．结晶后母液中含有NaHCO3
C．气流干燥湿料时温度不宜过高
D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
6．[2022·山东夏津第一中学月考]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．若通过电解法以铁为原料制高铁酸钾，铁棒应作阳极
B．“尾气”可用碱溶液吸收也可用FeCl2等具有还原性物质的溶液吸收
C．反应Ⅱ中生成1 ml Na2FeO4时转移的电子数为3NA(NA表示阿伏加德罗常数)
D．最后一步能制取K2FeO4的原因是相同温度下K2FeO4的溶解度大于Na2FeO4
7．[2022·山东菏泽一模]某新型纳米材料氧缺位铁酸盐ZnFe2Ox(3
A．浸取时，为了提高酸浸效率，可以延长浸取时间或将稀硫酸换成浓硫酸
B．“除杂”过程中有加入足量锌粉等操作，与锌粉反应的离子只有Pb2＋和Cu2＋
C．除去SO2时，ZnFe2Ox在反应中表现了氧化性
D．ZnFe2O4与H2反应制得1 ml ZnFe2Ox时转移电子(8－2x)ml
8．[2022·山东临沂一模]工业上可用克劳斯工艺处理含H2S的尾气获得硫黄，工艺流程如图：已知反应炉中部分H2S发生反应：
2H2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2SO2＋2H2O。下列说法错误的是 ( )
A.可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫
B．每回收32 g单质硫，理论上消耗氧气的体积为33.6 L(标准状况)
C．催化转化器中发生的反应为SO2＋2H2S eq \(=====,\s\up7(高温)) 3S＋2H2O
D．为提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率约为33.3%
9．[2022·山东济宁一模](双选)国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)发电玻璃被誉为“挂在墙上的油田”。一种以镉废渣(含CdO及ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液pH如表。
下列说法错误的是( )
A.调节pH＝5目的是除去Fe和Cu等杂质元素
B.“滤渣2”主要成分为MnO2
C.“置换”后滤液溶质主要是ZnSO4
D.“熔炼”过程利用Cd与Na2ZnO2的密度差异将二者分离
10．[2022·山东枣庄期末]某溴素厂以卤水为原料生产液溴的工艺流程如图所示：
下列说法错误的是 ( )
A.“氧化Ⅰ”加入稀硫酸的目的是抑制Br2与水的反应
B.“热空气吹出”后再“还原”是为了富集溴元素
C.粗溴水与卤水混合循环利用
D.“蒸馏分离”时先蒸出的物质是溴
11．[2022·山东德州期末]NaClO2在工业上常用于消毒杀菌、漂白，如图为“过氧化氢法”制备NaClO2的流程。下列说法正确的是( )
A.为减少杂质离子，硫酸可以用盐酸代替
B.过程①的离子方程式为
2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋===2ClO2↑＋2CO2↑＋2H2O
C.理论上消耗的草酸与H2O2的物质的量之比为1∶1
D.相同物质的量的NaClO2与Cl2相比，消毒效率之比为3∶2
12．[2022·安徽江淮十校联考]焦亚硫酸钠(Na2S2O5)为白色或黄色结晶粉末或小结晶，带有强烈的刺激性气味，与强酸接触则放出SO2。研究表明，焦亚硫酸钠处理含铬(Ⅵ)废水较其他方法效果好，处理费用低。其工艺流程如图所示，下列说法不正确的是 ( )
A.反应池中发生反应的离子方程式为
3S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) ＋2Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋10H＋===6SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4Cr3＋＋5H2O
B.在实际工业中pH过低，则需要的焦亚硫酸钠的量比理论值小
C.硫酸加入的量不宜过大，否则会消耗过多的石灰乳造成浪费
D.Cr(OH)3淤泥中还含有CaSO4、Ca(OH)2等物质
13．[2022·安徽师大附中月考]为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如图流程，下列说法不正确的是( )
A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO3
B.捕获剂所捕获的气体主要是CO
C.X可以是空气，当它过量时，会发生反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2===2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
D.处理含NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 废水时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1
14．[2022·湖南师大附中月考]氨和硝酸是重要的化工产品，工业合成氨及制备硝酸的流程如图：
下列说法错误的是 ( )
A.“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质
B.为提高氮的利用率，尾气可循环进入“氧化炉”
C.流程中的转化涉及复分解反应
D.工业上可用铁槽车储运浓硝酸
练13 以工业流程、工业制备为载体对元素及化合物的综合考查
1．答案：A
解析：还原工序发生的反应为Br2＋BaS===BaBr2＋S↓，逸出的Br2用NaOH吸收后不能直接返回还原工序，否则会引入Na＋，在后续工序中Na＋不容易被除去，导致产品不纯，A错误；加入H2SO4后，会生成BaSO4沉淀，还原工序中还有S单质生成，则滤渣为S和BaSO4，单质S易溶于有机溶剂煤油，而BaSO4不溶于煤油，可用煤油进行组分分离，B正确；经过除杂工序后，滤液中主要溶质为HBr，Li2CO3与HBr反应生成LiBr、CO2和H2O，C正确；由得失电子守恒得n（Br2）∶n（BaS）＝1∶1，由Ba2＋和SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的反应关系可得n（BaS）∶n（H2SO4）＝1∶1，D正确。
2．答案：C
解析：陶瓷中的SiO2能与HF反应，A项正确；喷淋法能使溶液与烟气充分接触，提高吸收效率，B项正确；如图可知，C项错误；滤液中含有Na2CO3，可用作吸收塔中的吸收剂，D项正确。
3．答案：D
解析：苦卤水中含有大量镁离子，加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁，生石灰来源丰富、价格便宜，常用来做沉镁的沉淀剂，A说法正确；镁为活泼金属，工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁，B说法正确；根据题给流程图可知，“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁，“氯化”过程中，加入碳和氯气与氧化镁反应，生成无水氯化镁和一种气体，根据原子守恒和化合价升降可得反应的化学方程式为MgO＋C＋Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) MgCl2＋CO，C说法正确；向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸，得到氯化镁溶液，由于镁离子会发生水解反应Mg2＋＋2H2O⇌Mg（OH）2＋2H＋，直接蒸发MgCl2溶液，生成的HCl挥发，最终得到的是氢氧化镁，而不是无水氯化镁，D说法错误。
4．答案：D
解析：酸浸工序中分次加入稀硝酸可以使金属Bi的溶解更加彻底，且避免一次性加入反应过于剧烈，A项正确；硝酸铋在溶液中发生水解反应，使溶液呈酸性，转化工序中加入稀盐酸可以抑制BiONO3的生成，B项正确；Bi3＋水解产生H＋，醋酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解产生OH－，水解工序中，加入少量醋酸钠固体，可以使Bi3＋的水解平衡正向移动，促进Bi3＋水解，C项正确；硝酸铵是强酸弱碱盐，水解产生H＋，水解工序中，加入硝酸铵固体会抑制Bi3＋的水解，不利于BiOCl的生成，D项错误。
5．答案：B
解析：以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3，反应原理为2SO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHSO3＋CO2，A项正确；要使产物得到NaHSO3，需通入足量SO2，则结晶后母液中溶质是NaHSO3，一定不含有NaHCO3，B项错误；为了防止NaHSO3分解，气流干燥湿料时温度不能过高，C项正确；向含NaHSO3的母液中加入Na2CO3中和至pH＝8，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D项正确。
6．答案：D
解析：由题给流程可知，铁屑与氯气反应生成氯化铁，氯化铁与次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、高铁酸钠和水，向高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将溶解度大的高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，过滤得到粗高铁酸钾晶体。通过电解法以铁为原料制高铁酸钾时，铁元素的化合价升高被氧化，则铁棒应作阳极，故A正确；反应Ⅰ尾气为氯气，能用碱溶液或氯化亚铁等具有还原性物质的溶液吸收，防止污染空气，故B正确；氯化铁转化为高铁酸钠，Fe的化合价由＋3价升高为＋6价，则生成1 ml高铁酸钠时转移电子的物质的量为3 ml，转移的电子数为3 ml×NAml－1＝3NA，故C正确；向高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液的目的是将溶解度大的高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，故D错误。
7．答案：D
解析：浸取时，若将稀硫酸换成浓硫酸，浓硫酸与Zn反应放出有毒有害的气体SO2，故为了提高酸浸效率，可以延长浸取时间，但不能将稀硫酸换成浓硫酸，A错误；与锌粉反应的离子不只有Pb2＋和Cu2＋，还有Fe3＋，B错误；除去SO2时，SO2与ZnFe2Ox反应生成S单质，故SO2被还原，表现出氧化性，则ZnFe2Ox在反应中表现了还原性，C错误；已知ZnFe2O4中Zn为＋2价，Fe为＋3价，ZnFe2Ox中Zn为＋2价，Fe为＋（x－1）价，故ZnFe2O4与H2反应制得1 ml ZnFe2Ox时转移电子2×[3－（x－1）]ml＝（8－2x）ml，D正确。
8．答案：B
解析：由题干已知信息可知，反应炉中部分H2S发生反应：2H2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2SO2＋2H2O，催化转化器中H2S和生成的SO2发生反应为SO2＋2H2S eq \(=====,\s\up7(高温)) 3S＋2H2O，生成的硫蒸气经硫冷凝器可冷凝变为固体，和气体分离。利用SO2可使品红溶液褪色的特性，可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫，A正确；32 g单质硫的物质的量为 eq \f(32 g,32 g·ml－1) ＝1 ml，根据转化关系可知，H2S最终都转化为S，则整个过程中回收1 ml S，转移2 ml电子，由得失电子守恒知消耗0.5 ml O2，故理论上消耗标准状况下氧气的体积为0.5 ml×22.4 L·ml－1＝11.2 L，B错误；由分析可知，C正确；根据化学方程式2H2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2SO2＋2H2O、SO2＋2H2S eq \(=====,\s\up7(高温)) 3S＋2H2O可知，为提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率约为33.3%，D正确。
9．答案：AB
解析：根据流程图，镉废渣（含CdO及ZnO、CuO、MnO、FeO杂质）加入硫酸溶解生成多种硫酸盐，此时溶液中Fe元素以Fe2＋形式存在，加入石灰乳调节pH＝5，得到沉淀Cu（OH）2和CaSO4；在滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe（OH）3沉淀，同时把Mn2＋氧化为MnO2；滤液中加入锌置换出Cd，得到海绵镉，用氢氧化钠溶解海绵镉中过量的锌，得到Cd和Na2ZnO2。调节pH＝5，得到沉淀Cu（OH）2和CaSO4，A错误；由分析知，“滤渣2”主要成分为MnO2、Fe（OH）3，B错误；滤液中加入锌置换出Cd，“置换”后滤液溶质主要是ZnSO4，C正确；用氢氧化钠溶解海绵镉中过量的锌，“熔炼”过程利用Cd与Na2ZnO2的密度差异将二者分离，D正确。
10．答案：C
解析：“氧化Ⅰ”时Cl2将溶液中的Br－氧化为Br2，Br2能够与H2O反应产生HBr、HBrO，该反应是可逆反应，向该溶液中加入稀硫酸，增大溶液中c（H＋），可抑制Br2与水的反应，A正确；由于Br2沸点低，加热易挥发，所以“热空气吹出”可以将Cl2置换出的Br2吹出，与SO2在溶液中发生氧化还原反应，产生H2SO4、HBr后再“氧化”，其目的是为了富集溴减少蒸馏过程的能源消耗，B正确；粗溴水中含有Br2，要将其加入到还原、富集操作步骤中加以循环利用，与卤水混合再用热空气吹出会增加能耗，C错误；由于Br2沸点低、易挥发，故“蒸馏分离”时先蒸出的物质是溴，D正确。
11．答案：C
解析：由流程图可知，氯酸钠溶液与加入的草酸溶液和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯和水，二氧化碳和二氧化氯混合气体用冷水吸收得到二氧化氯溶液，二氧化氯溶液与过氧化氢、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠、氧气和水，亚氯酸钠溶液经结晶、过滤、洗涤、干燥得到亚氯酸钠。盐酸具有还原性，能与氯酸钠反应生成氯化钠、氯气和水，会使制得的二氧化氯中混有氯气，所以不能用盐酸代替，故A错误；草酸为弱酸，离子方程式中应写化学式，过程①发生反应的离子方程式为2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2C2O4＋2H＋===2ClO2↑＋2CO2↑＋2H2O，故B错误；过程②发生的反应为2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2↑＋2H2O，结合B项分析可得如下关系：H2C2O4～2ClO2～H2O2，则理论上消耗的草酸与过氧化氢的物质的量之比为1∶1，故C正确；1 ml亚氯酸钠转化成氯离子得到4 ml电子，1 ml氯气转化成氯离子得到2 ml电子，则相同物质的量的亚氯酸钠和氯气的消毒效率之比为2∶1，故D错误。
12．答案：B
解析：根据流程分析可知，反应池中，在酸性环境下，Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 被Na2S2O5还原为Cr3＋，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为3S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) ＋2Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋10H＋===6SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4Cr3＋＋5H2O，A项正确；在实际工业中pH过低，酸性过强，S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) 会转化为SO2逸出，则需要的Na2S2O5的量比理论值大，B项错误；硫酸加入的量过多，会消耗过多的石灰乳形成CaSO4，C项正确；溶液中存在SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，会形成微溶的CaSO4，Ca（OH）2的溶解度也较小，所以Cr（OH）3淤泥中还含有CaSO4、Ca（OH）2等物质，D项正确。
13．答案：A
解析：工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成CaCO3、CaSO3，因Ca（OH）2过量，则固体1主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3，A项错误；气体2中含有CO、N2，则捕获的气体主要是CO，防止污染空气，B项正确；气体1中含有不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO，根据流程中信息判断：气体1中加入X，用NaOH溶液处理后得到NaNO2，N元素化合价由NO中＋2价最终升高至NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 中＋3价，则X可能为空气，但当空气过量时，会继续发生反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2===2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，C项正确；用NaNO2处理含NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 废水时，发生反应的离子方程式为NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ===N2↑＋2H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1，D项正确。
14．答案：C
解析：氮气和氢气在合成塔中合成氨气，分离出的氨气进入氧化炉与通入的空气生成一氧化氮，一氧化氮和水、空气在吸收塔中生成硝酸。氨气易液化，将液氨分离出来，剩余的氮气、氢气可以循环利用，“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质，故A正确；尾气中含有NO，为提高氮的利用率，尾气可循环进入“氧化炉”，故B正确；流程中的转化涉及的反应为N2＋3H2 eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温、高压)) 2NH3、4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，均为氧化还原反应，未涉及复分解反应，故C错误；常温下，铁遇浓硝酸钝化，工业上可用铁槽车储运浓硝酸，故D正确。
Fe3＋
Fe2＋
Cu2＋
开始沉淀
2.7
6.3
3.8
完全沉淀
3.2
8.3
5.0
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