2020高考化学考前微专题突破练三无机化工生产流程题选择题含解析

无机化工生产流程题(选择题)

1.高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能。某课外学习小组设计如图所示方案制备高铁酸钾。下列说法不正确的是(　　)

A.高铁酸钾中铁元素的化合价为+6价,具有强氧化性

B.反应2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O中,生成2 mol Fe时,转移

6 mol 电子

C.制备高铁酸钾的化学方程式为2KOH+Na2FeO4K2FeO4+2NaOH,根据复分解反应原理,高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度

D.明矾、硫酸铁、高铁酸钾都能净水,其净水原理完全相同

【解析】选D。K2FeO4中K为+1价、O为-2价,由化合价代数和为0可知Fe为+6价,化合价处于较高价态具有强氧化性,故A正确;反应2Fe3++3ClO-+10OH- 2Fe+3Cl-+5H2O中,铁元素从+3价升高为+6价,则生成2 mol Fe时,转移6 mol 电子,故B正确;根据复分解反应原理,反应2KOH+Na2FeO4K2FeO4 +2NaOH能进行,说明生成了更难溶的物质,所以高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度,故C正确;高铁酸钾具有强氧化性,可用于杀菌消毒,还原生成的铁离子水解生成氢氧化铁胶体,具有吸附性,可吸附水中悬浮物聚沉以达到净水的目的,而明矾、硫酸铁只能作净水剂,故D错误。

2.如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上,并可制取H2和S。下列说法正确的是

 (　　)

A.吸收H2S的离子方程式为Fe3++H2SFe2++S↓+2H+

B.电解过程中的阳极反应式为2Cl--2e-Cl2↑

C.该工艺流程体现绿色化学思想

D.实验室可用充分燃烧的方法消除H2S的污染

【解析】选C。由图中的流程图可知,FeCl3与H2S反应生成S和Fe2+,得失电子不守恒,故A错误;电解的是氯化亚铁和盐酸溶液,阳极发生的是氧化反应,所得滤液中含有Fe2+、H+和Cl-,由于还原性Fe2+>Cl-(或根据图示循环),电解时阳极反应式为Fe2+-e-Fe3+,故B错误;该过程中吸收的H2S最后转化为H2和S,因此体现绿色化学思想,故C正确;由于H2S充分燃烧的化学方程式为2H2S+3O22SO2+2H2O,生成的SO2也是一种有毒气体,故D错误。

3.如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(部分反应产物已略去),下列说法正确的是 (　　)

A.反应①说明SO2具有漂白性,反应②说明SO2具有酸性

B.若反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1,则反应物n(SO2)∶n(NaOH)=1∶2

C.反应③④⑤均属于氧化还原反应

D.工业上可利用反应②和反应④回收SO2

【解析】选D。反应①中溶液先变蓝后褪色的原因是KIO3被还原先得到I2,最终得到I-,体现了SO2的还原性,反应②是酸性氧化物和碱的反应,体现了SO2的酸性,故A错误;根据元素守恒,当n(Na2SO3):n(NaHSO3)=1∶1时,n(SO2)∶n(NaOH) =2∶3,故B错误;反应④中没有元素化合价的变化,所以反应④是非氧化还原反应,故C错误;反应②吸收了二氧化硫,SO2与NaOH反应生成NaHSO3,NaHSO3分解又得到SO2,所以工业上可利用反应②和反应④回收SO2,故D正确。

4.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是              (　　)

A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂

B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行

C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化

D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大

【解析】选D。碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂,故A正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,故B正确;KSCN溶液遇Fe2+无现象,(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+变红,故C正确;(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2,故D错误。

5.海洋中有丰富的食品、矿产、能源和药物。下图是从海水中提取某些原料的流程图。

下列有关说法正确的是 (　　)

A.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现

B.第②步属于物理变化

C.第④～⑤步的目的是浓缩、富集溴单质

D.第①步中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

【解析】选C。从海水中提取的水、NaCl只是物理变化,因此不是都必须通过化学反应才能实现,A错误;第②步MgCl2·6H2O变为MgCl2产生了新的物质,因此属于化学变化,B错误;第④～⑤步的目的是浓缩、富集溴单质,C正确;第①步中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入试剂的顺序为BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸或NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸等,S必须在Ca2+之前除去,D错误。

6.如图是我国化工专家侯德榜发明的联合制碱法简要流程,关于此流程说法正确的是(　　)

A.副产品Y是NH4HCO3

B.向母液中通入的气体X是CO2

C.循环Ⅱ是为了提高食盐的利用率

D.析出NaHCO3后的母液中只含NH4Cl

【解析】选C。在联合制碱法中,将氨气通入饱和食盐水中而生成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得到NaHCO3晶体,再煅烧制得纯碱产品,放出的二氧化碳气体可回收循环使用;其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,结合流程图,循环Ⅱ的物质应该为氯化钠溶液,因此向含有氯化铵和氯化钠的滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气(X),可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得到氯化铵产品(Y),根据上述分析,副产品Y是NH4Cl,向母液中通入的气体X是NH3,循环Ⅱ的物质应该为氯化钠溶液,可以提高食盐的利用率,析出NaHCO3后的母液中含有氯化铵和氯化钠,只有C正确,故选C。

7.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(已知TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱)。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.“还原”时发生的离子方程式为2S+Te4++4OH-Te↓+2S+2H2O

D.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

【解析】选D。由题中信息可知,TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱,是两性氧化物。Cu2Te与硫酸、氧气反应,生成硫酸铜和TeO2,硫酸若过量,会导致TeO2的溶解,造成原料的利用率降低,A项错误;“过滤”用到的玻璃仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒,B项错误;Na2SO3加入Te(SO4)2溶液中进行还原得到固态碲,同时生成Na2SO4,该反应的离子方程式是2S+Te4 ++2H2OTe↓+2S+4H+,C项错误;通过过滤从反应后的混合物中获得粗碲,粗碲表面附着液中含有S,取少量最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若没有白色沉淀生成,则说明洗涤干净,D项正确。

8.化工生产上有广泛用途的轻质碱式碳酸镁[MgCO3·Mg(OH)2·3H2O]是以卤块(主要成分为MgCl2,含Fe2+、Fe3+等杂质离子)为原料制备。工艺流程如下:(注:氢氧化亚铁沉淀为絮状,不易从溶液中除去。)

下列说法正确的是 (　　)

A.沉淀的成分是Fe(OH)2和Fe (OH)3的混合物

B.“…”的操作步骤为氧化和调节pH等分离和提纯过程

C. “热解”产生的CO2对生成轻质碱式碳酸镁

　[MgCO3·Mg(OH)2·3H2O]有重要的作用

D. “料液Ⅱ”呈酸性

【解析】选B。卤块(主要成分为MgCl2,含Fe2+、Fe3+等杂质离子)加入硫酸溶解,由于氢氧化亚铁难以除去,则应加入氧化剂氧化Fe2+生成Fe3+,然后调节pH生成Fe (OH)3沉淀过滤除去,滤液主要成分为硫酸镁、硫酸等,加入碳酸氢铵,可生成轻质碱式碳酸镁、二氧化碳,碳酸氢铵过量,则“料液Ⅱ”可呈碱性,以此解答该题。A.由题给信息可知,氢氧化亚铁为絮状沉淀,不易从溶液中除去,沉淀为Fe (OH)3,A错误;B.由以上分析可知,除去铁元素,应进行氧化、调节pH,生成Fe (OH)3沉淀,B正确;C.加入碳酸氢铵生成碱式碳酸镁,生成的二氧化碳不参与反应,C错误;D.“料液Ⅱ”呈碱性,D错误。

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

【解析】选B。硫酸钙微溶于水,滤渣A主要成分是硫酸钙,A项正确;N水解生成H+,抑制Fe3+的水解,故氯化铁净水能力比硫酸铁铵强,B项错误;“合成”中温度过高,会促进Fe3+的水解,C项正确;硫酸铁铵的溶解度随温度降低而减小,宜采用结晶法提纯,D项正确。

10.一种从铜电解工艺的阳极泥中提取Se和Te的流程如图:

下列叙述错误的是 (　　)

A.合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用

B.流出液是H2SO4溶液

C.电解过程中阴极上析出单质Te

D.“焙砂”与碳酸钠充分混合后,可在瓷坩埚中焙烧

【解析】选D。 阳极泥是在电解精炼铜过程中,沉积在电解槽底部的杂质,含Se、Te、Au等金属,因此合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用,A项正确;焙烧生成的SO2和SeO2在水溶液中发生氧化还原反应生成Se和H2SO4,则流出液是H2SO4溶液,B项正确;电解池中阴极区发生还原反应,由流程可知,TeO2在碱性电解质环境下被还原为Te单质,C项正确; 瓷坩埚中含有二氧化硅,在高温下能与碳酸钠发生反应,坩埚受到腐蚀,则“焙砂”与碳酸钠不宜在瓷坩埚中焙烧,D项错误。

11.处理锂离子二次电池正极废料铝钴膜(含有LiCoO2、Al等)的一种工艺如下:

下列有关说法不正确的是(　　)

A.碱浸的目的是溶解铝

B.酸溶时H2O2被还原

C.H2SO4/H2O2可改用浓盐酸

D.铝、钴产物可再利用

【解析】选B。本题以锂离子二次电池正极废料为研究对象,体现了化学在推进生态文明建设、解决生态环境问题等方面大有作为,同时考查学生通过所学知识解决这一实际问题的能力,根据流程,LiCoO2不与碱反应,Al能与NaOH反应,使Al转变成可溶的NaAlO2,然后过滤得到LiCoO2,LiCoO2中Li为+1价,O为-2价,Co为+3价,依据整个流程,产品中Co的化合价为+2价,即“酸溶”中Co被还原,H2O2被氧化,“酸溶”液中加入NaOH,得到“净化液”,除去Li元素,加入草酸铵溶液,使Co2+转变成CoC2O4沉淀;A.根据铝钴膜的成分以及流程,Al能与NaOH反应,生成可溶的NaAlO2,LiCoO2不溶于NaOH,然后过滤得到LiCoO2,因此碱浸的目的是溶解铝,故A说法正确;B.LiCoO2中Co显+3价,产品CoC2O4中Co显+2价,化合价降低,LiCoO2为氧化剂,H2O2为还原剂,H2O2被氧化,故B说法错误;C.H2SO4提供H+,H2O2作还原剂,盐酸可提供H+,+3价Co也能氧化Cl-转化成+2价Co,故C说法正确;D.根据上述分析,铝、钴产物可以再利用,故D说法正确。