江西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-25物质的分离和提纯

这是一份江西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-25物质的分离和提纯，共42页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，实验题等内容，欢迎下载使用。
江西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-25物质的分离和提纯

一、单选题
1．（2022·江西·校联考模拟预测）下列实验能达到目的的是

选项
A
B
C
D
试剂
FeSO4溶液，NaOH溶液
浓盐酸、MnO2
NaHCO3、澄清石灰水
Cl₂、HCl、NaOH溶液
目的
制备并长时间观察Fe(OH)3
制备纯净氯气
探究NaHCO3的稳定性
除去氯气中氯化氢
装置
①
②
③
④
A．A B．B C．C D．D
2．（2022·江西·校联考模拟预测）下列实验操作和现象能达到相应实验目的的是
选项
实验操作
现象
实验目的
A
向浓硝酸中加入红热的炭
产生红棕色气体
制备气体
B
用铜电极电解稀硫酸
阴极上产生无色气体
比较和的氧化性强弱
C
向某溶液中滴加双氧水
溶液变为黄色
检验溶液中含有
D
向含和的混合溶液中加入MgO
产生红褐色沉淀
用MgO除去镁盐溶液中的
A．A B．B C．C D．D
3．（2022·江西九江·统考一模）从工业废水(主要成分为KI和BaCl2)中回收单质碘的流程如图所示：

下列有关说法错误的是
A．萃取的过程中，加入苯充分振荡后，要及时打开分液漏斗的活塞放气
B．碘的升华与加热分离NaCl和NH4Cl固体混合物的原理相同
C．蒸馏时，温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处
D．整个过程应注意防止环境的污染

二、工业流程题
4．（2023·江西宜春·校联考二模）电池级碳酸锂是制造LiCoO2等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程如图：
  
已知：①HR为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe3+，萃取时发生的反应可表示为：Fe3++3HR⇌FeR3+3H+；
②常温时，1mol·L-1LiOH溶液的pH=14.
回答下列问题：
(1)“有机层”的主要成分为 (填化学式，下同)；“滤渣1”中含有的物质为 ；使用HR萃取剂时，需加入一定量的NaOH进行处锂，其目的是 。
(2)操作1、操作2、操作3中均用到的玻璃仪器的名称为 。
(3)“混合沉锂”的离子方程式为 。
(4)Li2CO3与Co3O4在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO2)。写出对应的化学方程式 。
(5)一种锂离子充电电池的装置如下图所示，充放电过程中，存在LiCoO2与Li1-xCoO2、C6与LixC6之间的转化，已知放电过程中Li+从A电极区向B电极区迁移，则充电时阳极的电极反应式为 。
  
5．（2023·江西南昌·统考三模）铋的化合物在电催化和光催化领域都有广泛应用。一种从含铋矿渣(主要成分是CuBi2O4、CuO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等)中提取高纯Bi2S3的工艺如图：
  
已知：
①乙酰胺(CH3CONH2)有臭味、有毒，熔点为82.3℃，沸点为221℃，可溶于水。
②常温下，Ksp[Bi(OH)3]=4.0×10-31，BiOCl+H2OBi3++2OH-+Cl- K=1.6×10-31。
③该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：
离子
Fe3+
Al3+
Cu2+
开始沉淀的pH
1.5
3.6
4.5
沉淀完全的pH
3.2
4.7
6.7
回答下列问题：
(1)CuBi2O4中的Cu的化合价为+2，则Bi的化合价是 。
(2)“沉铋”时加入NaOH溶液，Bi3+转化为BiOCl沉淀的离子方程式是 。往“沉铋”所得滤液中加入铁粉可回收其中的 (填化学式)金属。
(3)“洗涤”时先用水洗，再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是为了除去滤饼中的 (填化学式)杂质。
(4)“转化”分两步进行：第一步BiOCl转化为Bi(OH)3，反应的离子方程式为 ；第二步Bi(OH)3受热分解，2Bi(OH)3Bi2O3+3H2O。常温下，当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH)3时，溶液中Cl-浓度为0.04 mol•L-1，则此时溶液的pH为 。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液经 (填操作)可获得乙酰胺固体，以再生硫代乙酰胺(CH3CSNH2)。
6．（2023·江西景德镇·统考三模）工业上以铬铁矿(FeO·Cr2O3，含Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料制备红矾钠的工艺流程以及可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系分别如图a、b。当c≦1.0×10-5mol·L-1时，可认为已除尽。回答下列问题：

  
(1)焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。
(2)焙烧的目的是将FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时FeO·Cr2O3发生的化学方程式 。
(3)中和时pH的理论范围为 ；酸化的目的是 。
(4)副产品主要是 。
(5)此方法生产过程中会产生大量含的酸性废水，可以用如图c装置处理。向废水中加入适量的NaCl进行电解，被还原为Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去，废水则可以达到排放标准。已知Ksp(Cr(OH)3)=1.0×10-32；写出阳极的电极方程式： ；若电解一段时间后，调节pH测得溶液中c(Fe3+)=1.0×10-12mol·L-1，则此时c(Cr3+)= mol·L-1。
7．（2023·江西鹰潭·统考一模）随着新能源汽车销量的猛增，动力电池退役高峰将至，磷酸铁锂(LEP)是目前使用最多的动力电池材料，因此回收磷酸铁锂具有重要意义。一种从废旧磷酸铁锂正极片( LiFePO4、导电石墨、铝箔)中回收锂的工艺流程如下：

已知： i．废旧磷酸铁锂正极片中的化学物质均不溶于水也不与水反应。
ii．Li2CO3在水中的溶解度随温度升高而降低，但煮沸时与水发生反应。
回答下列问题：
(1)LiFePO4中用途最广用量最大的金属元素在周期表中的位置是 。
(2)“氧化浸出”时，保持其他条件不变，不同氧化剂对锂的浸出实验结果如下表，实际生产中氧化剂选用H2O2，不选用NaClO3的原因是 。在“氧化浸出”时，适当的升温可加快反应速率，但般不采取高温法， 其原因是 。“氧化浸出”时生成了难溶的FePO4，该反应的离子方程式为。 。
序号

锂含量/%

氧化剂

pH

浸出液Li
浓度/(g·L-1)
浸出渣中Li
含量/%
1
3.7
H2O2
3.5
9.02
0.10
2
3.7
NaClO3
3.5
9.05
0.08
3
3.7
O2
3.5
7.05
0.93
4
3.7
NaClO
3.5
8.24
0.43
(3)“浸出液”循环两次的目的是 。
(4)“滤渣II”经纯化可得FePO4，流程中生成的Li2CO3、FePO4在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4，实现再生利用，其化学方程式为 。
(5)“一系列操作”具体包括 、洗涤、干燥。
8．（2023·江西赣州·统考一模）镍及其化合物在化工生产中有广泛应用。某实验室用工业废弃的NiO催化剂(含有Fe2O3、CaO、CuO、BaO等杂质)为原料制备Ni2O3的实验流程如下：

已知：常温时Ksp(CaF2)=2.7×10-11，Ksp(CuS)=1.0×10-36；Fe3+不能氧化Ni2+。有关氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH如下表所示：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
完全沉淀的pH
3.7
9.7
9.2
(1)Fe的原子结构示意图为 。
(2)滤渣的主要成分为 。
(3)实验室中操作A除去不溶性杂质用到的玻璃仪器有 。
(4)加入H2O2的目的是 ；调pH的范围是 。
(5)加入NaF的目的是进一步除去Ca2+，当c(F-)=0.001mol·L-1，c(Ca2+)= mol·L-1.
(6)“氧化”过程中加入的试剂X可以是NaClO、K2S2O8、KMnO4等，写出加入K2S2O8反应生成NiOOH的离子方程式 。
9．（2023·江西南昌·统考一模）蛇纹石矿的主要成分为MgO、SiO2、 CaO、 Fe2O3、 Al2O3、 NiO、FeS等，一种综合利用蛇纹石矿回收镁资源的工艺流程如下：

已知：
①当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于1 × 10-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。
②Ksp(NiS)=1 × 10-21，氢硫酸的两步电离常数分别为Ka1=1.4× 10-7， Ka2=7.1×10-15。
(1)“加压酸浸”中，要控制温度在110℃左右，但反应时几乎无需加热，原因是 。 滤渣1的主要成分除S、CaSO4外还有   。
(2)“氧化”中空气的作用是 ，NaClO3发生反应的离子方程式为 。
(3)“ 除铁”中滤渣2为难溶于水的黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]，同时生成一种无色气体为 ， Na2CO3溶液需缓慢加入，原因是 。
(4)“沉镍”中，当Ni2+恰好完全沉淀时，若溶液中c(H2S)=1 ×10-3mol/L，则此时溶液的pH约为 。
10．（2022·江西抚州·统考模拟预测）回收磷酸铁锂电池的正极材料，工艺流程如下：

已知：该温度时Co(OH)2、Mn(OH)2的Ksp分别为2.0 ×10-15、1.9×10-13。
回答下列问题：
(1)磷酸铁锂电池在剥离前要充分放电，通过Li+移动把FePO4转化为LiFePO4该电极反应式为 。
(2)磷酸铁锂电池的正极材料“浸出”前需要粉碎，目的是 。
(3)“滤渣”中含有FePO4和C，为了得到纯净的FePO4，简单除碳方法为 。
(4)“净化”时为除尽微量的Mn2+、Co2+，确保浓度控制为等于或小于1 ×10-5mol·L-1，加入NaOH溶液调pH至 (填“酸性”或“碱性”)较好。
(5)粗Li2CO3固体表面上黏有Na2CO3溶液和 溶液，工业上用热水而不用冷水清洗固体，原因有 、 、后期易干燥且Li2CO3产率高。
(6)“浸出”过程中发生的化学方程式为 。
11．（2022·江西·校联考二模）五氧化二钒(V2O5) 是一种橙黄色片状晶体，具有强氧化性。在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物等)来制备V2O5的一种工艺流程如下：

已知：“滤渣2”为Mg2(OH)2CO3
请回答下列问题：
(1)含钒废料中的有机物主要在 工序中除去。
(2)常温时，若“调pH净化I”工序中最终溶液pH=8，通过计算判断，此时Cu2+是否已经沉淀完全 (填“是”或“否”)，并写出计算过程(已知离子浓度