新教材适用2024版高考化学二轮总复习新高考选择题突破六化工微流程
展开已知:MnO+H2SO4===MnSO4+H2O下列说法正确的是( D )
A.为提高酸浸速率,可使用浓硫酸
B.试剂X可以是MgSO4
C.滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2
D.操作a所得滤液经处理后可循环利用
【解析】 水泥厂的废料(主要成分为MgO,还有少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)制取MgSO4·7H2O,废料加入足量稀硫酸,MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都与硫酸反应,转化为对应的硫酸盐,SiO2不与硫酸反应,向反应后溶液中加入次氯酸钠溶液氧化亚铁离子为铁离子,同时使锰离子转化为MnO2沉淀,再加入氧化镁等物质调节溶液的pH,除去锰离子、铁离子、铝离子,过滤,将滤液进行一系列操作得到MgSO4·7H2O;据此分析解题。适当升温(或粉碎或搅拌)即可提高浸取速率,不需要使用浓硫酸,故A错误;试剂X为氧化镁或碳酸镁,不能为MgSO4,故B错误;滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2、MnO2,故C错误;操作a是从溶液中经过一系列过程得到晶体,过滤时溶液中含有硫酸镁,为了提高原料中镁的利用率,操作a后滤液的处理方法是将操作a后的母液循环利用,故D正确;故选D。
2. (2023·广东佛山统考一模)碳酸盐约占海水盐分的0.34%,一种海水脱硫的新工艺如图所示。下列说法错误的是( C )
A.SO2排入大气易引起酸雨
B.海水吸收二氧化硫时可能有CO2逸出
C.处理后的海水pH增大
D.海水脱硫工艺简单,投资及运行费用低
【解析】 SO2排入大气易引起硫酸型酸雨,原理为SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2eq \(=====,\s\up7(尘埃))2H2SO4,A正确;由于SO2溶于水后形成的H2SO3的酸性强于H2CO3,海水中含有碳酸盐,故海水中吸收二氧化硫时可能有CO2逸出,B正确;天然海水中由于含有碳酸盐而呈碱性,处理后的海水中碳酸盐的量减少变成了硫酸盐,硫酸盐呈中性,故处理后海水的pH减小,C错误;海水脱硫是利用天然海水的碱度中和烟气中的酸性气体SO2,将大气中的SO2转化为硫酸盐直接送入大海,该工艺简单,投资及运行费用低,D正确;故选C。
3. (2023·湖南九校联盟二模)铁、镍及其化合物有广泛的用途。某矿渣的主要成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺流程:
已知:①(NH4)2SO4在350 ℃以上会分解生成NH3和H2SO4;NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3;
②Ksp(CaF2)=4.0×10-11。
则下列说法错误的是( B )
A.(NH4)2SO4的作用是将金属元素转化为可溶性硫酸盐,便于浸出
B.“浸渣”的成分为Fe(OH)3和SiO2
C.沉镍过程中的离子方程式:Ni2++HCOeq \\al(-,3)+NH3===NiCO3↓+NHeq \\al(+,4)
D.“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3 ml·L-1,当除钙率达到99%时,溶液中c(F-)=2.0×10-3 ml·L-1
【解析】 由题给流程可知,矿渣与硫酸铵混合研磨后,在600 ℃条件下反应将矿渣中金属元素转化为可溶性硫酸盐,二氧化硅不反应,加入95 ℃热水浸泡将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙、氢氧化铁的滤渣和含有可溶性硫酸盐的浸出液;向浸出液中加入氟化钠将溶液中钙离子转化为氟化钙沉淀,过滤得到含有氟化钙的废渣和滤液;向滤液中加入萃取剂萃取、分液得到再生后可循环使用的有机相和含有镍离子的无机相;向无机相中加入碳酸氢钠、氨气将镍离子转化为碳酸镍沉淀,过滤得到可循环利用的滤液和碳酸镍;碳酸镍加入稀硫酸后,经多步处理得到硫酸镍。由分析可知,加入硫酸铵的作用是在600 ℃条件下反应将矿渣中金属元素转化为可溶性硫酸盐,便于浸泡时浸出,故A正确;由分析可知,滤渣的主要成分为二氧化硅、硫酸钙、氢氧化铁,故B错误;由分析可知,沉镍过程中发生的反应为加入碳酸氢钠、氨气将镍离子转化为碳酸镍沉淀,反应的离子方程式为Ni2++HCOeq \\al(-,3)+NH3===NiCO3↓+NHeq \\al(+,4),故C正确;由氟化钙的溶度积可知,当除钙率达到99%时,溶液中氟离子的浓度为eq \r(\f(4.0×10-11,1.0×10-3 ml/L×1-99%))=2.0×10-3 ml·L-1,故D正确;故选B。
4. (2023·菏泽一模)Fe3+的配位化合物较稳定且运用广泛。它可与H2O、SCN-、Cl-、F-等形成配离子使溶液显色。如:显浅紫色的[Fe(H2O)6]3+、红色的[Fe(SCN)6]3-、黄色的[FeCl4]-、无色[FeF6]3-。某同学按如下步骤完成实验:
已知Fe3+与SCN-、F-在溶液中存在以下平衡:Fe3++6SCN-[Fe(SCN)6]3-(红色);Fe3++6F-[FeF6]3-(无色)
下列说法不正确的是( C )
A.Ⅰ中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色引起的
B.F-与Fe3+的配位能力强于SCN-
C.为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的颜色,可向该溶液中加入稀盐酸
D.向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN固体,溶液可能再次变为红色
【解析】 步骤①加水溶解溶液含Fe3+,步骤②Fe3+与SCN-结合生成[Fe(SCN)6]3-,步骤③发生平衡转化为[FeF6]3-;[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,但溶液Ⅰ却呈黄色,原因可能是Fe3+发生水解生成红褐色Fe(OH)3,与浅紫色[Fe(H2O)6]3+形成混合体系,使溶液呈黄色,A正确;加入NaF后溶液Ⅱ由红色变为无色,说明[Fe(SCN)6]3-转变为[FeF6]3-,反应更易生成[FeF6]3-,说明F-与Fe3+的配位能力强于SCN-,B正确;为了观察到浅紫色,需要除去红褐色,即抑制铁离子的水解,所以可向溶液中加稀硝酸,加稀盐酸会生成黄色的[FeCl4]-,C错误;向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN固体,可使平衡Fe3++6SCN-[Fe(SCN)6]3-(红色)的Q>K1,平衡正向移动,溶液可能再次变为红色,D正确;故选C。
5. (2023·湖南永州二模)正高碘酸(H5IO6)是白色结晶性粉末,溶于水,主要用作氧化剂和分析试剂。由NaI制取H5IO6的实验流程如图所示:
下列说法错误的是( C )
A.“反应1”是为了将I-转化为IOeq \\al(-,3)
B.“反应2”中发生的反应是NaIO3+Cl2+3NaOH===Na2H3IO6↓+2NaCl
C.“反应3”的滤液中含有大量的NaNO3、NaI等
D.“反应4”得到的无色气体可能是氧气
【解析】 电解NaI溶液生成NaIO3,往NaIO3溶液中加入NaOH溶液和通入氯气,反应生成不溶于水的Na2H3IO6,过滤得到Na2H3IO6,加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6,过滤得到黑色Ag5IO6,通入氯气和加入水发生反应4Ag5IO6+10Cl2+10H2O===4H5IO6+20AgCl+5O2,过滤得到H5IO6,以此解答。“反应1”中,电解NaI溶液生成NaIO3,目的是将I-转化为IOeq \\al(-,3),A正确;“反应2”中,往NaIO3溶液中加入NaOH溶液和通入氯气,反应生成不溶于水的Na2H3IO6,反应的化学方程式为NaIO3+Cl2+3NaOH===Na2H3IO6↓+2NaCl,B正确;由分析可知,“反应3”中Na2H3IO6加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6,同时生成NaNO3和HNO3,C错误;“反应4”中发生的反应为4Ag5IO6+10Cl2+10H2O===4H5IO6+20AgCl+5O2,因此生成的无色气体可能是氧气,D正确;故选C。
6. (2023·山东省实验中学一模)铼高温合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴。工业上用冶炼钼的烟道灰(Re2O7、ReO3,含SiO2、CuO、Fe3O4等杂质)制备铼单质的流程如图所示:
已知:过铼酸铵(NH4ReO4)是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水。
下列说法错误的是( A )
A.“滤渣Ⅰ”主要成分是Cu(OH)2和Fe(OH)3
B.“滤液”经电解后产生的CO2和NaOH可循环使用
C.先加热NaReO4溶液再加入NH4Cl,经冰水冷却、过滤得NH4ReO4晶体
D.实验室模拟“操作Ⅱ”所需主要仪器有坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架等
【解析】 冶炼钼的烟道灰通入空气会氧化Fe3O4和ReO3,加入氢氧化钠,氧化铜、氧化铁不反应成为滤渣Ⅰ,Re2O7、SiO2反应成为滤液;滤液通入二氧化碳将硅转化为硅酸沉淀,过滤得到NaReO4溶液,加入氯化铵得到NH4ReO4晶体,灼烧得到Re2O7、ReO2,最终得到Re;“滤渣Ⅰ”主要成分是氧化铜、氧化铁,A错误;“滤液”经电解后产生的CO2在调节pH中使用、NaOH在吸收过程中使用,故可循环使用,B正确;过铼酸铵(NH4ReO4)是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水;先加热NaReO4溶液再加入NH4Cl,经冰水冷却,可以过滤得NH4ReO4晶体,C正确;“操作Ⅱ”为灼烧操作,所需主要仪器有坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架等,D正确;故选A。
7. (2023·淄博一模)从电镀污泥(含Ni2+、Ca2+、Fe3+、Al3+等)中提取镍的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( B )
已知:丁二酮肟可与Ni2+反应生成易溶于有机溶剂的配合物:Ni2++2C4H8N2ONi(C4H7N2O)2+2H+
A.“氨浸”可除去Ca2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子
B.进行操作Ⅰ时,将有机相从分液漏斗上口倒出
C.操作Ⅱ为反萃取,试剂X可为盐酸,有机相可返回操作Ⅰ循环使用
D.操作Ⅲ可能为过滤、洗涤、干燥、灼烧
【解析】 电镀污泥(含Ni2+、Ca2+、Fe3+、Al3+等)提取镍,首先电镀污泥研磨粉碎,加碳酸铵和氨水进行氨浸,钙离子与碳酸根离子反应生成CaCO3,溶液pH增大促进Fe3+、Al3+的水解,转化为Fe(OH)3、Al(OH)3,浸出渣主要成分为CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,过滤得到浸出渣为CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,得到的浸出液加有机萃取剂萃取镍,操作Ⅰ为萃取,萃余液返回浸出液中,提高Ni的萃取率,操作Ⅱ为反萃取,试剂X可为盐酸,反萃取得到含镍离子的溶液和有机萃取剂,有机萃取剂重复使用,充分利用萃取剂,含镍离子的溶液进行“富集”“还原”得到粗镍。由分析电镀污泥(含Ni2+、Ca2+、Fe3+、Al3+等)提取镍,首先电镀污泥研磨粉碎,加碳酸铵和氨水进行氨浸,浸出渣为CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,“氨浸”可除去Ca2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子,故A正确;进行操作Ⅰ萃取时,氯仿密度大于水溶液,将有机相从分液漏斗下口放出,故B错误;操作Ⅱ为反萃取,试剂X可为盐酸,有机相可返回操作I循环使用,节约成本,故C正确;沉镍后,操作Ⅲ可能为过滤、洗涤、干燥、灼烧,得含镍的化合物,故D正确;故选B。
8. (2023·山东省实验中学一模)以红土镍镉矿(NiS、CdO,含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等杂质)为原料回收部分金属单质,其工艺流程如图所示:
已知:电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。在25 ℃ 下,部分电对的电极电位如表:
下列说法错误的是( C )
A.“浆化”的目的是增大接触面积,加快酸浸反应速率,提高某些金属元素浸取率
B.“物质A”可以是NiCO3,“调pH”后,经加热得Fe(OH)3沉淀
C.“金属A”是Pb和Cu混合物,“金属B”是Cd
D.该工艺流程中可以循环利用的物质有CO、H2SO4、Ni等
【解析】 由题给流程可知,镍镉矿浆化后,在空气中加入稀硫酸酸浸,硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐,二氧化硅不与稀硫酸反应,过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液;向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH,经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液;向滤液中加入镍,将溶液中铜离子转化为铜,过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液;滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液;固体通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉;四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍,则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。由题意可知,浆化的目的是增大反应物的接触面积,加快酸浸反应速率,提高某些金属元素浸取率,故A正确;由分析可知,向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH,经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,则物质A可能为碳酸镍,故B正确;由分析可知,金属A为铜、镍的混合物,故C错误;由分析可知,该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等,故D正确;故选C。
9. (2023·河北保定一模)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}是一种重要的化工原料,微溶于冷水、酒精,可溶于热水,干燥时较为稳定,加热时易分解。制备产品二草酸合铜酸钾晶体可采用如下步骤,下列说法错误的是( B )
已知:25 ℃草酸和碳酸的电离平衡常数数值如下表。
A.过程①微热的目的是加快草酸溶解,同时防止温度过高草酸分解
B.过程②中加入的碳酸钾物质的量与草酸物质的量相等时,得到草酸氢钾溶液
C.操作③为趁热过滤,操作④为降温结晶、过滤洗涤、干燥
D.得到的产品用酒精洗涤优于冷水洗涤
【解析】 草酸加入去离子水,再加热,加快草酸溶解,加入适量的K2CO3生成KHC2O4,KHC2O4和氧化铜混合,经过一系列的操作,得到产品。过程①中加入去离子水,再加热,加快草酸溶解,温度不能太高,防止草酸分解,A正确;若加入的碳酸钾物质的量与草酸物质的量相等时,得到草酸氢钾溶液,H2C2O4和K2CO3发生反应:H2C2O4+K2CO3===KHCO3+KHC2O4,得到草酸氢钾溶液和碳酸氢钾溶液,B错误;因为{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}可溶于热水,加热时易分解,所以操作③为趁热过滤,操作④为降温结晶、过滤洗涤、干燥,C正确;因为{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}微溶于冷水、酒精,用酒精洗涤易干燥,所以用酒精洗涤优于冷水洗涤,D正确;故选B。电对
Cu2+/Cu
Pb2+/Pb
Cd2+/Cd
Fe2+/Fe
Ni2+/Ni
电极电
位/V
+0.337
-0.126
-0.402
-0.442
-0.257
电离平衡常数
Ka1
Ka2
H2C2O4
5.9×10-2
6.4×10-5
H2CO3
4.3×10-7
5.6×10-11
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