备战2025年高考二轮复习化学（湖南版）选择题热点练5 无机化工“微流程”及分析（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（湖南版）选择题热点练5 无机化工“微流程”及分析（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了以含镓废料[主要成分为，3×10-3、Ka2=1等内容，欢迎下载使用。

学生用书P259
(选择题每小题3分)
1.(2024·湖南重点高中二模联考)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]}常用来作为化学光量计、催化剂等,一种合成路线如图所示,已知:三草酸合铁酸钾晶体易溶于水(溶解度:0 ℃,4.7 g/100 g H2O;100 ℃,117.2 g/100 g H2O),难溶于乙醇,110 ℃下可失去全部结晶水,230 ℃时分解,它具有光敏性,受光照射分解变为黄色,下列叙述正确的是( )
A.“沉铁”中,滤液主要成分是(NH4)2SO4
B.“系列操作”是过滤、乙醇洗涤、干燥
C.向产品的饱和溶液中加入乙醇,有利于析出产品
D.产品贮存于带软木塞的透明试剂瓶中
答案:C
解析:“沉铁”中,滤液成分是(NH4)2SO4,还有H2SO4,还有过量的草酸,故A错误;三草酸合铁酸钾,易溶于水,在低温溶解度小,所以在过滤前要进行冷却结晶,故B错误;三草酸合铁酸钾晶体难溶于乙醇,所以向饱和溶液中加入乙醇,有利于析出产品,故C正确;三草酸合铁酸钾晶体具有光敏性,受光照射分解变为黄色,不可贮存于带软木塞的透明试剂瓶中,故D错误;答案:选C。
2.(2024·吉林白山二模)以含镓废料[主要成分为
Ga(CH3)3]为原料制备半导体材料GaN的工艺如图所示。已知:Ga和Al的性质相似。下列叙述错误的是( )
A.操作X不宜温度过高
B.用NH4Cl固体可替代“脱水”中的SOCl2
C.用酸性KMnO4溶液可检验“脱水”产生的气体含SO2
D.不能用如图装置吸收“合成”中尾气
答案:C
解析:镓废料加盐酸酸溶后,生成GaCl3,蒸发结晶得GaCl3·nH2O,含结晶水,在SOCl2的存在下进行脱水得无水GaCl3,无水GaCl3与氨气反应得GaN。操作X是析出GaCl3·nH2O的步骤,Ga3+易水解,温度过高易生成Ga(OH)3,A项正确;亚硫酰氯(SOCl2)与水反应生成SO2和HCl,“脱水”中总反应为GaCl3·nH2O+nSOCl2GaCl3+nSO2↑+2nHCl↑,HCl抑制GaCl3水解,氯化铵固体受热分解产生氯化氢,也能抑制氯化镓水解,可以用氯化铵替代亚硫酰氯,达到相同目的,B项正确;“脱水”中产生的气体含SO2、HCl,二者都能还原酸性高锰酸钾溶液使其褪色,应用品红溶液检验SO2,C项错误;“合成”中反应为GaCl3+NH3GaN+3HCl,尾气含NH3和HCl,而NH3和HCl均易溶于水,直接通入水中易引起倒吸,应考虑防倒吸措施,D项正确。
3.(2024·湖南衡阳模考)“分铜液净化渣”主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)、砷(As)等元素的化合物,回收工艺流程如图所示。
已知:①“碱浸”时,铜、锑转化为难溶物,碱浸液b含有Na2TeO3、Na3AsO4。
②“酸浸”时,浸渣中含锑元素生成难溶Sb2O(SO4)4;SbCl3极易水解。
③常温下,H3AsO4的各级电离常数为Ka1=6.3×10-3、Ka2=1.0×10-7、Ka3=3.2×10-12。
下列说法不正确的是( )
A.“碱浸”时,TeO2与NaOH反应的离子方程式为TeO2+2OH-TeO32-+H2O
B.滤液c中As元素主要存在形式为H2AsO4-
C.“氯盐酸浸”时,HCl的作用是作还原剂并防水解
D.“水解”时,生成SbOCl的化学方程式为SbCl3+H2OSbOCl+2HCl
答案:C
解析:分铜液净化渣碱浸后,碱浸液中含Na2TeO3、Na3AsO4,铜元素和锑元素转化为氧化物或氢氧化物,硫酸酸浸后得到Sb2O(SO4)4沉淀,经过氯盐酸浸后得到SbCl3,水解后得到SbOCl,碱浸液中含Na2TeO3、Na3AsO4,调节pH后得到TeO2沉淀,据此解答。
碱浸液b含有Na2TeO3,因此“碱浸”时,TeO2与NaOH反应的离子方程式为TeO2+2OH-TeO32-+H2O,A正确;pH=4时,溶液为酸性,根据各级电离平衡常数分析,Ka1=c(H+)×c(H2AsO4-)c(H3AsO4)=10-4×c(H2AsO4-)c(H3AsO4)=6.3×10-3,c(H2AsO4-)c(H3AsO4)=6.3×10-310-4=63,故滤液中As元素最主要的存在形式为H2AsO4-,B正确;“氯盐酸浸”时,HCl的作用不是还原剂,其中作还原剂的是SO2,C错误;“水解”时依据元素守恒可知还有氯化氢生成,生成SbOCl的化学方程式为SbCl3+H2OSbOCl+2HCl,D正确;答案:选C。
4.(2024·湖南长郡中学二模)化学镀镍法得到的镀层均匀性、硬度等性能都较好,一种化学镀镍工艺流程如图所示:
已知:①镀层为Ni-B合金,比例为n(Ni)∶n(B)=10∶3;
②Ni(OH)2难溶于水;
③NaOH能稳定NaBH4,降低其水解率,NaBH4的水解反应:NaBH4+4H2ONa[B(OH)4]+4H2↑;
下列有关材料说法正确的是( )
A.上述流程涉及的物质中,含配位键的物质有2种
B.“络合”时,将NiCl2溶液滴入少量乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中
C.流程中使用H2NCH2CH2NH2,有利于调控溶液pH得到均匀性、硬度等性能较好的镀层
D.“合成”时,NaBH4既作氧化剂又作还原剂
答案:D
解析:镍、硼均能提供空轨道与有孤电子对的原子形成配位键,含配位键的物质有NaBH4、Na[B(OH)4]、[Ni(H2NCH2CH2NH2)2]Cl2,A错误;乙二胺具有碱性且Ni(OH)2难溶于水,则“络合”时,将乙二胺(H2NCH2CH2NH2)滴入NiCl2溶液中,B错误;流程中使用H2NCH2CH2NH2,使得镍离子形成络合物[Ni(H2NCH2CH2NH2)2]Cl2,防止在下一步操作中形成Ni(OH)2沉淀,导致镀镍速率减慢,C错误;“合成”时,NaBH4中氢化合价升高、B化合价降低,故其既作氧化剂又作还原剂,D正确。
5.(2024·吉林省吉林地区三模)二氧化锗常用作有机反应的催化剂以及制备半导体的原料。某大型化工厂提纯二氧化锗废料(主要含GeO2、As2O3)的工艺如图,下列有关说法正确的是( )
已知:①GeO2与碱反应生成Na2GeO3;As2O3与碱反应生成NaAsO2;
②GeCl4的熔点为-49.5 ℃,沸点为85 ℃,极易发生水解。
A.Ge在周期表中位于第四周期第ⅥA族
B.“氧化”时,离子反应为AsO2-+H2O2+2OH-AsO43-+2H2O
C.“操作1”是蒸馏,“操作2”所用仪器主要为玻璃棒、漏斗、烧杯
D.“操作1”加入的盐酸为7 ml·L-1,若改成1 ml·L-1可节省原料同时不影响产率
答案:B
解析:废料碱浸后生成Na2GeO3、NaAsO2,加入过氧化氢溶液氧化除砷,加入盐酸蒸馏得到GeCl4,加入纯水GeCl4水解,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,过滤得到GeO2·nH2O,烘干得到GeO2。Ge在周期表中位于第四周期第ⅣA族,A错误;“氧化”时,+3价砷转化为+5价砷,离子反应为AsO2-+H2O2+2OH-AsO43-+2H2O,B正确;“操作1”是蒸馏,“操作2”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,所用仪器主要为蒸发皿、铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒、漏斗、烧杯,C错误;GeCl4极易发生水解,若改成1 ml·L-1的盐酸,可能造成GeCl4水解,产率降低,D错误。
6.(2024·江苏盐城一模)室温下,用含少量Ca2+的FeSO4溶液制备FeCO3的过程如图所示。已知:
Ksp(CaF2)=5.3×10-9,Ka(HF)=6.3×10-4,
Ka1(H2CO3)=4.5×10-7、Ka2(H2CO3)=4.7×10-11。下列说法正确的是( )
A.0.1 ml·L-1 NH4F溶液中:c(F-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)
B.“除钙”得到的上层清液中:c(Ca2+)C.pH=10的氨水-NH4HCO3溶液:c(CO32-)D.“沉铁”反应的离子方程式:Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O
答案:C
解析:含少量Ca2+的FeSO4溶液中,加入NH4F溶液将Ca2+转化为CaF2沉淀除去,所得滤液主要含有Fe2+、SO42-和NH4+,再加入氨水-NH4HCO3溶液“沉铁”得到FeCO3沉淀。因F-、NH4+均能水解生成HF、NH3·H2O,则0.1 ml·L-1 NH4F溶液中,由元素守恒得:c(F-)+c(HF)=c(NH4+)+c(NH3·H2O),A错误;“除钙”得到的上层清液为CaF2的饱和溶液,则c(Ca2+)=Ksp(CaF2)c2(F-),B错误;pH=10的氨水-NH4HCO3溶液中,因c(CO32-)c(HCO3-)=Ka2(H2CO3)c(H+)=4.7×10-1110-10=0.47<1,则c(CO32-)7.(2024·湖南邵阳三模)二苯铬[(C6H6)2Cr]可作烯烃聚合或异丙醇脱氢等反应的催化剂,工业上常用Cr2O3为原料按如下流程制备二苯铬。
已知:①COCl2、CCl4沸点分别为8.2 ℃、77 ℃;②二苯铬不溶于水,微溶于乙醚和乙醇,在真空中160 ℃时升华,在潮湿空气中易被氧化;③苯分子作配体时可提供三个配位原子。
下列说法正确的是( )
A.为了向“转化”提供稳定的CCl4气流,可用水浴加热CCl4并用氮气带出CCl4
B.1 ml [(C6H6)2Cr][AlCl4]中含有6NA个配位键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C.“还原”中,还需通入一定量N2,主要目的是防止Na2S2O4被氧化
D.“还原”后,经过滤、蒸馏水洗涤可得到纯净的二苯铬
答案:A
解析:Cr2O3与CCl4在转化步骤中反应生成CrCl3和COCl2气体,CrCl3在合成步骤中生成[(C6H6)2Cr][AlCl4],最后与NaOH和Na2S2O4的混合溶液反应生成(C6H6)2Cr。CCl4沸点为77 ℃,可以采用水浴加热使其汽化,并用氮气带出CCl4气体,故A正确;[(C6H6)2Cr][AlCl4]的苯分子作配体时可提供三个配位原子,即两个苯分子可以形成6个配位键,AlCl4-中有一个配位键结合Cl-,故1 ml [(C6H6)2Cr][AlCl4]中含有7NA个配位键,故B错误;“还原”中,还需通入一定量N2,主要目的是防止二苯铬被氧化,故C错误;因为二苯铬不溶于水,微溶于乙醚和乙醇,在真空中160 ℃时升华,在潮湿空气中易被氧化,过滤后应该用乙醇或乙醚洗涤,干燥得到纯净的二苯铬,故D错误。
8.(2024·湖南大学附属中学二模)利用某钒废渣(主要成分为V2O4以及铁、铝、硅的氧化物)制备V2O5的工艺流程如图。
已知:Ⅰ.V2O4溶于酸后以VO2+的形式存在;过量H2O2可氧化VO2+;
Ⅱ.VO2++2HR(有机层)VOR2(有机层)+2H+;
Ⅲ.溶液中VO2+与VO3-可相互转化:VO2++H2OVO3-+2H+。
下列说法错误的是( )
A.“氧化1”中,不适宜用升温的方式加快转化速率
B.“滤渣2”的成分为Fe(OH)3
C.有机萃取剂可循环使用
D.“沉钒”时还需通NH3调节溶液的酸碱性
答案:B
解析:“氧化1”中,过氧化氢不稳定受热会分解,所以不适宜用升温的方式加快转化速率,A正确;加入Na2CO3调节pH的目的是使Fe3+和Al3+沉淀,因此“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3,B错误;反萃取分离出有机萃取剂,因此有机萃取剂可循环使用,C正确;溶液中存在平衡VO2++H2OVO3-+2H+,通入氨气结合H+,使该平衡正移,尽可能多地生成VO3-,因此“沉钒”时还需通NH3调节溶液的酸碱性,D正确;故选B。
9.(2024·山东滨州二模)实验室分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的混合物,流程如下。
已知:苯甲酸乙酯的沸点为212.6 ℃;“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为62.1 ℃。下列说法错误的是( )
A.“操作b”为水蒸气蒸馏,“操作d”为重结晶
B.乙醚不可用丙酮代替
C.操作c需要用到的仪器主要有酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
D.“水相Ⅱ”主要成分有苯甲酸钠、碳酸氢钠和碳酸钠
答案:C
解析:由题给流程可知:向混合物中加入饱和碳酸钠溶液,将苯甲酸转化为苯甲酸钠,分液得到含有苯甲酸乙酯和环己烷的有机相和水相Ⅰ,水相Ⅰ中含有苯甲酸钠、碳酸氢钠和碳酸钠;向水相Ⅰ中加入乙醚,萃取水相Ⅰ中的苯甲酸乙酯和环己烷,分液得到有机相和萃取液;有机相混合得到有机相Ⅰ,有机相Ⅰ经蒸馏得到共沸物和有机相Ⅱ,向有机相Ⅱ中加入无水硫酸镁除去水分,干燥、过滤、蒸馏得到苯甲酸乙酯,向萃取液中加入稀硫酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,过滤得到苯甲酸粗品,经重结晶得到苯甲酸。“操作b”为水蒸气蒸馏,“操作d”为重结晶,A正确;乙醚和丙酮都是良好的有机溶剂,乙醚可用丙酮代替,B正确;操作c为过滤,需要用到的仪器主要有漏斗、玻璃棒、烧杯,C错误;“水相Ⅱ”主要成分有苯甲酸钠、碳酸氢钠和碳酸钠,D正确。