高考化学总复习《微型工艺流程》专项测试卷（带答案）

PAGE1高考化学总复习《微型工艺流程》专项测试卷（带答案）1．(2024·辽宁卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是()锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)离子Zn2＋Cu2＋Cl－浓度(g·L－1)1450.031A.“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全B．“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2=2Cu2＋＋H2↑＋2H2OC．“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－=2CuCl↓D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn答案：C解析：铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2=Cu2＋＋2H2O，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的化学方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－=2CuCl↓，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2＋可在阴极得到电子生成Zn。由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，A错误；由上述分析可知，B、D错误。2．(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下：已知：①H3PO4的电离常数：Ka1＝6.9×10－3，Ka2＝6.2×10－8，Ka3＝4.8×10－13；②Na2HPO4·12H2O易风化。下列说法错误的是()A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4C．“结晶”工序中溶液显酸性D．“干燥”工序需在低温下进行答案：C解析：铁是较活泼金属，可与H3PO4反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液，A正确。若“中和”工序加入Na2CO3过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入H3PO4；若“中和”工序加入H3PO4过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH，所以“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4，B正确。“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液，由已知可知H3PO4的Ka2＝6.2×10－8，Ka3＝4.8×10－13，则HPOeq\o\al(2－,4)的水解常数Kh＝eq\f(Kw,Ka2)＝eq\f(1.0×10－14,6.2×10－8)≈1.6×10－7，由于Kh>Ka3，则Na2HPO4的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C错误。由于Na2HPO4·12H2O易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D正确。3．(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法不正确的是()A．Ⅰ的化学方程式：3FeS2＋8O2eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋6SO2B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2的平衡转化率C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收答案：B解析：根据原理示意图并结合得失电子守恒等可知，A正确；反应Ⅱ的条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本等，增大压强或降低温度可提高反应Ⅱ的平衡转化率，Ⅱ中“常压”是为了降低生产成本，“400～500℃”是为了提高化学反应速率，B错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，C正确；硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，D正确。4．(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是()A．“焙烧”中产生CO2B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrOeq\o\al(2－,4)D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用答案：B解析：“焙烧”过程中，FeO被氧化，Fe元素化合价升高为＋3价，则滤渣的主要成分不可能为Fe(OH)2，B错误。5．(2022·福建高考)用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下。下列说法错误的是()A．“浸出”产生的气体含有H2B．“除杂”的目的是除去Ni、Co元素C．流程中未产生六价铬化合物D．“滤渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3答案：D解析：该合金中的金属单质均可与稀硫酸反应产生H2，故A正确；由加入草酸沉铁后溶液中溶质为Cr2(SO4)3知，加入Na2S除杂时，主要除去的是Ni、Co元素，B正确；整个流程中未使用强氧化剂，因此不会产生六价铬化合物，C正确；由于浸出时铁转化为Fe2＋，在后续反应中Fe2＋未被氧化，故“滤渣2”的主要成分是FeC2O4，D错误。6．(2023·河北卷)一种以锰尘(主要成分为Mn2O3，杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯MnCO3的清洁生产新工艺流程如下：已知：室温下相关物质的Ksp如下表。Al(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2Fe(OH)210－32.910－11.310－5.310－16.3Fe(OH)3Mn(OH)2MgF2CaF210－38.610－12.710－10.310－8.3下列说法错误的是()A．酸浸工序中产生的气体①为氯气B．滤渣①主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3C．除杂②工序中逐渐加入NaF溶液时，若Ca2＋、Mg2＋浓度接近，则CaF2先析出D．沉淀工序中发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O答案：C解析：由上述分析可知，A、D正确；结合题表中数据可知，除杂①工序中调pH为5～6，此时会产生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，B正确；由于Ksp(MgF2)<Ksp(CaF2)，故Ca2＋、Mg2＋浓度接近时，先析出MgF2沉淀，C错误。7．(2023·福建卷)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下：“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法错误的是()A．“盐浸”过程若浸液pH下降，需补充NH3B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3C．“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－=ZnS↓＋4NH3·H2OD．应合理控制(NH4)2S用量，以便滤液循环使用答案：B解析：“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，发生反应ZnO＋4NH3＋H2O=[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－，氯化铵的作用是抑制一水合氨电离，Fe2O3、Fe3O4不反应，通入空气后Fe3O4转化为Fe2O3，滤渣为Fe2O3，“沉锌”过程发生反应为[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－=ZnS↓＋4NH3·H2O，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl、NH3·H2O。由分析可知，“滤渣”的主要成分为Fe2O3，B错误。8．(2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下：已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：物质Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3开始沉淀pH1.94.26.23.5完全沉淀pH3.26.78.24.6②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列说法错误的是()A．“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3B．Na2S溶液呈碱性，其主要原因是S2－＋H2OHS－＋OH－C．“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中eq\f(c（Cu2＋）,c（Zn2＋）)＝4.0×10－12D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水答案：D解析：污水中含有Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋，根据表格中数据可知，当pH＝1.9时Fe3＋开始沉淀生成Fe(OH)3，当pH＝3.5时Al3＋开始沉淀生成Al(OH)3，向污水中加入石灰乳并调节pH＝4时，则会生成Al(OH)3和Fe(OH)3，A正确；Na2S溶液中的硫离子可以水解，产生氢氧根离子，使溶液显碱性，以第一步水解为主，离子方程式为S2－＋H2OHS－＋OH－，B正确；当铜离子和锌离子完全沉淀时，硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡，则eq\f(c（Cu2＋）,c（Zn2＋）)＝eq\f(c（Cu2＋）·c（S2－）,c（Zn2＋）·c（S2－）)＝eq\f(Ksp（CuS）,Ksp（ZnS）)＝eq\f(6.4×10－36,1.6×10－24)＝4×10－12，C正确；污水经过处理后除含有阴离子外，还含有较多的钙离子等，故“出水”还应该经过阳离子交换树脂软化处理，达到工业冷却循环用水的标准后，才能使用，D错误。9．(2022·山东高考)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。 Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是()A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为ZnB．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出C．中和调pH的范围为3.2～4.2D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成答案：D解析：CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应后的产物为CuSO4、S、H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；然后向滤液中通入高压H2，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；在用H2还原Cu2＋时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu2＋，因此不利于Cu的生成，D错误。10．(2022·河北高考)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：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＋H2OD．参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1答案：A解析：由流程可知，氢溴酸中含有少量的溴，加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫，再加入硫酸除杂，得到的滤渣为硫酸钡和硫；加入碳酸锂进行中和，得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质，若直接返回还原工序，则产品中会有一定量的溴化钠，导致产品的纯度降低，A错误。1．(2024·武汉市高三年级调研考试)由乙烷、乙烯、乙炔和二氧化碳组成的“四组分混合气体”在工业上较为常见，可利用传统方法或MOFs吸附法提纯得到高纯度乙烯，工艺流程如图所示。下列说法错误的是()A．传统方法存在步骤繁琐等问题B．洗气池中可盛放碱性溶液C．反应器中仅发生了σ键的断裂和生成D．MOFs吸附法利用了各分子尺寸大小的差异答案：C解析：传统方法提纯过程中使用碱性洗气池除去二氧化碳；用贵金属催化剂在高温高压条件下将乙炔转化成乙烯或乙烷；而乙烯和乙烷两种气体的纯化分离依赖于分步蒸馏工艺，即利用沸点不同控制其分步流出分离塔并收集。反应器中乙炔和氢气发生加成反应生成乙烯或乙烷时，乙炔中π键断裂，C错误。2．(2024·福建龙岩市上杭一中高三月考)碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程如图。下列说法错误的是()A．酸浸产生的气体可用NaOH溶液吸收B．加热时，可选用水浴加热C．可用盐酸和Ba(OH)2溶液检验滤液中是否有COeq\o\al(2－,3)D．温度和pH是影响产品纯度的主要因素答案：C解析：可用盐酸和BaCl2溶液检验滤液中是否有COeq\o\al(2－,3)。3．(2024·陕西师范大学附属中学高三月考)碲被誉为“现代工业的维生素”，它在地壳中丰度值很低，某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是()已知：①“焙烧”后，碲主要以TeO2形式存在。②TeO2微溶于水，易溶于强酸和强碱。A．“焙烧”用到的硅酸盐仪器主要有：坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒B．“碱浸”时反应的离子方程式为TeO2＋2OH－=TeOeq\o\al(2－,3)＋H2OC．“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag，可用稀盐酸将其分离D．“还原”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2答案：C解析：“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag，均为不活泼金属，不溶于稀盐酸，无法用稀盐酸将其分离，故C错误。4．(2024·云南三校高三联考)锂电池具有广泛应用。用废铝渣(含金属铝、锂盐等)获得电池级Li2CO3的一种工艺流程如图所示(部分物质已略去)：下列说法错误的是()A．①中加热后有SO2生成B．②生成Al(OH)3的离子方程式：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓C．由③推测溶解度：CaCO3<Li2CO3D．④中不宜通入过多CO2，否则会造成Li2CO3产率降低答案：B解析：①表示废铝渣(含金属铝、锂盐等)加入浓硫酸，在280℃发生氧化还原反应，浓硫酸作氧化剂，得到的还原产物有SO2，故A正确；滤液中含有硫酸铝、硫酸锂，加入的碳酸钠会与硫酸铝发生双水解反应，离子方程式为2Al3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑，故B错误；由③可知，碳酸锂沉淀与氢氧化钙溶液反应生成氢氧化锂和碳酸钙，发生了沉淀的转化，即由溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀，溶解度：Li2CO3＞CaCO3，故C正确；④表示氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂，不宜通入过多CO2，否则会生成碳酸氢锂，造成Li2CO3产率降低，故D正确。5．(2024·甘肃省武威市高三质检)砷化铝(AlAs)常用作光谱分析试剂和制备电子组件的原料，也是一种新型半导体材料。某同学在实验室以Al2O3和Fe2O3的混合物为原料制备AlAs，工艺流程如图甲所示：下列说法错误的是()A．“碾碎焙烧”不能在瓷坩埚中进行B．为获得最多产品，“盐酸酸化”时eq\f(n（HCl）,n（Na[Al（OH）4]）)≥4C．由“酸化”的溶液获得AlCl3固体，可采用如图乙所示装置D．“气相沉积”时，温度应高于AlCl3和AsCl3的沸点答案：C解析：二氧化硅和氢氧化钠反应，所以“碾碎焙烧”不能在瓷坩埚中进行，A正确；“盐酸酸化”时，发生反