高三二轮高效复习主题巩固卷化学（双选）微型化工流程题

[课下巩固检测练(八)]微型化工流程题(选择题每题5分)1．偏钒酸铵(NH4VO3)可作催化剂、媒染剂等，也是制备V2O5的原料，NH4VO3溶于热水，微溶于冷水。利用某种工业钒渣(含V2O5、V2O3、Al2O3)为原料制备NH4VO3的工艺流程如图所示。下列说法正确的是()已知：Al3+在pH为3.7时才开始沉淀。A．“焙烧”过程中有一种元素化合价发生变化B．“滤渣”中含CaSO4、Al(OH)3C．VOeq\o\al(＋,2)在(NH4)2SO4溶液中反应生成NH4VO3D．“滤液”中的溶质只有H2SO4，且能循环用于“酸浸”解析：选C。钒渣(含V2O5、V2O3、Al2O3)中的V2O3在焙烧过程中被氧气氧化，稀硫酸酸浸过后钒元素以VOeq\o\al(＋,2)形式存在，Al3+在pH为3.7时才开始沉淀，所以滤渣成分为硫酸钙，沉钒过程中加入硫酸铵，VOeq\o\al(＋,2)转化为NH4VO3，则滤液成分为稀硫酸和硫酸铝。“焙烧”过程中钒和氧两种元素化合价都发生变化，A错误。2．稀土金属钕(Nd)铁硼废料的主要成分为Fe2O3，含有SiO2、Nd2O3、Al2O3、CoO等杂质，一种综合回收利用该废料的工艺流程如图所示。已知：Ksp(FeS)＝6.3×1018，Ksp(α­CoS)＝5.0×1022，Ksp(β­CoS)＝1.9×1027。下列说法错误的是()A．“酸浸”时产生的浸渣的主要成分为SiO2B．“还原”时溶液中的Fe3+转化为Fe2+C．“沉钴”时应控制条件生成α­CoSD．“氧化沉铁”的反应为4Fe2+＋O2＋8HCOeq\o\al(－,3)=4FeOOH↓＋8CO2＋2H2O解析：选C。钕铁硼废料的成分中，只有SiO2不溶于盐酸，因此，“酸浸”时产生的浸渣的主要成分为SiO2，A项正确；“还原”时溶液中的Fe3+转化为Fe2+，以避免“沉钴”时Fe3+与Na2S发生氧化还原反应，B项正确；β­CoS与FeS的溶度积相差较大，“沉钴”时应控制条件生成β­CoS，使Co2+和Fe2+分离更彻底，C项错误。3．(2025·山东潍坊模拟)铼(Re)被誉为“金属之王”，用于航空航天发动机制造等领域。过铼酸铵是制取金属铼的重要原料。以含铼废渣(主要含Re2O7、Fe3O4、CuO等)为原料制备过铼酸铵的流程如下：已知：碱浸液中Re的存在形式是ReOeq\o\al(－,4)，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．浸渣的主要成分是Fe3O4、CuOB．“还原”过程发生的反应是3Zn＋2ReOeq\o\al(－,4)＋4OH－=3ZnOeq\o\al(2,2)＋2ReO2·H2OC．“沉铼”过程，温度越高越有利于沉铼D．“沉铼”过程，可用氨水代替NH4Cl解析：选C。由于过铼酸铵(NH4ReO4)是白色片状晶体，微溶于冷水，溶于热水，且温度高铵盐会分解，故“沉铼”过程，温度越高越不利于沉铼，C错误；“沉铼”过程中，NH4Cl提供NHeq\o\al(＋,4)与HReO4反应生成NH4ReO4沉淀，氨水可电离出NHeq\o\al(＋,4)，所以可用氨水代替NH4Cl，D正确。4．(2024·贵州高考)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国eq\f(1,3)以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下：下列说法正确的是()A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2SB．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应D．“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱，以提高纯度解析：选B。“气体”主要成分为H2S气体，“溶液1”的溶质主要是NaCl及过量的NaOH，A项错误；“系列操作”得到的是Ba(OH)2·8H2O晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确；“合成反应”是Ba(OH)2·8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成BaTiO3，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C项错误；“洗涤”时，若使用稀H2SO4，BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4，故不能使用稀H2SO4，D项错误。5．(2025·湖南长沙期末)由氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图。(氧化效率为单位质量的氧化剂得到的电子数)下列说法正确的是()A．滤渣的成分为铜B．“除铁”时，可用Zn(OH)2代替ZnOC．“氧化”时，用NaClO代替H2O2，氧化效率更高D．由“滤液”获得ZnSO4·7H2O的操作是蒸发结晶解析：选B。滤渣的主要成分为置换生成的铜和过量的锌，A错误；本题的目的是制备ZnSO4·7H2O，则“除铁”时，用Zn(OH)2代替ZnO可以调高pH同时不会引入杂质，B正确；NaClO作氧化剂时还原产物为NaCl，74.5g(1mol)NaClO得到2mol电子，34g(1mol)H2O2作氧化剂时得到2mol电子，故NaClO的氧化效率低于H2O2，C错误；将硫酸锌溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4·7H2O晶体，而不是蒸发结晶，D错误。6．(2025·湖南长沙模拟)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下：下列关于上述流程的叙述错误的是()A．焙烧过程中产生的酸性废气可用于刻蚀玻璃B．滤渣Ⅲ的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3C．“沉铈”步骤，也可以用(NH4)2CO3沉淀得到Ce2(CO3)3·nH2OD．实验室分离出Ce2(CO3)3的方法为过滤，需用到的玻璃仪器：漏斗、烧杯和玻璃棒解析：选C。选择NH4HCO3的原因是呈现出弱碱性，若改为(NH4)2CO3，碱性太强，生成的沉淀中会混有氢氧化物，C错误；过滤需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒这三种玻璃仪器，D正确。7．（双选）(2025·湖南湘潭模拟)通过如下方案回收光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。下列说法错误的是()A．用HNO3代替NaClO氧化银会产生污染环境的气体B．氨气不可循环使用C．“溶解”发生的反应为AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2OD．“还原”发生的反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶5解析：选BD。“还原”工序中，[Ag(NH3)2]＋中Ag元素从＋1价降为0价，得到还原产物Ag，N2H4·H2O中N元素由－2价升高为0价，得到氧化产物N2，根据得失电子守恒，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶4，D错误。8．(2025·河北雄安新区模拟)从废催化剂中回收贵金属和有色金属，不仅所得金属品质高，而且投资少、效益高。以废锆催化剂(含ZrO2、Y2O3及Fe的氧化物)为原料回收氧化锆和氧化钇的部分工艺如下：已知：①ZrO2、Y2O3可溶于热的浓硫酸；②聚乙二醇可与Fe3+形成红褐色配合物，便于“离心萃取”操作进行。下列说法错误的是()A．“焙烧”时，加入硫酸的浓度不宜过小，以将金属氧化物完全转化为硫酸盐进入溶液为宜B．“离心萃取”前，加入H2O2溶液，目的是将可能存在的Fe2+氧化为Fe3+，便于离心分离C．“红褐色溶液a”的主要成分为Fe(OH)3胶体，用激光笔照射时会出现丁达尔效应D．“煅烧分解”时，化学方程式为Y2(C2O4)3eq\o(=,\s\up7(煅烧))Y2O3＋3CO↑＋3CO2↑解析：选C。根据已知信息①，硫酸浓度不宜太小，太小可能导致ZrO2、Y2O3溶解不充分，影响后续回收，A正确；过氧化氢为氧化剂，将亚铁离子氧化为铁离子，Fe3+与聚乙二醇形成配合物，便于离心分离，B正确；红褐色溶液a为聚乙二醇与Fe3+形成的配合物，C错误。9．（双选）(2025·山东济宁模拟)工业上利用锰矿(主要成分为MnCO3，含SiO2、CaCO3、MnS、FeS、CuS、NiS等杂质)制备金属锰的工艺流程如图所示。物质Fe(OH)3Cu(OH)2Ni(OH)2开始沉淀pH1.94.26.5沉淀完全pH3.26.78.5已知：“脱硫”环节是在催化剂作用下将金属硫化物转化为氢氧化物。下列说法错误的是()A．“脱硫”过程中FeS的反应为：2FeS＋2H2O＋O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))2S＋2Fe(OH)2B．X为CaSO4，滤渣Y的主要成分为Fe(OH)3C．“除杂”工序是利用物质溶度积差异除去溶液中的Cu2+和Ni2+D．“电解”过程中Mn元素发生氧化反应解析：选AD。“脱硫”过程中FeS被氧气氧化，在碱性条件下生成硫单质与氢氧化铁，4FeS＋6H2O＋3O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))4S＋4Fe(OH)3。10．(2025·黑龙江哈尔滨二模)工业上利用废镍催化剂(含65%NiO、15%Fe3O4、10%CaO、6%SiO2及4%MgO)制备电池级NiCO3(要求杂质离子浓度≤105mol/L)的流程如下。已知：①常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝3.0×1038，Ksp[Ni(OH)2]＝1.08×1015，Ksp(CaF2)＝1.5×1010，Ksp(MgF2)＝6.3×109，Ksp(NiCO3)＝1.4×107，lg3＝0.48；②滤液1中c(Ni2+)＝1.2mol/L，c(Fe3+)＝0.3mol/L；③滤液2中c(Ca2+)＝0.05mol/L，c(Mg2+)＝0.02mol/L；④滤液3中，反应分两个步骤：Ni2+＋HCOeq\o\al(－,3)⥬NiHCOeq\o\al(＋,3)(快反应)，NiHCOeq\o\al(＋,3)＋NH3⥬NiCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)(慢反应)。下列说法错误的是()A．酸浸时SiO2可以与硫酸反应形成胶体，加速固液分离B．滤液1中需调节pH至3.16≤pH<6.48，才能确保Fe3+沉淀完全且Ni2+不沉淀C．滤液2中添加NaF，当Ca2+恰好沉淀完全时，Mg2+未沉淀完全D．慢反应步骤(NiHCOeq\o\al(＋,3)＋NH3)决定沉淀速率，适当增加NH3浓度可提高NiCO3产率解析：选A。废镍催化剂先加稀硫酸酸浸，得到硫酸铁、硫酸镍、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸镁的溶液，SiO2不溶，硫酸钙微溶，则滤渣1为SiO2以及硫酸钙，滤液加入H2O2氧化亚铁离子为铁离子，再加入NaOH调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得滤渣2为氢氧化铁，滤液加入NaF沉淀钙离子、镁离子，过滤得到滤渣3为CaF2、MgF2，滤液加入碳酸氢铵和氨水调节pH＝8得到碳酸镍，过滤后经洗涤、干燥得到产品。SiO2与硫酸不反应，SiO2进入滤渣1除去，A错误；Ni2+开始沉淀时，c(OH－)＝eq\r(\f(1.08×1015,1.2))mol/L＝3×108mol/L，结合lg3＝0.48，此时pH＝6.48，溶液中铁离子完全沉淀时c(OH－)＝eq\r(3,\f(3.0×1038,105))mol/L＝eq\r(3,3)×1011mol/L，此时pH＝3.16，滤液1中需调节pH至3.16≤pH<6.48，才能确保Fe3+沉淀完全且Ni2+不沉淀，B正确；滤液2中添加NaF，当Ca2+恰好沉淀完全时c2(F－)＝eq\f(1.5×1010,105)＝1.