工艺流程选择题-2021年高考复习化学考前30天必练小题(解析版)

第19练  工艺流程选择题

1．（2021·山东菏泽市·高三二模）全钒液流氧化还原电池被认为是最具有应用前景的绿色储能电池。通常钒电池主要采用硫酸氧钒(VOSO4)溶液作为电池的电解质溶液，用V2O5制备硫酸氧钒的方法如下：

已知在溶液中钒以VO、VO2+等形式存在。下列相关说法不正确的是

A．加入硫酸过程并加热的目的是加快V2O5溶解速率

B．用FeSO4代替草酸不会对产品造成影响

C．加入草酸发生反应的离子方程式为

D．操作1的名称为加热浓缩、冷却结晶

【答案】B

【分析】

V2O5加入稀硫酸中加热溶解，稀释冷却得到含有VO、VO2+等阳离子的溶液A，加入草酸将VO还原为VO2+，经加热浓缩、冷却结晶得到VOSO4晶体，干燥得到产品。

【详解】

A．升高温度可以加快反应速率，所以加热的目的是加快V2O5溶解速率，A正确；

B．虽然Fe2+也可以将VO还原，但后续结晶时会引入杂质，B错误；

C．草酸将VO还原为VO2+，自身被氧化为CO2，根据电子守恒可得草酸和VO的系数比为1:2，再结合元素守恒、电荷守恒可得离子方程式为，C正确；

D．操作1可以从VOSO4溶液中获取VOSO4晶体，所以为加热浓缩、冷却结晶，D正确；

综上所述答案为B。

2．（2021·广东深圳市·高三二模）氧化铍(BeO)在航天航空等领域有着广泛的应用。一种以预处理后的硅铍矿(主要含BeO、Fe2O3、SiO2和FeO等)为原料提取BeO的流程如下图所示：

已知：Be(OH)2具有两性，在强碱性溶液中可转化为BeO

下列说法错误的是

A．“酸浸”步骤所得“滤渣①”的主要成分为SiO2

B．“滤液②”经处理后可获得副产品Na2SO4▪10H2O

C．“碱溶”时，主要反应为Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O

D．“水解”时，适当增大溶液pH有利于提高BeO的提取率

【答案】D

【详解】

A．氧化铁和氧化亚铁都是碱性氧化物，氧化铍属于两性氧化物，二氧化硅属于酸性氧化物，上述氧化物中只有二氧化硅不溶于稀硫酸，因此“酸浸”步骤所得“滤渣①”的主要成分为SiO2，故A说法正确；

B．滤液①中含有的主要离子有H+、Be2+、Fe3+、Fe2+、和SO，加入氢氧化钠溶液将pH调节至9，氢离子被中和，Be2+、Fe3+、Fe2+转化为金属氢氧化物沉淀，滤液为硫酸钠溶液，因此“滤液②”经处理后可获得副产品Na2SO4▪10H2O，故B说法正确；

C．Fe(OH)2和Fe(OH)3属于碱，Be(OH)2属于两性化合物，“碱溶”时只有氢氧化铍溶解在氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式为：Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O，故C说法正确；

D．滤液③的主要阴离子是BeO，它发生水解的离子方程式为：BeO+2H2O Be(OH)2+2OH-，增大溶液的pH，平衡向左移动，不利于BeO的水解，故D说法错误；

故选D。

3．（2021·辽宁朝阳市·高三一模）钛酸钡(BaTiO3)在工业上有重要用途，主要用于制作电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元件。以下是生产钛酸钡的一种工艺流程图：

已知：①草酸氧化钛钡晶体的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O；

②25℃时，BaCO3的溶度积Ksp=2.58×10-9。

下列说法错误的是

A．BaTiO3中Ti元素的化合价为+4

B．在“酸浸”过程中为加快反应速率可用浓硫酸代替浓盐酸

C．流程中可以通过过滤得到草酸氧化钛钡晶体

D．若浸出液中c(Ba2＋)=0.1mol/L，则c(CO)在浸出液中的最大浓度为2.58×10-8mol/L

【答案】B

【分析】

由制备流程可知，BaCO3用盐酸酸浸得到氯化钡溶液，再向氯化钡混合液中加入TiCl4溶液和草酸溶液得到草酸氧化钛钡晶体和HCl，生成的HCl可循环利用，最后通过洗涤、干燥、煅烧草酸氧化钛钡晶体得到BaTiO3，据此分析解答。

【详解】

A．BaTiO3中O为-2价，Ba为+2价，则Ti 元素的化合价为2×3-2=4，即+4价，故A正确；

B．如用浓硫酸代替浓盐酸，可生成硫酸钡沉淀，消耗钡离子，难以得到钛酸钡，故B错误；

C．由流程可知，加入草酸，得到草酸氧化钛钡晶体，可用过滤的方法得到，故C正确；

D．若浸出液中c( Ba2+)=0.1mol/L，则c(CO)在浸出液中的最大浓度为mol/L=2.58×10-8mol/L，故D正确；

故选B。

4．（2021·湖北十堰市·高三二模）化工行业常用硒(Se)作催化剂，该催化剂具有反应条件温和、成本低、环境污染小、用后处理简便等优点。以铜阳极泥(主要成分为Cu2Se、Ag2Se，还含有少量Ag、Au、Pt等)为原料制备纯硒的工艺流程如图。

已知：①“净化除杂”时采用真空蒸馏的方法提纯硒(沸点为685℃)；

②焙烧后，Cu、Ag均以硫酸盐形式存在，；

③“浸出液”中溶质的饱和浓度不小于0.01。

下列说法错误的是

A．“加硫酸并焙烧”时使用的硫酸应为浓硫酸

B．“水吸收”过程得到的溶液呈酸性

C．在实验室蒸馏时，需要用到直形冷凝管

D．“浸出液”中的溶质成分不可能含有Ag2SO4

【答案】D

【详解】

A．稀硫酸不能将Cu2Se氧化成和，所以用浓硫酸，故A正确；

B．二氧化硫为酸性氧化物，溶于水后能与水反应生成亚硫酸，使溶液呈酸性，故B正确；

C．为便于馏分的收集，所以在实验室蒸馏时，选用直型冷凝管，故C正确；

D．当“浸出液”中溶质的饱和浓度等于时，，“浸出液”中溶质成分含有Ag2SO4，故D错误；

答案选D。

5．（2021·山东德州市·高三二模）工业上可用软锰矿(含少量铜化合物的MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2、SiO2等)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工艺流程如图：

下列说法不正确的是

A．研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率

B．溶浸工序产生的废渣成分为S；净化工序产生的废渣成分为CaF2

C．除铁工序中，试剂的加入顺序是先加软锰矿，再加石灰调节溶液pH

D．从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥

【答案】B

【分析】

由流程可知软锰矿和黄铁矿中加入稀硫酸酸浸，酸浸中H2SO4+FeS2=FeSO4+H2S2，H2S2易分解，H2S2=H2S+S， SiO2和MnO2都不与稀硫酸反应，溶浸后被过滤掉，过滤后的酸浸液加入软锰矿和酸浸中未被氧化的Fe2+发生氧化还原反应，Fe2+被氧化成Fe3+，加入生石灰调节pH值，使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而被除去。除铁后滤液加入硫化铵和氟化铵是为了除去滤液中的Cu2＋和Ca2＋，使它们转化成CuS和CaF2沉淀，净化后的滤液主要是硫酸锰和硫酸铵、稀硫酸的混合液，加入氨水、碳酸氢铵溶液后，Mn2+生成了碳酸锰沉淀，据此分析解答。

【详解】

A．提高浸取率的措施可以是搅拌、研磨矿石、适当升高温度、适当增大酸的浓度等，故A正确；

B．溶浸工序中产生的废渣主要是不与稀硫酸反应的SiO2和MnO2及反应生成的S，经分析，净化工序后产生的废渣成分为CuS和CaF2，故B错误；

C．除铁工序中，先加软锰矿使溶液中的Fe2+在酸性环境中被氧化成Fe3+，然后加入石灰调节溶液pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，故C正确；

D．MnCO3不溶于水，故MnCO3从溶液中分离出来的操作法是过滤、洗涤、干燥，故D正确；

本题答案B。

6．（2021·辽宁高三二模）如图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是

A．步骤③中“”是催化剂催化活性的最佳温度

B．晶胞符合分子密堆积

C．步骤②、④、⑤均有利于提高原料的转化率

D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂

【答案】B

【详解】

A．由图可知工业生成中，催化合成氨的反应温度为，说明是催化剂催化活性的最佳温度，故A正确；

B．晶胞中存在氢键，氢键具有饱和性和方向性，晶胞不符合分子密堆积，故B错误；

C．工业合成氨的反应方程式为：N2+3H22NH3，该反应是气体体积减小的放热反应，步骤②为加压，④为分离出产物，⑤为重复利用反应物，均有利于提高原料的转化率，故C正确；

D．氨气易液化吸热，产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂，故D正确；

故选B。

7．（2021·广东广州市·高三二模）以混有的为原料制备氧化镁的实验流程如图：

下列说法错误的是

A．酸浸的离子方程式为

B．浸出渣的成分是

C．母液的主要溶质是

D．固体X是

【答案】A

【分析】

盐酸酸浸，可溶，不溶，滤渣为，浸出液中主要成分是， 加入氨水沉镁，，母液主要溶质是，固体X为，以此解答。

【详解】

A．盐酸酸浸，是微溶物，不可拆成离子，故A错误；

B．盐酸酸浸，可溶，不溶，滤渣为，故B正确；

C．加入氨水沉镁，，母液主要溶质是，故C正确；

D．沉镁过程中，加入氨水沉镁，，母液主要溶质是，固体X为，故D正确；

故选A。

8．（2021·广东广州市·高三二模）中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的，反应过程如图所示。下列说法错误的是

A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收

B．环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶

C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质

D．可用溶液代替NaOH溶液捕捉

【答案】B

【分析】

利用NaOH溶液实现“碳捕获”吸收器中，NaOH溶液用喷淋方式加入，增大反应物之间的接触面积，充分吸收二氧化碳，环节a中，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，Na2CO3发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，成，需从溶液中过滤出来再高温煅烧，生成的CO2循环使用。

【详解】

A．NaOH溶液喷成雾状，可增大反应接触面积，提高吸收率，A正确；

B．环节a为和生成，需从溶液中过滤出来再高温煅烧，故基本操作不是蒸发结晶，B错误；

C．NaOH和CaO在流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C正确；

D．可以和反应，因此可用溶液代替NaOH溶液，D正确。

故选B。

9．（2021·河北邯郸市·高三二模）某溶液A中可能大量含有、、、、、、、、离子中的若干种，从A中分离所含金属元素的流程如图所示：

已知；Mn元素将以形式进行分离，其余金属元素若从溶液中分离，都将以氢氧化物的形式析出，部分金属元素开始沉淀与完全沉淀的pH如下表：

A．溶液A呈强酸性，确定其中不能大量存在、

B．滤渣1为，步骤①还一定发生反应

C．滤渣2为，滤液2中至少含有2种金属阳离子

D．溶液A中肯定存在、，不能确定是否存在

【答案】B

【详解】

A．加入NaClO后溶液仍显酸性，说明原溶液呈强酸性，则不能大量存在、，一定存在，选项A正确；

B．在的溶液中有沉淀析出，则该沉淀应为溶液的时有沉淀产生，则滤渣2应为，说明原溶液中存在铁元素所对应的离子，但不一定是，选项B错误；

C．滤渣3应为，由于溶液中一定存在，所以滤液2中至少含有、这2种金属阳离子，选项C正确；

D．溶液A中肯定存在、，存在、中的至少一种，无法确定是否存在，选项D正确。

答案选B。

10．（2021·广东肇庆市·高三三模）高氯酸钾是一种强氧化剂，易溶于水.以氯化钠为原料制备高氯酸钾的一种流程如图：

下列说法错误的是

A．“电解”生成气体的主要成分为H2

B．“高温分解”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1

C．本实验条件下，KClO4在水中的溶解度比NaClO4小

D．母液经分离、提纯可制得食盐

【答案】B

【分析】

根据流程，电解饱和食盐水后阳极失电子生成氯气，生成的氯气与溶液中的氢氧根反应生成氯酸钠溶液，将溶液结晶得到氯酸钠晶体，氯酸钠晶体经高温分解生成高氯酸钠，由于高氯酸钾在溶液中的溶解度小于高氯酸钠，因此向高氯酸钠晶体中加入氯化钾溶液使晶体转化成高氯酸钾，经后续步骤得到高氯酸钾晶体，据此分析。

【详解】

A．“电解”过程中阴极由水电离出的H+得电子生成H2，A项正确；

B．由流程信息知，NaClO3 “高温分解”生成NaCl和NaClO4，由电子守恒知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3，B项错误；

C．“转化”步骤中，NaClO4中加入KCl溶液后经系列操作得KClO4，推知本实验条件下，KClO4在水中的溶解度比NaClO4小，C项正确；

D．母液中溶质的主要成分为NaCl，D项正确；

故答案选B。

11．（2021·福建高三其他模拟）工业生产中以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3及部分难溶于酸的杂质)为原料制备高纯氧化镁的流程如下：

下列说法错误的是

A．“酸溶”时将菱镁矿粉碎、适当增大硫酸浓度均可加快反应速率

B．“氧化”的反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

C．若先“调pH≈4”后“氧化”，会造成产品的纯度降低

D．“煅烧”产生的气体SO2、CO2可用CaCl2浓溶液进行吸收

【答案】D

【分析】

菱镁矿的主要成分为MgCO3、少量FeCO3及部分难溶于酸的杂质，加硫酸时MgCO3和FeCO3溶解得到MgSO4和FeSO4的混合溶液，过滤，滤去不溶于酸的杂质，向滤液中加双氧水，氧化Fe2+生成Fe3+，再加氨水调pH至4，使Fe3+完全沉淀，过滤掉Fe(OH)3沉淀，将滤液（MgSO4溶液）经一系列转化得到MgSO4，再与碳在高温煅烧下得到MgO。

【详解】

A．矿石粉碎可以增大矿石与酸液的接触面积，可以加快反应的速率、增大酸的浓度，也可以加快反应速率，故A正确；

B．氧化步骤为双氧水在酸性条件下把Fe2+氧化生成Fe3+，根据升降守恒和原子守恒可得离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，故B正确；

C．若先“调pH≈4”后“氧化”，滤液中还存在Fe2(SO4)3，煅烧时产品MgO中存在其他杂质氧化物，故C正确；

D．盐酸的酸性大于亚硫酸、碳酸，所以SO2、CO2与CaCl2浓溶液不反应，煅烧产生的SO2、CO2用NaOH浓溶液进行吸收，故D错误。

故选：D。

12．（2021·江西宜春市·高三一模）某废催化剂含、、及少量的.某实验小组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实验流程如图：

下列说法正确的是

A．步骤①操作中，生成的气体可用溶液吸收

B．检验滤液1中是否含有，可以选用和新制的氯水

C．步骤③和④操作中，均采用蒸发结晶方式从溶液中获得溶质

D．滤渣2成分是

【答案】A

【分析】

废催化剂加入稀硫酸，第一次浸出主要发生反应ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，过滤后滤液中ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3，浓缩结晶得到粗ZnSO4•7H2O，滤渣1含有SiO2、CuS，向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液，发生氧化还原反应，生成硫酸铜、硫，滤渣2含有硫和二氧化硅，滤液含有硫酸铜，经浓硫酸结晶可得到硫酸铜晶体，以此解答该题。

【详解】

A．步骤①操作中生成的气体为硫化氢，可与氢氧化钠溶液反应，则可用氢氧化钠溶液吸收，故A正确；

B．滤液1中除含有Fe2+，还含有Fe3+，加入KSCN和新制的氯水不能检验，故B错误；

C．得到晶体需要蒸发浓缩，冷却结晶，如果直接蒸发结晶会使晶体失去结晶水，故C错误； 

D．滤渣2含有硫和二氧化硅，故D错误；

答案选A。

13．（2021·江苏高三三模）废旧材料是巨大的资源宝库，回收利用前景广阔。从废黄铜合金(主要成分为Cu和Zn)中回收Cu并制备ZnO的部分实验流程如下图所示。下列叙述错误的是

A．“溶解”过程中，和稀硫酸都体现了氧化性

B．与锌粉反应的离子主要是和

C．过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒

D．为加快溶解速率可以选择高温、搅拌

【答案】D

【详解】

A．“溶解”过程中发生的反应为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，H2O2中O元素的化合价由-1降低为-2价，H2SO4中H元素的化合价由+1价降低为0价，化合价降低的物质为氧化剂，所以H2O2、H2SO4为氧化剂，表现为氧化性，故A正确；

B．废黄铜合金Cu和Zn都可以反应溶解变成Cu2+和Zn2+，然后加入NaOH调节溶液pH值为2，此时溶液中含有H+、Cu2+、Zn2+、Na+和SO，再加入锌粉之后Zn可以和H+和Cu2+发生置换反应，故B正确；

C．过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故C正确；

D．“溶解”操作时，搅拌可以加快H2O2、H+和Cu、Zn接触，增加反应速率，但是过氧化氢受热易分解，不能选择高温，故D错误。

故答案为D。

14．（2021·山东济南市·高三二模）过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2(s))是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案如下：已知：2Na2CO3(aq)＋3H2O2(aq)⇌2Na2CO3·3H2O2(s)　ΔH＜0 ,50℃时2Na2CO3·3H2O2(s)开始分解。

下列说法错误的是

A．过碳酸钠是由碳酸钠、过氧化氢利用氢键所形成的不稳定的复合物

B．滤液X可以循环使用

C．步骤③洗涤时选用无水乙醇洗涤，可除去水分、利于干燥

D．利用过碳酸钠净化水原理与明矾净水原理类似

【答案】D

【详解】

A．过碳酸钠是在低温下向碳酸钠溶液缓慢的滴加双氧水得到，故A正确；

B．向滤液X中加入适量NaCl固体，增加钠离子浓度，降低过碳酸钠的溶解度，加入无水乙醇，降低过碳酸钠的溶解度，两者均可析出过碳酸钠，故B正确；

C．无水乙醇洗涤可以除去水分、有利于干燥，故C正确；

D．过碳酸钠具有强氧化性，可以杀菌消毒，但不能吸附水中悬浮的杂质，故D错误；

故选：D。

15．（2021·山东聊城市·高三二模）是硫酸工业尾气的主要成分，软锰矿主要成分是，还含有、等少量杂质.以硫酸工业的尾气联合制备硫酸钾和硫酸锰晶体的工艺流程如图：

下列叙述错误的是

A．反应Ⅰ的总化学方程式为

B．操作1为蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、洗涤

C．反应Ⅳ后的溶液中含有的阳离子主要为和

D．上述过程中可循环使用的物质为

【答案】B

【详解】

A．根据流程图知,反应物为氧气、碳酸钙和二氧化硫，生成物有二氧化碳，根据元素守恒、转移电子守恒知,该生成硫酸钙,反应方程式为2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2，故A正确； 

B．操作1为了得到结晶水合物，应采用蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥，故B错误；

C．氧化铁可以被二氧化硫还原为硫酸亚铁，加入软锰矿可以把亚铁离子氧化，二氧化锰被还原为二价锰离子，所以反应Ⅳ后的溶液中含有的阳离子主要为和，故C正确；

D．上述过程中可循环使用的物质为，可以返回反应I循环使用，故D正确；

故答案为B。

16．（2021·河北承德市·高三二模）硒(Se)是一种新型半导体材料，对富硒废料(含、)进行综合处理的一种工艺流程如下：

下列说法错误的是

A．合理处理富硒废料符合循环经济理念    B．母液可在“酸溶”工序循环利用

C．“滤液”经处理可制得胆矾    D．“电解精炼”装置中电解质适合选择AgCl

【答案】D

【分析】

富硒废料(含、)在空气中焙烧，形成Ag、CuO、SO2、SeO2，SO2和SeO2在水中反应生成Se，CuO与稀硫酸反应形成硫酸铜，过滤得到粗银，电解精炼得到精银。

【详解】

A．合理处理富硒废料实现了废物利用，符合循环经济理念，A正确；

B．母液中含有剩余的硫酸，可在“酸溶”工序循环利用，B正确；

C．“滤液”中含有硫酸铜，经处理可制得胆矾，C正确；

D．AgCl 常温下为固体，“电解精炼”装置中电解质不能选择AgCl，D错误；

答案选D